Schaltungstechnik

Schaltungstechnik bezeichnet den Bereich der Elektrotechnik, der sich mit der Analyse, dem Entwurf und der Realisierung elektrischer Schaltungen befasst. Sie umfasst analoge, digitale und gemischte Schaltungen sowie passive und aktive Bauelemente. Ziel ist es, elektrische Signale zu verarbeiten, zu steuern oder zu übertragen.

Zentrale Bauelemente sind Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten, Dioden, Transistoren, Operationsverstärker und integrierte Schaltungen. Grundlegende Konzepte umfassen das Ohmsche Gesetz, Kirchhoffsche Regeln, Netzwerkanalyse, Verstärkungs- und Filterprinzipien sowie die Sättigung, Rauschen und Nichtlinearitäten von Bauelementen.

Der Entwurf folgt einem Prozess aus Anforderungsanalyse, Topologieauswahl, Modellierung und Simulation. Typische Werkzeuge sind Schaltplansysteme und SPICE-Simulatoren, mit denen Frequenzgänge, Transientenverhalten und Rauschquellen beurteilt werden. Nach der Simulation wird der Prototyp aufgebaut und vermessen, schließlich eine Verifikation vor der Produktion durchgeführt.

Es gibt analoge Schaltungen (Verstärker, Filter, Oszillatoren), digitale Schaltungen (Logikgatter, Speicher, Prozessoren) sowie gemischte Schaltungen, die analoge Signale mit digitalen verarbeiten. Anwendungen finden sich in der Unterhaltungselektronik, Telekommunikation, Automobiltechnik, Industrie- und Leistungselektronik sowie in Steuerungs- und Regelungssystemen.

Die Schaltungstechnik setzt den Einsatz gängiger Standardbauelemente, Normen und Sicherheitsvorschriften voraus. Entwicklungs- und Prüfrichtlinien, EMV-Schutz und Umweltanforderungen spielen eine zentrale Rolle. Die Disziplin bildet eine Grundlage für Lehre, Forschung und industrielle Applikationen.