The dissertation thesis is focused on research and development of modern emission MEMS sensors. The emission sensor based on the field emission from nanostructured materials represents innovative approach to pressure sensing. The nanostructures serve as electron emitter in an electric field between the cathode and anode in the pressure sensor. This electric field is constant and the change in ambient pressure causes the change of distance between electrodes, thereby the electric field is increasing. This intensity is proportional to the emission from the cathode made of nanostructured material. Changing the distance between the electrodes is caused by the deflection of the deformation element - the membrane, which operates the measured pressure. In the current state of the art an extensive research is carried out to find new nanostructured materials with good emission properties. Four nanostructured materials have been chosen and then experimentally prepared and characterized inside the vacuum chamber. For the simulation of diaphragm bending, the chamber is equipped with linear nano-motion drive SmarAct that enables precise changes of the distance between two electrodes inside the vacuum chamber. The computer model to predict the deformation of diaphragm was prepared in the simulation program CoventorWare. The behavior of diaphragm in a wide range of dimensions of the membrane, its thickness and the applied pressure are possible to predict. The dependencies of the current density on the electric field are plotted from the measured emission characteristics of nanostructured materials and thus characterized nanostructured materials can be compared. The dependencies are further converted by Fowler-Nordheimovy theory on the curve (ln(J/E2) vs. 1/E), whose advantage is linear shape. Basic parameters describing the emission properties of characterized nanostructured materials are deducted. Two methods for vacuum packaging of the sensor electrodes are designed. Anodic bonding technology and encapsulating using glass frit bonding are tested. To evaluate the bonding strength, the bonded substrates are tested for tensile strength.

Der Beitrag rekapituliert einige Meilensteine der Instrumentenentwicklungen am Studio voor Elektro-Instrumentale Muziek in Amsterdam (STEIM) und zeichnet ihre Bedeutung für aktuelle Dispositive der elektronischen Musikproduktion nach. Die Bedeutung der Pionierarbeiten, die dort in den 1970er und 80er Jahren geschaffen wurden, steht im Widerspruch zu deren wissenschaftlicher Dokumentation. In den Musik-, Medien- und Theaterwissenschaften ist kaum bekannt, dass die wohl ersten Arbeiten mit Sensortechnologie und dem damals frischgetauften MIDI-Protokoll in Amsterdam stattgefunden haben, wo Michel Waisvisz bereits 1984 mit dem Musiktheater-Projekt 'Touch Monkeys' sein Sensor-Interface 'The Hands' vorstellte. Neben Michel Waisvisz setzen u. a. Jon Rose, Nicolas Collins, Laetitia Sonami oder Stelarc das Gerät für ihre Arbeit ein. Der Artikel stellt einige Konfigurationen exemplarisch vor.

Study of electric field in radiation detectors by Pockels effect (Master Thesis) by Michael Hakl Abstract Cadmium Telluride (CdTe) is a convenient candidate for room tem- perature detection of X-ray and gama radiation due to 1.5 eV band- gap energy and high atomic mass. Since CdTe has the highest linear electro-optical coefficient among II-VI compounds, the detector rep- resents a Pockels cell. Transmittance of the crystal is modulated by the internal electric field. Processing of infrared camera photographs results in an electric field profile between biasing electrodes. The elec- tric field in semi-insulting CdTe is influenced with deep level traps causing charge polarization under the electrodes. Occupation of traps is dependent on metal-semiconductor interface. Relation of charge accumulation and band bending for gold and indium contacts was studied. Repolarization/depolarization induced by additional illumi- nation with sub/above bandgap excitation laser was observed and ex- ploited for determination of the deep level energy. Results obtained by the Pockels-effect method were supported with luminescence measure- ments. Correlation between the occurrence of deep levels and surface point defects was discovered. Keywords: Pockels electro-optical effect, Cadmium Telluride ra- diation detector, Electric field, Schottky...

Auf die Automobilindustrie wirken unterschiedliche Kräfte und eine Vielzahl weiterer Einflüsse. Das Auftreten von Veränderungen im Unternehmensumfeld, die eine Reaktion auf Ebene der Produktionszahlen bedürfen wird zunehmend kurzfristiger. Die bestehenden automobilen Fabriksysteme sind zu starr, um auf den hoch dynamischen Weltmarkt angemessen reagieren zu können. Ansätze zur Verbesserung der Ausgangslage für bestimmte Abschnitte wurden bereits erarbeitet und in einigen punktuellen Pilotanlagen umgesetzt. Zur Erfüllung der immer komplexeren Anforderungen in der Materialflusstechnik bedarf es jedoch einer Optimierung als Gesamtsystem, um eine Durchgängigkeit der Veränderlichkeit zu gewährleisten. Im Rahmen der vorliegenden Untersuchung wird ein solch ganzheitlicher Ansatz entwickelt. Dafür werden zunächst die Herausforderungen in der Weltwirtschaft und der Automobilindustrie im Speziellen analysiert. Einen besonderen Themenschwerpunkt bilden dabei die verschiedenen Ebenen der Veränderlichkeit. Mit der Ableitung von Prämissen unter Beachtung der gestellten Anforderungen kann eine Ordnung verschiedener Fördertechnologien erfolgen. Darauf bauend wird ein Modell entwickelt, das als Leitfaden zur Erarbeitung eines flexiblen Materialflusssystems für zukünftige Automobilproduktionen dient. Um dem Anspruch der fabrikübergreifenden Anwendbarkeit des Modells Rechnung zu tragen, erfolgt im letzten Schritt die Modellvalidierung anhand einer Fahrzeug-Fertigung in einem Brownfield-Werk.

Efficiency-enhancing measures are evaluated for a serial hybrid fuel cell vehicle over a drive cycle. The regarded powertrain consists of fuel cell system, battery, DC-DC converter, inverter and electrical machine. Within the fuel cell system, the air supply is the largest parasitic load. For the lowest dissipation, different air compression architectures are optimized by a scaling algorithm and compared. Phase switching reduces DC-DC losses. Additionally, a variable DC-link voltage increases efficiency of electrical machine and inverter. Dynamic Programming (DP) is used to evaluate these measures. The DP was extended by start-up and shutdown energy of the fuel cell system to model realistic cycle consumptions. Finally, all these efficiency enhancing measures lead to a reduction of energy consumption by 6.4 % for the serial hybrid fuel cell vehicle over a drive cycle.

Die vorliegende Ausgabe beschäftigt sich mit dem Thema „Ökonomische Analyse der Rückgewinnung von hochwertigen Metallen aus elektrischen und elektronischen Altgeräten in Deutschland“. Elektro- und Elektronikgeräte sind aus dem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken; die Unternehmen entwickeln und produzieren immer leistungsfähigere Produkte, wobei durch die immer schnelleren und kurzlebigeren Innovationszyklen die Abfallberge ausgedienter Elektro(nik)geräte beständig wachsen. Mit Inkrafttreten des Elektro- und Elektronikgerätegesetz am 24. März 2005 werden alte Elektro(nik)geräte zukünftig getrennt gesammelt und weitgehend verwertet. Neu ist, dass die Hersteller mehr Verantwortung für ihre Produkte übernehmen und zur Verwertung der getrennt gesammelten Elektro- und Elektronik-Altgeräten verpflichtet sind. Das Elektro- und Elektronikgerätegesetz geht zum einen aus der europäischen Richtlinie über die Entsorgung von Elektro- und Elektronik-Altgeräten (WEEE) und zum anderen aus der europäischen Richtlinie über die Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten (RoHS) hervor und gilt als Reaktion auf die wachsenden Elektro(nik)schrott-Berge. Für die Unternehmen der Entsorgungs- und Recyclingbranche ergeben sich mit diesen gesetzlichen Neuerungen neue Chancen auf Weiterentwicklung ihres Geschäftsfeldes. Besonderes Augenmerk gilt den Demontageunternehmen, mit deren Hilfe erst die gesetzlichen Forderungen, hinsichtlich der zu erzielenden Rückgewinnungsquoten und der notwendigen selektiven Behandlung einiger Baugruppen, erfüllt werden können. Die Rückgewinnung hochwertiger Metalle aus Elektro(nik)schrott bedarf im Hinblick der Preissteigerungen auf den Rohstoffmärkten höchster Priorität. Mit Etablierung eines Sekundärrohstoffmarktes kann ein rohstoffarmes Land wie Deutschland der Abhängigkeit des Importes von Primärrohstoffen signifikant entgegenwirken.

In some industrial fields, such as aerospace, electro-hydrostatic actuators (EHAs) are increasingly used to replace conventional standard hydraulic actuators due to their better energy performance. Moreover, implementing different type or technology of actuators in redundant actuation systems working on the same moving part introduced some new challenges. This paper presents a force-tracking controller for an asymmetric electro-hydrostatic actuator that is submitted to an external motion generated by an external source. In this case, the rod displacement is considered as an external disturbance for the hydraulic cylinder, but it is assumed that this disturbance can be easily measured using sensors. The theoretical motivation of this work is discussed along and a variable gain state feedback control based on Linear Parameter Varying control (LPV) theory is proposed to achieve stability, disturbance rejection and tracking performance. The Linear Matrix Inequalities (LMI) framework is used to determine a control law including an augmented state feedback with an integral action that reduces trajectory-tracking errors. Simulation results of the control law are finally given to verify the global performance of this control design.

This thesis addresses basic scientific research in the field of transmitter front-end circuits for electro-optical data communication. First, the theoretical fundamentals are presented and analyzed. Based on the theoretical considerations, conceptual circuit designs are studied. Finally, in order to prove the described concepts, the circuits were experimentally characterized and subsequently compared to other works in the literature. The analysis covers key theoretical aspects regarding transmitter front-end circuits. It starts from the basic physical effects inside a transistor and ends with the design of high-swing modulator drivers. Furthermore, it comprises the fundamentals of optical modulators as well as the integration of the electrical driver with the modulator. First, the concept of a basic monolithically integrated transmitter consisting of a Mach-Zehnder modulator (MZM) and an electrical driver is presented. The circuit reaches a bit-error-free data rate of 37 Gb/s, which is a record among other monolithically integrated transmitters reported in the literature. It was shown that by employing a high-swing driver, high extinction ratios (ER) can be achieved (namely 8.4 dB at 25 Gb/s and 7.6 dB at 35 Gb/s) while using short-length phase shifters (2 mm of length). It was therefore proved that one of the main drawbacks of the MZM-based transmitters, namely their large chip area, can be mitigated by using high-swing drivers, however without sacrificing the ER. Next, an improved modulator driver design is investigated, the focus of the study being the linearity. In addition to a high peak-to-peak differential output voltage swing of 7.2 Vpp,d, the driver achieves record-low total harmonic distortion (THD) values of 1% (at 1 GHz, for the output swing of 6.5 Vpp,d) and 1.7% (at 1 GHz, for the output swing of 7 Vpp,d). Moreover, the driver reaches a bandwidth of 61.2 GHz and shows a high power efficiency when relating its DC power consumption to its output voltage swing. The achievement of a high linearity and bandwidth without an increased power consumption is due to the fact that the bias currents of the emitter-follower (EF) stages are provided by means of resistors instead of the conventional current sources. The two approaches were first analyzed mathematically and subsequently compared by means of circuit simulations. It was shown that the proposed approach for the realization of the EFs – i.e. by means of resistors – allows a reduction of the DC power consumption by 19% compared to the current-source approach for an equivalent performance in terms of linearity and bandwidth. Finally, a modulator driver concept suitable for higher-order modulation formats is studied, namely the 8-level pulse amplitude modulation (PAM-8). The circuit was realized as a 3-bit digital-to-analog converter (DAC), thus being able to yield 8-level output signals. Moreover, the circuit is able to function as a PAM-4 driver as well, thanks to the tunable tail currents of the DAC core. It achieves a symbol rate of 50 Gbaud, which corresponds to a bit rate of 150 Gb/s for the PAM-8 modulation and 100 Gb/s for PAM-4. The study showed that a modulator driver can be realized that is able to switch between different modulation formats (namely PAM-8 and PAM-4), without requiring extra power or additional circuit parts. Moreover, the use of on-chip single-to-differential converters (SDCs) targets the relaxation of the requirements on the stages that precede the driver. Finally, relating its DC power consumption (590 mW, including the SDCs) to its output voltage swing (4 Vpp,d), the driver shows one of the highest power efficiencies among PAM modulator drivers in the literature.

Currently the system development of aircraft engineering concentrates its focus on the reduction of energy consumption more than ever before. As a consequence, the efficiency of subsystems inside the aircraft is highlighted. According to previous investigations the simplification/unification of conventional multifaceted board energy systems by means of electric power management is the most promising way concerning aircraft global efficiency improvement. The main aim of the present work was to optimize a multi-device, heavy duty EHA-System by introducing of a comprehensive perspective. In order to achieve the final, non-plus-ultra improvement level, the attributes of architecture, hardware and operation method were combined in an interactive manner, whereas particular attention has been paid to the mutual enhancing influences. The maximum reduction of losses, the minimizing of consumption and weight optimization can be achieved concurrently when the physical coherences between the involved subsystems are understood and their hidden potentials are exploited. This can only be achieved in one way and the detail follows: The most effective way to reduce both manufacturing effort and weight is to introduce a multiple-allocation philosophy. The highest reliability possible can be achieved by novel cascade-nested system architecture and strict restraining of the control logic. By employing an ultra-low-loss hardware concept, the energy efficiency can be maximized at a necessary minimum own weight. Last but not least, possibly the most important cognition is that an intelligent operation method will improve the actual system and influence the entire system positively and with a lower effort. The final conclusion is that the only and reasonable way to achieve an ultimate optimized solution of an actuation system is an all-encompassing consideration. Eventually it was to recognize that the final result is nothing but ultimate lightweight architecture, i.e. a non-plus-ultra solution. / Gegenwärtig konzentriert sich die Technologieentwicklung für Flugzeuge auf die Reduktion des Energieverbrauchs mehr denn je zuvor. Hierfür ist die Effizienz der an Bord befindlichen, nicht propulsiven Subsysteme neben der Wirkungsgradverbesserung der Triebwerke von zentraler Bedeutung. Laut vorangegangenen Untersuchungen und Studien ist die Vereinfachung bzw. Vereinheitlichung der Vielfalt der konventionellen Bordenergiesysteme durch ein adäquates Energiemanagement unter Verwendung von Elektrizität der aussichtsreichte Weg zur Effizienzverbesserung auf der Gesamtflugzeugebene. Durch die Elektrifizierung wurden die einzelnen Geräte zwar zuverlässiger und energieeffizienter als je zuvor aber gleichzeitig erheblich schwerer, sodaß ein signifikanter Verlust an Nutzlasten auf Gesamtflugzeugebene hervorgerufen wird. Das Hauptziel der vorliegenden Arbeit war es, ein Schwerlast-EHA-System mit mehrfachen Betätigungseinheiten durch Einführung von umfassenden Perspektiven zu optimieren. Durch Einführung der sog. ganzheitlichen Leichtbauweise demonstriert die Arbeit, wie das Subsystem mit mehreren Endgeräten ultimativ optimiert werden kann, ohne Abstriche an Gewichtsbilanz u/o Kompromiß mit der Energieeffizienz zu machen. Um eine wahrhaftige Optimierung, d.h. die Erreichung des ultimativen, Nonplusultra-Verbesserungslevels zu erreichen, wurden die Systemarchitektur, die Hardware und die Operationsmethode interaktiv kombiniert, wobei die besondere Aufmerksamkeit auf die interaktiven, zur Verbesserung führenden Einflüsse gelegt wurde. Die Minimierung des Energieverbrauchs und die ultimative Gewichtsoptimierung gleichzeitig können erreicht werden, wenn die physikalischen Zusammenhänge zwischen den involvierten Subsystemen verstanden und ihre verborgenen Potentiale ausgenutzt werden. Der einzige und vernünftige Weg zur Erreichung der ultimativen Optimierung eines Betätigungssystems ist eine allumfassende Betrachtung, also eine ganzheitliche Betrachtungs- bzw. Vorgehensweise.

The main goal of the thesis is to find market value for the company Elektro, Inc. on the date 1st January, 2010. The company specializes in retail sale of consumer electronics and electric appliances. The valuation consists of financial analysis, strategic analysis, forecasting of important indexes of value and creating the financial scheme. For the final valuation there is used the method called DCF Equity that discounts all the cash flows that flow to the company's owners.