Studienschwerpunkte

Die 11 Studienschwerpunkte des Studiengangs Elektrotechnik im Detail.

Analog/Digital Microelectronics

Digitale und analoge integrierte Schaltungen gewinnen immer mehr an Bedeutung. Viele Firmen setzen in ihren Produkten FPGAs und teilweise auch ASICs ein. Ohne Mikroelektronik sind moderne elektronische Systeme heute undenkbar. Das Modul Digital Microelectronics vermittelt eine Einführung in das IP (Intellectual Property) basierte Design von digitalen Schaltungen. Mit aktuellen Designtools realisieren Sie anhand von Beispielen digitale Systeme auf FPGA und entwickeln Ihre eigenen Designideen.

Im Modul Analog Microelectronics lernen Sie, wie integrierte Schaltungen funktionieren, wie sie entworfen, modelliert, simuliert und produziert werden. Der Schwerpunkt liegt auf dem Verständnis der analogen Grundbaublöcke vom Transistor bis zum Operationsverstärker. Im Rahmen Ihrer Studien- und Bachelor-Arbeiten entwickeln Sie Ihre eigenen IC's und realisieren sie als Testchips für applikationsspezifische Schaltungen (ASIC).

Sie erarbeiten die Grundlagen der elektromagnetischen Feldtheorie, die für die Auslegung elektrischer Maschinen und Apparate notwendig sind. Sie lernen die Finite-Element-Methode kennen und können diese für elektromagnetische Simulationen im Nieder- und Hochfrequenzbereich anwenden. Um die in der Praxis auftretenden Designprobleme zu lösen, wenden Sie moderne kommerzielle Simulationssoftware (INFOLYTICA, ANSYS oder COMSOL) an.

Das Gebiet der künstlichen Intelligenz (Artificial Intelligence, A.I.) befindet sich in einer rasanten Wachstumsphase. Was gestern noch A.I. war, ist heute eine Selbstverständlichkeit. Beispiele sind die verschiedenen Sprachassistenz-Systeme oder selbstfahrende Autos. Im Zentrum stehen Computer, die Fähigkeiten erlernen, wie einen Tumor zu erkennen oder Bahnverkehr automatisch zu erfassen und umzuleiten. Lernen Sie die statistischen Ansätze, die für dieses Erlernen von Fähigkeiten genutzt werden, im Modul Statistical Machine Learning kennen.

Die modernsten A.I. Systeme, welche mit sehr vielen Daten trainiert werden können, basieren auf Deep Learing. Sie vertiefen die Theorie und Praxis dieser Big Data A.I. im gleichnamigen Modul und den dazugehörigen Praktika.

Moderne elektronische Geräte enthalten eine Vielzahl von Sensoren, mit denen sie ihre Umwelt wahrnehmen. Die Signale der Sensoren werden meist digital verarbeitet, zum Beispiel mit einem Mikrocontroller. Die Verarbeitung basiert auf der fundamentalen Theorie der digitalen Signalverarbeitung. Mittels eleganten mathematischen Algorithmen lösen Sie als Elektroingenieurin oder Elektroingenieur komplexe Aufgaben - wie zum Beispiel die Spracherkennung in einem Smartphone oder die Dekodierung von Satellitensignalen

Mit der rasanten Verbreitung von Digitalkameras kann heute eine Fülle von Bild- und Videosignalen automatisch analysiert werden. Image Processing ist die fundamentale Theorie zur digitalen Verarbeitung multidimensionaler Bilddaten, während sich Computer Vision mit der automatischen Detektion von Objekten und Ereignissen in Bildern und Videos auseinandersetzt. Sie lernen zum Beispiel, wie diese Theorien es  ermöglichen, dass eine Kamera Gesichter automatisch erkennt oder ein Computer eine optische Qualitätsinspektion selbständig ausführt.

Embedded Systems arbeiten oft mit wenig Speicherkapazität und müssen den Energieverbrauch klein halten. Dennoch erfüllen sie häufig Echtzeitanforderungen und bieten hohe Zuverlässigkeit. Um das zu gewährleisten, erlernen Sie spezifische Vorgehensweisen und Konzepte beim Entwurf und bei der Realisierung. Anhand praktischer Beispiele lernen Sie moderne Modellierungstechniken kennen und die effiziente und echtzeittaugliche Programmierung von Embedded Systems vornehmlich in C und C++. 

Fast alle technischen Geräte, die wir täglich nutzen und auch die komplexen Maschinen, die in der Industrie für alle denkbaren Anwendungen eingesetzt werden, enthalten massgeschneiderte Computersysteme. Der Benutzer erkennt diese "eingebetteten Systeme" meist kaum. Sie alle basieren auf Mikroprozessoren und Mikrocontrollern – einer sich rasch entwickelnden eigenen Welt der Technik. Die Raffinessen der Embedded Systems lernen Sie in dieser Vertiefung kennen.

Energiesysteme

Erzeugung, Transport, Speicherung und Anwendung von Energie bilden das Rückgrat unserer Wirtschaft. Wie wir Energie gewinnen, transportieren, speichern und nutzen - in diesen Fragen müssen sich neben der Politik auch die Elektroingenieurinnen und Elektroingenieure der elektrischen Energietechnik einem grundlegenden Wandel unterziehen. Die liberalisierte Elektrizitätswirtschaft erfordert neue Werkzeuge, neue Denkweisen und vor allem engagierte Nachwuchskräfte. An der HSR bilden wir Sie durch Projekt-Arbeiten mit Partnerinnen und Partnern aus der Elektrizitätsversorgung für die anstehenden Aufgaben aus.

Leistungselektronik

Bedeutende Fortschritte in der Halbleitertechnologie haben neuartige elektronische Bauelemente hervorgebracht, die hohe Spannungen schalten und starke Ströme führen können. Leistungselektronische Komponenten werden miniaturisiert und digitale Regelalgorithmen angewandt. Das erschliesst neue Anwendungsgebiete für moderne elektrische Energiewandler. Sie lernen, Stromrichterschaltungen zu dimensionieren und die Rückwirkungen auf das Stromnetz zu verstehen.

Autos, Flugzeuge, Roboter, aber auch elektronische Systeme jeder Art sind mit ausgeklügelten Regelungen versehen, die die Systeme veranlassen, sich wie gewünscht zu verhalten. Sie lernen die Regelungstechnik an faszinierenden Projekten aus dem breiten Feld der Technik kennen.

Kaum ein Bereich der Elektrotechnik hat sich in den letzten Jahren so schnell entwickelt und bietet so gute Zukunftsaussichten wie die Sensorik. Handys können dank ihrer Sensoren längst viel mehr als nur telefonieren, Autos fahren dank modernster Sensorik bald vollkommen führerlos. Sensoren bilden die Schnittstelle zwischen der Umwelt und der digitalen Signalverarbeitung. Ohne Sensoren und geeignetes analoges Pre-Processing vor der Analog-Digital-Wandlung nützt auch die heute fast beliebig verfügbare Rechenleistung nicht viel. Sie lernen, wie unterschiedliche Sensoren funktionieren, wie deren physikalische Eigenschaften aufbereitet und in Spannungen umgesetzt werden und wie diese Spannungen digitalisiert werden. Auch optische Systeme (Photonik) und MEMS (mikroelektromechanische Systeme) – die  «Schlüsseltechnik für die bewegte Welt» – lernen Sie im Modul Sensorik vertieft kennen. 

Unser Smartphone nützen wir heute für viel mehr als nur zum Telefonieren – das verdanken wir verschiedenen Drahtlosverbindungen. Mobilfunknetze unterschiedlicher Generationen sind nur ein Teil davon. Durch Systeme wie Satellitennavigation, Bluetooth, WLAN und Near-Field-Communication bietet ein Smartphone ortsabhängige Dienste, ermöglicht Breitbandanwendungen wie Bildübertragung und wird heute sogar als bargeldloses Zahlungsmittel eingesetzt. Damit die Geräte trotz wachsender Anzahl integrierter Systeme immer kleiner und billiger werden, müssen Hochfrequenztechnik und Signalverarbeitung zusammenspielen: Eine echte Herausforderung für Sie als Elektroingenieurin oder Elektroingenieur.