Modulbeschreibung Master of Electrical and Microsystems Engineering

(1)

V6E: Hochfrequenz-Schaltungstechnik (HFS, RF Circuit Design)

Lernziele:

• Kenntnisse der Besonderheiten von elektronischen Schaltungen im Hochfrequenzbereich

• Kenntnisse über die Modellierung von passiven und aktiven Bauelementen bei hohen Frequenzen

• Kenntnisse der grundlegenden Hochfrequenzschaltungen (Verstärker, Mischer, Oszillatoren)

• Fertigkeiten zur Analyse und zum Entwurf von Hochfrequenzschaltungen

• Fertigkeiten zur Anwendung von Simulationsprogrammen zum rechnergestützten Schaltungsentwurf

• Kompetenz zur Entwickung von Schaltungen für hohe Frequenzen

• Kompetenz zur optimalen Auswahl von Bauelementen, Technologien und Herstellungsverfahren

Vorkenntnisse / Voraussetzungen:

Grundlagen der Elektrotechnik, Kenntnisse der elektronischen Bauelemente und der analogen Schaltungstechnik

Zulassungsvoraussetzungen: Keine

Inhalte:

FAKULTÄT ELEKTRO- UND INFORMATIONSTECHNIK

(2)

Einführung:

• Hochfrequenzsysteme

• Besonderheiten des Schaltungsentwurfs bei hohen Frequenzen

Grundlagen der Hochfrequenztechnik:

• Wellen auf Leitungen

• Reflexion und Anpassung

• Smith-Diagramm

• Beschreibung linearer Schaltungen durch Streuparameter (S-Parameter)

Impedanztransformation:

• Anpassung mit konzentrierten Bauelementen

• Anpassung mit Leitungsnetzwerken

Eigenschaften und Modellierung von Bauelementen bei hohen Frequenzen:

• Passive Komponenten (Widerstände, Kondensatoren, Induktivitäten)

• Dioden (PN-, Schottky-, Varaktor-, PIN-Dioden)

• Transistoren (Bipolar-, Feldeffekttransistoren)

Verstärker:

• Schmalbandige Kleinsignalverstärker

• Breitbandverstärker

• Leistungsverstärker

Oszillatoren:

• Grundtopologien

• Festfrequenzoszillatoren

• Elektronisch abstimmbare Oszillatoren (VCO)

Mischer:

• Diodenmischer

• Mischer mit Transistoren

Realisierung von Hochfrequenzschaltungen:

(3)

• Leiterplattenaufbau

• Hybridschaltungen

• Monolithisch integrierte Schaltungen (RFIC, MMIC)

Literatur:

U. Tietze, C. Schenk: Halbleiter-Schaltungstechnik.

13. Auflage, Springer, 2010

B. Huder: Grundlagen der Hochfrequenz-Schaltungstechnik.

Oldenbourg, 1999

G. Gonzales: Microwave Transistor Amplifiers.

2. Auflage, Prentice Hall, 1997

T. H. Lee: The Design of CMOS Radio-Frequency Integrated Circuits.

2. Auflage, Cambridge, 2004

F. Ellinger: Radio Frequency Integrated Circuits and Technologies.

2. Auflage, Springer, 2008

Lehrveranstaltungsart: Vorlesung im CIP-Pool mit begleitenden praktischen Übungen Dauer: 4 Semesterwochenstunden

Leistungspunkte: 5 ECTS-Punkte

Abschätzung der Work Load: 14 x 3 Kontaktstunden, 14 h Vorbereitung der praktischen Übungen, 14 x 3 h Nachbearbeitung, 32 h Prüfungsvorbereitung, 1,5 h Prüfung, Summe:

131,5 h

Leistungsnachweis: Schriftliche Abschlussprüfung, Dauer 90 Minuten Dozent: Prof. Dr. Heinz-Jürgen Siweris

Häufigkeit des Angebots / Wiederholungsmöglichkeiten:

Das Modul wird nach Bedarf im Sommer- und im Wintersemester angeboten.