Mikroelektronik in Österreich

Der erfolgreiche Einsatz moderner Maschinen und Geräte hängt mehr denn je davon ab, wieweit gleichzeitig mit technischen Lösungen Problemstellungen insbesondere in den Bereichen Organisation und Mitarbeiter in die Lösungsansätze miteinbezogen werden. Komplexe Veränderungsprozesse können nicht mehr mit Methoden und Erfahrungen der Vergangenheit geplant und gesteuert werden. Zur Wahrung der Entscheidungs- und Realisierungsfreiräume muß der technische Strukturwandel vom Management als GesamtVerantwortung angenommen werden.

Schlüsseltechnologien waren immer eine Herausforderung für die Gewerkschaften und die politische Arbeiterbewegung. Auch heute stehen wir inmitten einer totalen technisch-wissenschaftlichen Innovation unserer Gesellschaft.

In der Pensionsversicherungsanstalt der Angestellten wurde in einem 3-Stufen-Projekt für Pensionsänderungen ein Bildschirmdialogverfahren für die Zentrale und die Außenstellen eingesetzt.

In der Mikroelektronik sind neue Möglichkeiten für die Gestaltung der Arbeitsorganisation angelegt. Nichtsdestoweniger weist der Taylorismus ein beachtliches, weil in betrieblichen Machtstrukturen verankertes Beharrungsvermögen auf. Um die Chancen neuer Techniken zu nützen, müssen soziale Strukturen verändert werden.

Vor allem durch die Entwicklung der NC-Maschinen während der 50er Jahre hat die Automation in der Produktion einen besonderen Fortschritt gemacht. Erst um etwa 1980 zeigte sich ein Trend reiner Massenproduktion zu kleineren Losgrößen um die spezifischen Kundenwünsche erfüllen zu können. Teile der FMS-Technologie werden abgedeckt durch CNC-Maschinen einerseits und durch einen zunehmenden Einsatz von Industrierobotern andererseits.

Der Beitrag beruht auf Erfahrungen des Autors, die er während einer zehnjährigen Lehrtätigkeit aus dem Fach “Steuerungs- und Regelungstechnik” an der Höheren Abteilung für Elektrotechnik an der HTBLVA Innsbruck gewinnen konnte. Steuerungsaufgaben werden mit Hilfe des Kontaktplanes, des Funktionsplanes, des Programmablaufgraphen, des Zustandsgraphen oder mittels Boolscher Gleichungen beschrieben. Die Realisierung erfolgt mittels speicherprogrammierbarer Steuerungen oder freiprogrammierbarer Microcomputersteuerungen.

Der Übergang zu immer kleineren Strukturen in der Fabrikation von VLSI-Bauteilen erfordert die Kenntnis der zugrundeliegenden physikalischen Vorgänge. Durch die numerische Simulation physikalischer Modelle ist man in der Lage, die Umverteilung der Störatome im Halbleiter zu berechnen und damit Entwicklungszeit und Entwicklungskosten zu senken. Dieser Artikel beschreibt ein Programm, mit dem auch die Simulation komplexer Modelle möglich ist und bringt als Beispiel die Simulation einer stark gekoppelten Bor-Arsen-Diffusion.

Es gibt viele Gründe Schaltelemente parallel zu betreiben, gleichgültig ob diese sich auf einem gemeinsamen Chip befinden oder nicht. Oft tritt das Problem auf, daß ein Leitungshalbleiter in seinen Spezifikationen nicht den Anforderungen der Schaltung entspricht. Gesetzt den Fall, daß der Strom die begrenzende Größe darstellt, kann das Parallelschalten mehrerer Elemente Abhilfe schaffen. Als Ideenlieferant tritt dabei der MOSFET auf, der, als diskretes Bauelement gesehen, bereits eine Parallelschaltung einiger hundert Einzelzellen darstellt. Deshalb wird im folgenden entsprechend der verwendeten Nomenklatur immer der MOSFET als Beispiel herangezogen, da er sich am besten zu einer Parallelschaltung eignet. Die besprochenen Verfahren können jedoch sinngemäß auf jedes beliebige Leistungsbauelement angewendet werden. Im Vergleich zum Bipolartransistor /7/ oder Thyristor wirft der MOSFET weit weniger Probleme auf, was einer der Gründe ist, warum man ihn in der heutigen Form und Leistungsfähigkeit überhaupt kaufen kann. Dennoch stellt die Parallelschaltung kein triviales Problem dar. Es gibt eine Reihe von Unannehmlichkeiten die auftreten können. Um daher zu einer zuverlässig funktionierenden Schaltungsanordnung zu gelangen, müssen die Gründe für das Auftreten von Problemen und die Mittel für deren Beseitigung bekannt sein.

Die Entflechtung von Schaltschemata stellt eines der Hauptprobleme des rechnergestützten Layoutentwurfs dar. Es werden verschiedene Lösungsmethoden auf ihre Eignung für den Entwurf von Hybridschaltungen hin untersucht. Allen Lösungsalgorithmen ist ein gravierender Nachteil gemein: Sie erfassen nur einen mehr oder weniger großen Teil der möglichen Darstellungen des Schaltschemas in der Ebene. Es wird ein neues Entwurfskonzept zur Schaltungsplanar isierung vorgestellt, das alle möglichen Lösungen implizit berücksichtigt. Es können somit alle kreuzungsfreien Darstellungen der Schaltung ermittelt werden.

Bei elektronischen Meßschaltungen, die umgebungstemperaturunabhängig hohe Meßgenauigkeit aufweisen sollen, müssen systematische und unsystematische Temperaturfehler eliminiert werden. Systematische Temperaturfehler, hervorgerufen durch z.B. temperaturabhängige Bauelementeparameter wie Stromverstärkung und Basis-Emitter-Spannungen der verwendeten Transistoren lassen sich durch entsprechende Schaltungsauslegungen oder zusätzliche Regelschaltungen weitgehend vermeiden. Unsystematische Fehler durch z.B. ungewollte Temperaturunterschiede zwischen kritischen Bauelementen und streuende temperaturabhängige Bauelementeparameter erfordern im allgemeinen Maßnahmen zur Temperatur-Homogenisierung innerhalb der Meßschaltung und darüber hinaus häufig auch den Einsatz von Temperaturstabilisierungen. für elektronische Meßschaltungen, die in Dickschicht-Hybrid- Technik aufgebaut sind, wurde eine Schaltung zur Homogenisierung und Stabilisierung der Temperatur des Al₂O₃-Substra- tes entwickelt.

Für die Schnittstellenanpassung im ISDN-fähigen Bürokommunikationsystem HICOM wurde ein VLSI-Baustein mit einer Komplexität von ca. 5500 Gatteräquivalenten auf Basis einer CMOS-Standardzellenbibliothek und eines geschlossenen CAD-Systems entwickelt. Wesentliche Gesichtspunkte einer Halb-Kundenspezifischen IS-Entwicklung werden anhand dieser Bausteinentwicklung diskutiert.

The development of a n-well HCMOS technology is described and the critical process parameters are defined. High speed with low power dissipation performance have been demonstrated. For effective channel lengths larger than 2 µm, operation with voltages greater 10 V is possible.

Es wird eine Gate-Array-Serie mit einer Komplexitaet von 500 bis 1500 Gattern vorgestellt, die in Oesterreich entwickelt wurde. Die Technologie basiert auf einem modernen Silizium-Gate HCMOS Prozess, wodurch bei niedriger Leistungsaufnahme die Schaltgeschwindigkeiten der Low-Power-Schottky-Serien uebertroffen werden. Saemtliche Designschritte bis zum Magnetband fuer die Maskenherstellung werden im Hause durchgefuehrt.

Es wird eine Integrierte Schaltung für Weg– und Drehwinkelerfassung in Fertigungsrobotern beschrieben.Für die Entwicklung dieses komplexen Logikbausteines mit ca. 2000 Gatteräquivalenzen wurden die Vorteile eines CAD-Systems für halbkundenspezifische Schaltungen genutzt und die rasche Verfügbarkeit durch Realisierung als GATE ARRAY sichergestellt.

Der Entwurf integrierter Schaltungen mittels Standardzellen ist heute weit verbreitet. Grundlegende Voraussetzung dafür ist die Existenz eines ausgereiften Zellenkatalogs. Es wird die spezielle Problematik bei der Entwicklung von Analogzellen behandelt, und das Design einer PLL (Phase locked loop) — Schaltung beschrieben. Theoretische Überlegungen und praktische Ergebnisse werden präsentiert.

Darlegung zuverlässigkeitshebender Methoden im Apparatebereich (durch anwendungsspezifische Beanspruchungen) und bei den Komponenten im Grenzbereich)

Bei der Oberflächenmontage werden statt bedrahteter Bauelemente flach auflötbare planare Bauelemente auf die Leiterplatte gebracht. Die Oberflächenmontage ermöglicht eine Rationalisierung der Baugruppenfertigung durch Bestückungsautomaten, die Verkleinerung der Flachbaugruppen und die Erhöhung der Zuverlässigkeit. Die verschiedenen Bauformen der planaren Bauelemente, die Bestückung, die Verbindungstechniken und die Aufbauvarianten von entsprechenden Flachbaugruppen werden erläutert.

Ein wirksames Qualitätssicherungskonzept für SMD-Vielschichtkondensatoren wird beschrieben.

The CECC System of quality assessment for, and release of, electronic components to harmonised European Specifications has been operating since the early 1970s. STC Components Ltd., a major U.K./European based manufacturer and user of electronic components highlights some of the benefits of CECC and explains why its Company Quality Policy includes a statement “to promote the extension and use of BS9000/CECC/lECQ specifications antl components of assessed quality.

Hier werden grundsätzliche Überlegiingen zur Analyse elektronischer Systeme dargelegt, dann die Analysemethoden selbst dargestellt und anschließend die Probleme erörtert. Abschließend wird noch ein Beispiel gebracht, an dem die Methoden angewandt wurden.

Meßsysteme für physikalische Experimente im Weltraum erfordern eine hohe Zuverlässigkeit. Die Verwendung spezifizierter Bauteile, eine äußerst präzise Integration, und eine durchstrukturierte Software sollen diese Anforderung erfüllen. Die großangelegten Testphasen sollen insbesondere garantieren, daß alle gestellten Forderungen erfüllt werden, und allfällige Entwurfsfehler eliminiert werden.

Um im Qualitätswesen gesicherte Prüfaussagen zu erhalten, ist es unerläßlich, die verwendeten Meßgeräte einer regelmäßigen Kontrolle zu unterziehen. Zu diesem Zweck muß ein systematisch vorgehender Kalibrierdienst geschaffen werden. Die nachstehende Mitteilung behandelt die Anforderungen an eine derartige Kalibrierstelle.Als konkretes Beispiel einer unabhängigen Kalibrierstelle wird abschließend der Kalibrierdienst des Elektrotechnischen Instituts der BVFA (Bundesversuchs- und Forschungsanstalt Arsenal) beschrieben.

Zuverlässigkeitsklassen und ihre Berücksichtigung auf Homologation, Vorbehandlung und Qualitätskontrolle

Eine wesentliche Eigenschaft bei der Elektrostimulation des Innenohres ist der geringe Dynamikbereich, wobei aber kleinere Amplitudenunterschiede wahrgenommen werden können, als vom Normalhörenden. Ein herkömmlicher Silbenkompressor hält den Gesamtpegel und damit hauptsächlich die größte Komponente konstant und kleinere Signalkomponenten bleiben auch nach der Regelung unterschwellig. Mit der Frequenzbereichskompression wird dieser Nachteil vermieden.

Durch den Einsatz eines Single Chip Mikrocomputers ist es erstmals gelungen, alle einen kompletten Herzfrequenzmonitor auf einem einzigen Chip zu realisieren. Der Chip beinhaltet alle Funktionen wie ADC, LCD-Driver, Tastaturinterface und führt die EKG-Verarbeitung nach einer digitalen Mustererkennung aus. An diesem FaTlbeispiel wird Uber Erfahrungen in der Auswahl und Anwendung von Single Chip Mikrocomputern, dem Einsatz von Entwicklungshilfen und der Laborfertigung von SMD berichtet.

Die rasche Weiterentwicklung “intelligenter” mikroelektronischer Schaltkreise führt auch bei biomedizinisch-technischen Geräten in Anästhesiologie und Intensivmedizin zu wesentlichen Verbesserungen in Konzeption und Leistungsbreite. Beispielhaft werden Eigenentwicklungen zur fortlaufenden intraoperativen Erfassung und mikrorechnergesteuerten Kontrolle der neuromuskulären Punktion während chirurgischer Eingriffe und zur on-line-Auswertung elektrisch evozierter Potentiale vorgestellt.

Das Konzept eines 4-Kanal-Distanzmeßgerätes nach dem Ultraschall-Laufzeitverfahren wird vorgestellt. Durch konsequentes Multiplexen sind aufwendige Schaltungsteile nur einmal erforderlich, es besteht völlige Freiheit bezüglich der Auswahl der angeschlossenen Ultraschallwandler als Sender oder Empfänger für jeden Kanal. Die Einsatzmöglichkeiten des Gerätes werden anhand zweier Beispiele illustriert.

Es wurde ein Impedanzmebgerät für die Messung biologiscner Impedanzen in vivo und in vitro bei Frequenzen von 2 Hz bis 80 kHz entwickelt. Anhand des Blockschaltbildes des Medkreises werden das Meiiverfahren und die schaltungtechnische Realisierung erläutert.

Durch eine Strukturierung einer Metalloberfläche kann das Reflexionsverhalten stark verändert werden. Ein periodisches sub-µm Gitter ermöglicht eine effektive Anregung von Oberflächen- plasmon-Polaritonen (kollektive Elektronenschwingungen). Durch die Herstellung von Tunnelstrukturen auf holographischen Gittern konnte ein Metall-Oxyd-Metall-Farbdetektor realisiert werden.

Ein auf ca. 80 K gekühltes HgCdTe-Detektorelement dient in einem optischen Homodynempfänger als Phasendetektor, an dem das Regelsignal für die Phasenregelschleife und gleichzeitig das demodulierte Datensignal auftritt. Die Kühlung des Detektors erfolgt durch einen mechanischen Stirling-Kühler mit abgesetztem Kaltteil. Um größte Empfindlichkeit zu erreichen muß auch der Breitband-Vorverstärker mitgekühlt werden. Verschiedene rauscharme Verstärkerkonzepte mit geeigneten aktiven Elementen wurden entwickelt, aufgebaut und miteinander verglichen.

Halbleiterlaser weisen instantane Linienbreiten (Phasenrauschen) von einigen MHz auf. Wir präsentieren theoretische Untersuchungen über den Einfluß dieser Eigenschaft beim Einsatz in einem Homodyn-Empfänger mit einer Phasenregelschleife zweiter Ordnung für phaseniimgetastete Eingangssignale. Aus der Systemdegradation zufolge Phasenrauschens wird die gewünschte Verschmälerung der Laserlinie abgeleitet. Im Experiment wurde die Linienbreiten-reduktion durch schwache optische Rückkopplung und deren automatische Stabilisierung untersucht.

Vorgestellt wird ein nach dem Differenz-Doppler-Prinzip arbeitender laseroptischer Meßkopf zum berührungslosen Geschwindigkeitsmessen an festen Oberflächen, besonders unter industriellen Bedingungen.Durch eine günstige Anordnung der Bauelemente und eine spezielle Sendeoptik wurden kompakte äußere Abmessungen, große thermische und mechanische Stabilität sowie kostengünstige Fertigung des Meßkopfes erreicht.

Die Vorteile, die eine Übertragung über Galsfaser bietet, führte zu einer Nachfrage und Entwicklung von Lichtwellenleiter-Komponenten für teilweise recht unterschiedliche Anwendungen. Komponenten sind die Schlüsselbausteine jeder Anlage. Vielfalt und Grundeigenschaften einiger dieser Komponenten soll aufgezeigt werden.

Ein Wellenleitermodulator in der Technik der Integrierten Optik wurde zur Intensitätsmodulation von Halbleiter-Laserstrahlung (x=1,3 µm) in Glasfasersystemen entwickelt. Wir beschreiben die Funktionsweise und die Herstellung eines Interferometer-Wellenleitermodulators. Weiters berichten wir über Messungen der Lichtführung und des Modulationsverhaltens (Halbwellen- spannung, Auslöschungsvermögen, Einfügungsdämpfung, Bandbreite) dieses Bauelementes.

Durch die Mikroelektronik ist die Automatisierungstechnik zu einem Prozeßsteuerelement geworden, das durch hohe Flexibilität, Zuverlässigkeit und Wirtschaftlichkeit ausgezeichnet ist. Der österr. Wirtschaft, die zum Großteil aus Klein- u. Mittelbetrieben besteht, ergeben sich aber gewisse Probleme bei der Anschaffung kapitalintensiver Anlagen. Ein schrittweiser Einsatz der Flexiblen Automation der aufgrund eines umfassenden Konzeptes erfolgen sollte, ist zur Erhaltung der Wettbewerbsfähigkeit unserer Unternehmungen unumgänglich.

Entflechtung von Leiterbahnen und Erstellung von Fertigungsunter- 1agen ist ein zeit- und kostenintensiver Prozeß, der insbesondere Klein- und Mittelbetriebe belastet, da gerade hier kleine Stückzahlen und Artenvielfalt zusammentreffen.Für unsere eigenen Bedürfnisse, die etwa dem Anforderungsprofi1 der oben erwähnten Gruppe von Elektronikanwendern entsprechen, wurde ein CAD-System entwickelt, das trotz geringer Investitionskosten eine erhebliche Verkürzung der Layoutzeiten ermöglicht.

Ein Prozeßleit- und Prozeßautomatisierungssystem für Meß-, Steuer-, Regel- und Überwachungsfunktionen wurde mit dem Ziel, Mitarbeitern ohne Programmierkenntnisse zu ermöglichen, Programme zu erstellen, entwickelt. Durch eine eigens entwickelte Programmiersprache, die PC-Sprache genannt wird, ist das möglich.

Eine der möglichen Philosophien des Mikroprozessor-Hard- und Softwaredesigns ist die Cross-Entwicklung. Dazu benötigt man vor allem bei Single-Chip-Computern meist teure Emulatoren. Interessant ist, daß man in besonderen Fällen, wenn die Prozessortype bestimmte Eigenschaften aufweist, einen relativ einfachen Real-Time-Emulator bauen kann, der als Kernstück einen Single-Chip-Computer gleichen Types enthält. Es wird eine solche Schaltung für den Single-Chip-Computer MC68701 vorgestellt.

Die freiprogrammierbare Steuerung FPS-3 ist ein modular aufgebautes Steuerungssystem zur wirtschaftlichen und damit kostengünstigen Lösung kleinerer bis mittlerer Steuerungsaufgaben. Die FPS-3 wird mit Hilfe des Programmiergerätes PG 35 und der leicht verständlichen Fachsprache FPST 85 programmiert. An Hand dieses vorgewählten Verknüpfungsschemas werden die Binärsignale verarbeitet.

Es wird die Entwicklung eines 8 Bit A/D-Umsetzerchips mit der extrem hohen Umsetzrate von 100 MHz beschrieben. Als Halbleitertechnologie wird eine bipolare Technologie mit Oxidisolation und einer 3-Lagenmetallisierung der Siemens AG eingesetzt. Eine Reihe von neuen schaltungstechnischen Maßnahmen, die über das konventionelle Design eines Parallelumsetzers hinausgehen, werden vorgestellt.

Bei schnellen und präzisen Meßverstärkern stellen Temperatureinflüsse sowie aufbaubedingte parasitäre Kapazitäten und Induktivitäten wesentliche Begrenzungen für die erreichbaren Meßgenauigkeiten und Bandbreiten dar. Dies gilt besonders für nichtlineare Schaltungen wie z.B. Logarithmierverstärker, da hier keine Stabilisierung der Schaltungseigenschaften durch Gegenkopplungsmaßnahmen möglich ist.

Ausgehend von der steigenden Bedeutung serieller Interfaces für die Kopplung von Meßgeräten werden wesentliche Eigen-Schäften des Inter-IC Bus I2C beschrieben. Ferner wird die p Implementierung einer I2C-Schnittsteile auf der Grundlage eines universellen Ein-Chip-Mikrorechners U 882 vorgestellt.

Das hier beschriebene System zur Erfassung und Verarbeitung von Meßdaten wurde im Hinblick auf ein hohes Maß an Flexibilität und einfache Konfigurierbarkeit entwickelt. Es ist modular aufgebaut. Die einzelnen Module stellen die Schnittstellen zum Prozeß dar und arbeiten weitgehend selbständig. Der Datenaustausch zwischen den einzelnen Modulen geschieht über einen seriellen Bus nach einem entsprechenden Protokoll.

Für den Single-Chip Computer Intel 8052-BASIC wird ein Betriebssystem vorgestellt, welches die Verwendung dieses Chips als Prozeßrechner in einem System mit verteilter Intelligenz ermöglicht. Das Betriebssystem besorgt den Daten- und Steuerverkehr mit den einzelnen Modulen, kontrolliert ein Tastenfeld und eine Anzeige, und sorgt für den Verkehr mit einem übergeordnetem Rechner.

Zur automatisierten Messung der elektrophoretischen Wanderungsgeschwindigkeit mit einem Fotodiodenarray als Sensor wurden Optiken entworfen, die die Beleuchtung der wandernden Teilchen und ihre Abbildung im Dunkelfeld ermöglichen. Die vom Array seriell ausgegebenen Spannungen werden von einer mit der Auslesefrequenz synchronen Programmschleife gelesen und gespeichert. Durch numerisches Differenzieren werden die Orte maximaler Lichtstärke ermittelt und ihre Bewegung verfolgt.

Es wird über ein neuartiges Sensorprinzip zur Detektion der Auftreffstelle eines Elektronenstrahls (insbesondere im Hinblick auf die Strahlpositionsregelung in Elektronenstrahl-Verdampferquellen) berichtet, bei dem die der Aufpralldichte des Elektronenstrahls proportionale Röntgenstrahlung nach dem Lochkameraprinzip auf einen positionsempfindlichen Detektor (PSD) abgebildet wird. Als PSD werden hier Si- und GaAs-Lateraldioden verwendet, wobei deren direkte Röntgenempfindlichkeit ausgenützt wird.

Der Faradayeffekt beruht auf der optischen Aktivität bestimmter Kristalle, die sich in einem Magnetfeld befinden. In Verbindung mit einem faseroptischen Meßsystem mit optischer Erzeugung und Übertragung von Meßsignalen können solche Kristalle zur Messung von Magnetfeldern und über diese zur Messung von Strömen verwendet werden. Es wird hier ein Versuchsaufbau vorgestellt, der die prinzipielle Funktionsweise und die Vorteile eines solchen Stromwandlers aufzeigt.

Lagesensoren, die auf dem Prinzip der Näherungsschalter (Dämpfung eines Schwingkreises durch Annäherung von Metallteilen) arbeiten, stellen in der Steuerungstechnik und Industrieelektronik häufig verwendete Bauelemente dar. In ihrer einfachsten Form sind sie durch eine IEC Norm beschrieben, wobei primär als Anwendungsfall die Annäherung des Metallteiles in Achsenrichtung abgedeckt wird. Der Wunsch, die Annäherung normal zur Achsenrichtung auszuwerten, führte zur Entwicklung eines Differentialsensors auf der Basis induktiver Näherungsschalter.

Die im folgenden beschriebene Arbeit wurde mit dem Ziel in Angriff genommen, ei: Temperaturmeßgerät zu entwickeln, das bei einer Genauigkeit von 0,1 – 0,5% mög liehst kostengünstig produziert werden kann und bei dem im Betrieb die Genauigkei ohne wesentliche Nachjustierung über lange Zeit erhalten bleibt. Dieses Vorhabe: konnte dadurch realisiert werden, daß ein Mikroprozessor eingesetzt wird, um all« Meßzweige periodisch wiederkehrend nachzumessen und gegebenenfalls zu kall brieren. Außerdem wird die Linearisierung der Meßwerte digital durchgeführt, un die dabei auftretenden Fehler garantiert unter dem zulässigen Wert halten zi können.

Die beschriebene Flächengewichtsmeßanlage besteht aus zwei Meßsonden und einem zentralen Datenauswertegerät mit Meßwertanzeige. Die Meßsonden, die nach dem Gammadurchstrahlungsprinzip arbeiten und das Datenauswertegerät sind mit je einem Mikroprozessor ausgerüstet. Die Datenübertragung zwischen den Meßsonden und dem Datenauswertegerät erfolgt über Lichtwellenleiter. Die Bestimmung des Flächengewichtes aus den Meßdaten, die in Form von Strahlungsimpulsen pro Zeit anfallen, wird mit einer Kalibrierfunktion durchgeführt. Die Parameter dieser Kalibrierfunktion werden vom Datenauswertegerät, nach Durchführung einer entsprechenden Anzahl von Kalibriermessungen, mittels Ausgleichsrechnung bestimmt und auf elektrisch löschbare Speicher geschrieben.

Im Österreichischen Forschungszentrum Seibersdorf wurde ein automatischer Probenwechsler entwickelt und gebaut, um die Auswertung und Protokollierung von Wischproben zu automatisieren. Diese Wischproben dienen zur Überwachung von Arbeitsplätzen auf Kontaminationsfreiheit.

Im Rahmen dieser Mitteilung wird ein neuer Mi ni aturtemperatursensor — das Au/Ni- Dickschichtthermoelement — und seine elektrischen Eigenschaften besprochen. Darüberhi naus werden die bei der Herstellung dieses Sensors auftretenden werkstoffkundI ichen und technologischen Probleme diskutiert.

Die Messung nichtlinearer Verzerrungen im Audiofrequenzbereich mittels Rechteck/Sinus- oder Dreieck/Sinus-Verfahren vereinfacht sich beträchtlich, wenn nur das resultierende tieffrequente Intermodulationsspektrum bewertet wird. Als Empfangsfilter genügt ein Tiefpaßfilter anstelle des selektiven Voltmeter oder Spektrumanalysators mit hoher Auflösung. Der Prototyp eines entsprechenden Meßgeräts wurde realisiert und Vergleichsmessungen durchgeführt, welche für Rechteck/Sinus- Messung eine sehr gute Übereinstimmung mit dem ursprünglichen Verfahren zeigen.

Für eine Qualitätskontrolle für Roulette-Tische ist eine automatische Erfassung der Kugelzahlen wünschenswert. Es wird ein System beschrieben, welches über eine Optik die Kugel mittels IR-Strahl abtastet, laufend die Winkelstellung ermittelt und daraus in einem Mikrocomputer die Kugelposition kalkuliert. Diese Daten werden einem Rechner übermittelt, welcher die statistischen Analysen ausführt.

Unser Bericht zeigt an Hand eines automatischen Prüfstandes für einen Schraubenverdichter Ergebnisse des Einsatzes eines Kleinrechners (Apple II+) als PrüfStandrechner für die Meßdatenerfassung, Datenverarbeitung, PrüfStandregelung und Maschinensimulation. Es werden ebenfalls Erfahrungen der Kopplung des Kleinrechners an einen PDP 11/34 Rechner präsentiert. Ziel des Artikels ist es, auch Fragen zu beantworten, die sich Klein- u. Mittelbetrieben stellen, wenn sie in der Anfangsphase Rechner in der Automatisierung einsetzen.

Das Meßwerterfassungsgerät MWE 630 dient zur Ermittlung des Ausnutzungsgrades sowie der Maximal- und Minimalbelastung von Netztransformatoren. In Verbindung mit einem Speichermodul MWS 630 bietet es die Möglichkeit die Meßwerte der einzelnen Phasen mit Zeit und Datum versehen bis zu 40 Tagen aufzuzeichnen.

Bisher war es üblich, die Luft-Ionisation mit Aspirations-Ionometern zu messen. Dabei wird in örtlich eng begrenzten Bereichen gemessen, wobei i.A. auch relativ schnelle zeitliche Schwankungen der Meßergebnisse auftreten. Die hier vorgestellte Methode benützt hingegen eine große, frei montierte Elektrode, deren Entladung durch die vorhandenen Luft-Ionen gemessen wird. Die Messung wird automatisch gesteuert und ausgewertet. Es werden somit Meßergebnisse als Mittelwerte von großen Luft-Volumina und langen Meßzeiten erhalten.

In den meisten modernen Roboter Steuerungen sind Anschluß-möglichkeiten für Sensoren vorhanden, die in vorgesehener Weise Online-Korrekturen der Roboterbahnen auf Grund der Sensorinformationen bewirken. Darüber hinausgehende Beeinflussungen sind jedoch nicht oder kaum möglich. Die hier vorgestellte Methode bietet demgegenüber eine modu1arisierte Einbindung von Sensoren in die Steuerung: Durch die Möglichkeit des Aufbaus eigener Sensor-Regelkreise, die im wesentlichen parallel zur Steuerung angeordnet sind, wird eine optimale Anpassung an die stark unterschiedlichen Problemstellungen erreicht.

Das Videopult ist ein System für die Bedienung der sicherungstechnischen Einrichtungen sowie zur Betriebsführung eines Bahnhofes. Das System hat den Zweck, alle Aufgaben, die in einem größeren Bahnhof für die zahlreichen Zugsfahrten und den Verschubbetrieb im Stellwerk ausgeführt werden müssen, zu vereinfachen und möglichst sinnfällig zu gestalten.

Innerhalb des Systems der “Rechnergestützten Zugüberwachung Schnellbahn Wien” (RZü S-Bahn Wien) ist für die Funktion der Lautsprecheranlagen sowie für die Überwachung von technischen Einrichtungen der RZü S-Bahn Wien ein FernwirKsystem erforderlich, dessen Aufgabenstellung und Funktionsweise beschrieben wird.

Die Abteilung für Fernmeldewesen der ÖBB ist für die Errichtung, Erneuerung und Erhaltung von Fernmeldeeinrichtungen zuständig; Heißläufermeldeanlagen sind Spezialeinrichtungen die in dieses Aufgabengebiet fallen.

Die zur planmäßigen und sicheren Abwicklung des Zugsverkehrs notwendigen Elemente (wie z.B. Weichen, Signale, etc.) werden zentral von Stellwerken aus überwacht und gesteuert. Für die Bedienung großer Stellwerke wurde von der Fa. ITT-Austria in enger Zusammenarbeit mit den ÖBB ein modernes Bediengerät, das “Videopult”, entwickelt.

Der Zugleitfunk stellt ein System zur Kommunikation und Überwachung aller in einem Steckenabschnitt eingesetzten Zügen auf schwach frequentierten Strecken dar. Die Überwachung wird von einer zentralen Betriebsstelle durchgeführt, die mit jedem im Leitbereich eingesetzten mobilen Funkgerät selektiv in Sprechverbindung treten kann. Jeder mobile Teilnehmer kann seinerseits Sprech Verbindung zur Zentrale aufnehmen.

Die Untersuchung innermotorischer Prozesse von Verbrennungskraftmaschinen erfordert eine exakte Zuordnung aller Meßgrößen zum Arbeitsvolumen, das über eine Messung des Kurbel-Winkels bestimmt wird. Während es dazu bereits ausgereifte Inkrementalwinkelgeber gibt, stellte die Zuordnung des Kurbelwinkels zu einem motorischen Fixpunkt — dem oberen Totpunkt — ein Problem dar, das durch einen speziellen kapazitiven Weggeber gelöst wurde.

Der wirrschaftliche Betrieb von Traktoren erfordert die Notwendigkeit der Optimierung des Traktoreinsatzes bei schweren Zugarbeiten.Als Unterstuetzung des Fahrers zur Wahl der optimalen Getriebeuebersetzung und Gaspedalstellung, wurde ein Fahrerinformationssystem entwickelt. Die Einsaetze bei Feldarbeiten ergaben Treibstof£einsparung von im Mittel 9% und gute Stoersicherheit des Geraetes.

Bei Personenkraftfahrzeugen und Nutzfahrzeugen werden heute schon Fahrerinformationssysteme, die auch als Fahrdatenrechner bekannt sind, eingesetzt. Erfahrungen mit diesem System liegen vor und ermöglichen bei Beachtung der angezeigten Daten und danach ausgerichteter Fahrweise eine Treibstoffersparnis von durchschnittlich bis zu 10%. In Zusammenarbeit mit der Steyr-Daimler-Puch AG hat die Voest-Alpine nun ein solches System für Traktoren entwickelt.

Die Gründe für die Einführung der digital Signalverarbeitung in Farbfernsehgeräten werden erläutert. Dabei wird herausgestellt, welche Arten digitaler Signalverarbeitung angewendet werden und welche Prozessorstrukturen zur Realisieruing erforderlich sind. An zwei Beispielen, einem anwendungsspezifischem Prozessor und einem Echtzeitsignalprozessor, werden die speziellen Anforderungen beschrieben.

Bei der Aufzeichnung von Signalen durch Abtastung beschränkt sich die Darstellung auf eine endliche Zahl von Signalproben. Kurzzeitige Abweichungen von einem kontinuierlichen Signalverlauf, sogenannte “Glitches” zwischen diesen Abtastwerten können nicht erkannt werden.Bei digitalen Rekordern verwendet man zusätzliche asynchrone Speicher zur Lösung dieser Aufgabe, bei analogen, wie Transientenrekordern oder Digitalspeicheroszilloskopen, hingegen DifferenzSchaltungen und Analogspeicher. Der Nachteil, daß diese Schaltungen auch eine starke Änderung des Grundsignals als Störung interpretieren, wird durch die im folgenden beschriebene, digital arbeitende Anordnung vermieden.

In Zusammenarbeit mit der Firma Elin wurde am Institut für Nachrichtentechnik der Technischen Universität Wien ein industriell einsetzbares Sprachsynthesesystem zur Ausgabe deutscher Sprache bei Eingabe beliebiger Texte entwickelt. Obwohl dieses System für den Einsatz in Prozeßprotokollierungsanlagen konzipiert wurde, kann es auf allen Gebieten der akustischen Ausgabe technischer Texte verwendet werden.

Es wird ein praktisch realisiertes Verfahren vorgestellt, mit dessen Hilfe Sprache von einem Tonband schneller oder langsamer wiedergegeben werden kann, ohne daß sich der Stimmcharakter des Sprechers ändert oder die Verständlichkeit des Textes leidet. Bei rascherer Wiedergabe werden kurze Signalausschnitte übersprungen, bei zeitlicher Dehnung der Sprache werden kurze Signalausschnitte wiederholt. Damit der Stimmcharakter und die Sprachverständlichkeit erhalten bleiben, werden diese Signalausschnitte grundsätzlich den stationären Abschnitten des Sprachsignals entnommen und periodensynchron aus dem Sprachsignal herausgeschnitten bzw. in das Sprachsignal eingefügt. Es wurde ein Gerät entwickelt, das Sprache in Echtzeit in einem Bereich von der halben bis zur doppelten Originalgeschwindigkeit zeitlich expandiert bzw. komprimiert.

Der Beitrag beschreibt das Konzept und die Realisierung einer einfachen und kostengünstigen Einheit zur digitalen Verarbeitung von hochwertigen 16-Bit Audiosignalen. Kern der Arbeit ist ein Signalprozessor mit zwei 12×12-Bit Hardwaremultiplizierern und zwei 24-Bit Addierern, der bis zu 23 Millionen arithmetische Operationen pro Sekunde durchführt. Dabei erfolgt die gesamte Berechnung einschließlich Zeitverzögerung/ Hall-Bus mit 24-Bit Signalwortlänge, sodaß Übersteuerung und Rundungsrauschen vermieden werden.

Die Umstellung der Fernsprechübertragungstechnik auf digitale PCM-Verfahren stellt eine Herausforderung an Entwicklung und Fertigung von VLSI-Schaltungen dar. Mit diesem Beitrag wird eine weltweit völlig neue Architektur für ein Chip vorgestellt, in welche die Funktionen der Schnittstelle zwischen analogen Teilnehmer-Anschlußleitungen und einer digitalen Vermittlungsanlage realisiert sind. Als erstes Produkt wird von Siemens der SiCoFiR PEB 2060 zusammen mit dem Peripheral Board Controller Chip PEB 2050 für eine neue Teilnehmerbaugruppe für analoge Telefonendgeräte vermarktet.

Am Institut für Nachrichtentechnik an der Technischen Universität Wien wurde ein automatischer Meßplatz entwickelt um Übertragungsfunktionen von Filtern messen und vergleichen zu können. Als Meßobjekte können sowohl analoge als auch digitale Filter verwendet werden. Für das Gerät wurde ein fast ausschließlich digital arbeitendes Konzept gewählt. So wird die Meßwerterfassung von einem digitalen Signalprozessor durchgeführt.

Ein am Institut für Haclirichtentechnik der Technischen Uni= versität Wien entwickeltes Programmpaket gestattet die Nach= bildung digitaler Signalverarbeitungssysteme mit Mehrfach= taktverarbe itung.Grundelemente digitaler Systeme ztir Signalverarbeitung werden vorgestellt und die Vorteile der Anwendung von Mehrfachtakt=verarbeitung an Hand eines Beispiels diskutiert.

Die Erzeugung von synthetischer Sprache aus Lautschrift erfordert die Berücksichtigung der gegenseitigen Beeinflussung aufeinanderfolgender Laute. Bei der “Artikulatorischen Sprachsynthese” erfolgt dazu eine naturgetreue Modellierung der Bewegungen der Sprechorgane. Das entwickelte Programmpaket liefert eine graphische Darstellung dieser Bewegungen und erlaubt die Ansteuerung eines digitalen Filters zur Echtzeit- Sprachsynthese.

Spread-Spectrum-Verfahren bieten eine Verringerung der Empfindlichkeit gegen StörSignale, erhöhten Schutz gegen den Informationszugriff durch unbefugte Empfänger und neuartige Möglichkeiten für die Vielfachausnutzung eines Übertragungskanals. Die Verfügbarkeit von digitalen Korrelatoren in Form integrierter Bausteine ermöglicht es. Matched Filter-Empfänger hoher Flexibilität mit relativ geringem Aufwand aufzubauen. Ein derartiges System wird in dieser Arbeit vorgestellt.

Nachrichtensatelliten erlauben die Verteilung von Information bei hohen Geschwindigkeiten zu einer nahezu beliebigen Anzahl von Teilnehmern. Mit kleinen transportablen Bodenstationen können Verbindungen in kurzer Zeit bei Bedarf aufgebaut werden. Im folgenden wird ein System zur Übertragung von Computerdaten, Sprache und TV- Bildern bei Datenraten im Megabit/Sekunden- Bereich über Nachrichtensatelliten beschrieben. Dabei werden lokale Rechnernetze und ein neuartiges Vielfachzugriffsverfahren eingesetzt.

Es wird ein Zeitsignal vorgestellt, das zur Aussendung über Rundfunk- und Fernsehsender geeignet ist und das in Italien bereits seit einigen Jahren ausgestrahlt wird. Nach der Beschreibung des verwendeten Codes werden Generation, Aussendung und Empfang des Signals besprochen. Weiters werden Meßresultate angegeben und die Abstrahlung des Zeitsignals über Rundfunksender diskutiert.

Durch die Festlegung der Normen für das ISDN (Integrated Sevices Digital Network) ergeben sich für das Büro, und im speziellen für die Bürokommunikation eine Reihe von neuen Möglichkeiten. Die Nutzungsmöglichkeiten und Vorteile bei Problemlösungen aus der Sicht der Anwender werden hier aufgezeigt.

ITT 5200 BCS ist eine ISDN-faehige, private digitale Nebenstellenanlage mit 1024 Pforten. Die Systemarchitektur erlaubt die Integration von Sprache und Daten, wobei die heute am haeufigsten verwendeten asynchronen und synchronen DTE’s mit CCITT V Serie (RS232C) Schnittstellen unterstuetzt werden. Darueberhinaus erlaubt das System durch Verwendunor der entsprechenden Kommunikationsschnittstellen den Suaang zu spezifischen Netzen.Leistungsfaehige Systemverwaitungs- und Wartungsfunktionen sind sowohl ferngesteuert als auch lokal aufrufbar.