Verständnis der Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung in Mikrowellenkabel, integr. Mikrowellenschaltungen und Leiterplatten. Da Sytemtaktfrequenzen stets in höhere GHz Bereiche vordringen, ist es notwendig die Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung zu verstehen, um Signalintegrität zu gewährleisten.
Der Kurs richtet sich an Interessierte an analogen/digitalen Hochgeschwindigkeitssystemen.
Lernziel
Verständnis der Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung in Verbindungsleitern, Mikrowellenkabel und integrierten Übertragungsleitungen wie zum Beispiel in integrierten Mikrowellenschaltungen und/oder Leiterplatten.
Da Systemtaktfrequenzen kontinuierlich in höhere GHz Bereiche vordringen, entwickelt sich das dringende Bedürfnis die Hochgeschwindigkeits-Signalausbreitung zu verstehen um nach wie vor eine hohe Signalintegrität zu gewährleisten, insbesondere angesichts Phänomenen wie der Intersymbol-Interferenz (ISI) und des Übersprechens.
Konzepte wie Streuparameter (oder S-Parameter) übernehmen eine Schlüsselrolle in der Charakterisierung von Netzwerken über grosse Bandbreiten. Bei hohen Frequenzen werden alle Strukturen effektiv zu "Übertragungsleitungen".
Ohne besondere Vorsicht ist es sehr wahrscheinlich, dass eine schlecht entworfene Übertragungsleitung zum Versagen des gesamten entworfenen Systems führt.
Filter werden ebenfalls behandelt, da sich herausstellt, dass einige der Probleme von verlustbehafteten Übertragungskanälen (Leitungen, Kabel, etc.) durch adäquates filtern korrigiert werden können. Ein Prozess der "Entzerrung" genannt wird.
Inhalt
Leitungsgleichungen der TEM-Leitung (Telegraphengleichungen). Beschreibung elektrischer Grössen auf der TEM Leitung; Reflexion im Zeit- und Frequenzbereich, Smith-Diagramm. Verhalten schwach bedämpfter Leitungen. Einfluss des Skineffekts auf Dämpfung und Impulsverzerrung. Leitungsersatzschaltungen. Gruppenlaufzeit und Dispersion. Eigenschaften gekoppelter Leitungen. Streuparameter. Butterworth-, Tschebyscheff- und Besselfilter: Einführung zum Filterentwurf mit Filterprototypen (Tiefpass, Hochpass, Bandpass, Bandsperre). Einfache aktive Filter.
Skript
Skript: Leitungen und Filter Lecture notes: English
Voraussetzungen / Besonderes
Die Uebungen werden auf Englisch gehalten.
Kompetenzen
Fachspezifische Kompetenzen
Konzepte und Theorien
geprüft
Verfahren und Technologien
geprüft
Methodenspezifische Kompetenzen
Analytische Kompetenzen
geprüft
Entscheidungsfindung
gefördert
Medien und digitale Technologien
gefördert
Problemlösung
geprüft
Projektmanagement
gefördert
Soziale Kompetenzen
Kommunikation
geprüft
Kooperation und Teamarbeit
geprüft
Kundenorientierung
gefördert
Menschenführung und Verantwortung
gefördert
Selbstdarstellung und soziale Einflussnahme
gefördert
Sensibilität für Vielfalt
gefördert
Verhandlung
gefördert
Persönliche Kompetenzen
Anpassung und Flexibilität
gefördert
Kreatives Denken
geprüft
Kritisches Denken
geprüft
Integrität und Arbeitsethik
gefördert
Selbstbewusstsein und Selbstreflexion
gefördert
Selbststeuerung und Selbstmanagement
gefördert
Leistungskontrolle
Information zur Leistungskontrolle (gültig bis die Lerneinheit neu gelesen wird)
Die Leistungskontrolle wird nur in der Session nach der Lerneinheit angeboten. Die Repetition ist nur nach erneuter Belegung möglich.
Prüfungsmodus
schriftlich 180 Minuten
Zusatzinformation zum Prüfungsmodus
Participation to the exercise sessions is rewarded with 0.25 points in the sense of the learning elements. Important: It is expected that you solve the exercises. As an incentive, student exercise solutions will be collected on 3 random dates. Those who satisfactorily solved at least 2 exercise sets will receive a 0.25 grade point credit.
Hilfsmittel schriftlich
Lecture notes, exercise slides and solutions, lecture summary (unlimited number of pages), course script, pocket calculator, ruler and compass.
Diese Angaben können noch zu Semesterbeginn aktualisiert werden; verbindlich sind die Angaben auf dem Prüfungsplan.
Leistungskontrolle als Semesterkurs