Lesen oder Erleben? Elektronik-Know-How vom Computer / Home

Keine Frage : Lernen ist anstrengend und zeitaufwendig, oft auch teuer. Kann der PC nicht helfen dies effektiver zu gestalten? Einfache Lernprogramme gibt es schon lange zu Themen wie Schulmathematik, Fremdsprachen, Schreibmaschineschreiben etc. Auch Lexika à la Microsoft Encarta zielen in dieselbe Richtung. Mittlerweile ist die PC-Technik bereits soweit, nicht zuletzt dank CDROM, Soundkarte und Windows, daß mit geeigneter Software viele Bücher wirklich alt aussehen. Das große Update der großen Elektronik-Enzyklopädie ELEKTA 2000 war uns einen Artikel wert, dem eine kleine Serie folgt.

Eines vorweg: keines der am Markt befindlichen Programme kann die Zeit zum Lernen wesentlich reduzieren oder stellt gar den berühmten Nürnberger Trichter dar, der einem Wissen im Schlaf vermittelt; oft muß Wissen erst einmal sacken, sprich reflektiert werden. Noch weniger macht die Bedienung in Verbindung mit einem 14-Zoll-Monitor mit VGA-Auflösung Spaß. Auch kann man - im Gegensatz zum Buch - einen PC (noch) nicht überall mit hinnehmen. Diesen grundsätzlichen Einschränkungen zum Trotz bietet ELEKTA den wesentlichen Vorteil, das gerade Erläuterte unmittelbar an Beispielen anwenden zu können, hinzu kommt der nicht zu unterschätzende „Fun-Faktor“.

Mathematikprogramm und Sound in ELEKTA

Bild 1 : Interaktivität mit Mathematikprogramm und Sound

ELEKTA ist ein bereits etabliertes Produkt - auch die Vorgängerversion wurde von der Fachpresse gelobt [1,2]. Die Schaltzentrale von ELEKTA 2000 ist ein - nun 1200-seitiges - Elektroniklexikon, integriert sind darin auch mehrere Kurse. Wer hat dies nicht schon oft erlebt : Es wird eine Formel hergeleitet, doch obwohl man - hoffentlich - die Herleitung verstanden hat, ist die Anwendung dann doch nicht so leicht. Oder der Professor hat in der Vorlesung etwas erklärt, alles schien klar, doch schon eine Stunde später erkennt man mögliche Ungereimtheiten und stellt in Diskussionen fest, daß man zum Glück nicht der Einzige ist. Natürlich sind in guten Büchern Beispielrechnungen oder Graphiken zu finden und auch in der Uni gibt es ja Praktika und Rechenübungen, doch der entscheidende Schritt zur Praxis - ob in Hard- oder Software - bleibt oft steinig. Ein PC-Lernprogramm oder -lexikon wäre sicher nicht auf dem Stand der Technik, wenn es nur ein Buch aus Papier nachbilden würde. Dann wäre es meist sogar wesentlich schlechter, doch zum Glück ist bei ELEKTA 2000 Interaktivität groß geschrieben: Statt einer fixen Graphik gibt es meist einen programmierbaren Formelplotter; Schaltungen werden nicht nur erläutert, sondern auch unmittelbar dimensioniert und simuliert; zu den verschiedenen Themen gibt es gleich spezielle Taschenrechner-ähnliche Programme (Tools) inklusive Graphikausgabe. Dabei werden nicht nur die Grundlagen ausführlich behandelt, sondern es ist auch für Spezialisten viel herauszuholen. Ebenfalls vorhanden sind Datenblattbeispiele, sowie elektronische Datenbücher (z.B. analoge und digitale ICs von Texas-Instruments).

Lauffähig ist ELEKTA 2000 (DM 99,95 Franzis-Verlag) auf nahezu jedem Windows-PC ab Windows 95/NT4 aufwärts. ELEKTA 2000 wendet sich bewußt nicht nur an den Einsteiger, sondern möchte auch erfahrene Praktiker oder Ingenieure unterstützen, welches sich im notwendigen Festplattenplatz von rund 95MB wiederspiegelt. Klar, daß hier die Meßlatte höher liegt, schließlich hat man es in der Praxis nicht mit einfachen Lehrbuchbeispielen zu tun, sondern z.B. mit Schaltungen aus realen, nichtidealen Bauelementen. Funktionsumfang und Flexibilität sind hier wichtig, wenn Elektronikprogramme in der Praxis wirklich effektiv eingesetzt werden sollen. Für diesen Spagat zwischen Grundlagen und Fachwissen wird es dann immer wichtiger, daß man die jeweiligen Informationen auch wirklich - und ohne Frust - findet. Dabei kommen bei ELEKTA, neben einer Suchfunktion nach (über 3000) Stichworten oder dem Volltextverfahren, auch Hypertextelemente zum Einsatz, wie man sie vom World Wide Web kennt, nur geht alles in Sekundenschnelle und meist auch besser vorsortiert. Auch das rund 65-seitige Handbuch unterstützt den Anwender recht ausführlich.

Design-Lab

An vielen Stellen merkt man, daß ELEKTA von Anfang an für den Computer entwickelt wurde; gute Qualität der Zeichnungen - nur manchmal wird die Zoom-Funktion vermißt - und viel Interaktivität wird geboten, die sich sich vor allem in den über 35 Zusatzprogrammen niederschlägt. Mit den speziellen integrierten Tools (nun in 32-Bit-Technik) lassen sich eine Vielzahl von Berechnungen durchführen. Viele davon sind per Hand langwierig und fehlerträchtig. Durch Verwendung der Tools, spart man Zeit, die für die eigentliche Schaltungsentwicklung besser einzusetzen ist. Da man damit leicht auf die Schnelle Alternativlösungen ausprobieren kann, wird man oft auch bessere Ergebnisse erzielen. Insgesamt soll jedoch der Entwicklungsprozeß nicht nur schneller werden, sondern vor allem zu mehr Wissen über das System führen.
Neben Grundlagen wie Ohmsches Gesetz, Spannungsteiler, Transformator, RC- und LC-Glieder, OP- und Transistorgrundschaltungen usw. sind etliche weitergehende Programme vorhanden. Diese allein wären bereits das Update wert, speziell auf den Gebieten HF-Technik und Filter sind die Unterschiede zu den Vorgängerversionen ELEKTA 2.0 und ELEKTA Professional am größten, aber auch neue Themen wurden integriert und vorhandene z.T. stark ausgebaut. Highlights unter den - nun im Design-Lab zusammengefaßten - Tools sind u.a. die Programme für aktive Filter, für Vierpolumrechnungen, für Rauschberechnungen und das Smith-Chart-Programm. Nur Neues für Digitaltechniker - außer dem erweitertem Digitalfilterprogramm - ist wenig zu finden. Es kostet schon etwas Zeit, auch nur ansatzweise alle Zusatzprogramme kennenzulernen; zum Glück sind diese leicht erreichbar, entweder per Menü oder kontextbezogen passend zum jeweiligen Kapitel.

Simulation total

Elektronische Grundschaltungen mit Hilfe eines Simulators zu erläutern ist naheliegend, darüber hinaus auch sehr wirkungsvoll, so kann der Benutzer seine Erweiterungen und Änderungen leicht durchführen und die Auswirkungen beobachten. ELEKTA greift hierfür auf das PSpice-Design-Center und auf APLAC zurück (Evaluation-Versionen V8.0 bzw. V7.3). Beide weisen einen bekannt großen Funktionsumfang (Analysen aller Art, Platinenlayout etc.) auf und haben sich quasi als Standards etabliert. 230 Beispiele sind insgesamt vorhanden. APLAC kommt bei spezielleren Themen wie Optimierung, HF- oder Systemsimulation zum Einsatz. Zusätzlich gibt es mit SSPICE ein Programm zur symbolischen Schaltungssimulation. ELEKTA 2000 bietet auch die Möglichkeit eigene SPICE-Modelle für die Simulation anhand von Datenblattangaben zu generieren (qualitativ besonders gut bei Bipolartransistoren). Doch die Integration beschränkt sich nicht nur auf den Aufruf von Beispielschaltungen und auf die Modellierung. Neben vielen Tips (Abhilfe bei Konvergenzproblemen, S-Parameter-Einbindung in PSpice etc.) und einigen Kursen (Einstieg in die Simulation, Simulatoren mit Pascal selbst programmieren, Design-Studien etc.), kann man in vielen Zusatzprogammen seine Schaltungen zunächst berechnen, dimensionieren dann auch z.B. nach APLAC exportieren und dort weiterarbeiten. Praktisch ist dies z.B. bei den digitalen Filtern, dem Rauschprogramm oder beim elektronischen Smith-Diagramm, so daß man viel Arbeit spart. Dazu in der Serie mehr.

PSpice-Schaltungssimulation in über 230 Beispielen

Bild 2 : Schaltungssimulation in über 230 Beispielen, hier mit PSpice

Im Team : DesignLab-Tool Noise und APLAC

Bild 3 : Im Team verbunden DesignLab-Tool Noise und APLAC

Fazit

Mit ca. 1200 äquivalenten Buchseiten im Lexikonteil kann ELEKTA 2000 mit vielen Büchern in Umfang und Qualität mithalten und bietet viele Zusatzfunktionen, die das wissenbasierte System für Einsteiger, Hobby-Elektroniker, Studenten und Profis fast gleichermaßen interessant macht. Das Update lohnt sowohl für Käufer von ELEKTA 2.0 als auch von ELEKTA Professional. Weitere Informationen sind im Internet unter http://www.franzis.de zu finden.

[1] „Elektronikers Helferlein“, ct´ Heft 6/1998, S. 284ff
[2] „Elektronik-Wissen: Zwei Mausklicks zum Know-How“, Funk Heft 3/1999, S. 48ff

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Copyright © 2000 Stephan Weber. Alle Rechte vorbehalten.
Stand: Dezember 22, 2001.