Fachpraktikum

Microwave Circuit Design: CAD & Lab

Der Kurs dient zur praktischen Vertiefung des Wissens im Bereich des Designs analoger Mikrowellen-Frontends. Der dazu exemplarisch durchlaufene Designzyklus beinhaltet u.a. den durch CAD-Software gestützten, simulativen Schaltungsentwurf sowie die messtechnische Charakterisierung von Schaltungskomponenten im Labor.

WICHTIGE INFORMATION
Das Fachpraktikum "Microwave Circuit Design: CAD & Lab" wird als Präsenzveranstaltung in den Räumlichkeiten des ILH angeboten. Bei der Durchführung als Präsenzveranstaltung kommt das zentrale Hygienekonzept der Universität Stuttgart zum Einsatz. Das Praktikum findet im Vorlesungszeitraum von November bis Februar als wöchentliche Veranstaltung statt. Der Dozent behält sich Änderungen der Organisationsform vor, sollten diese durch eine Änderung der Rahmenbedingungen zur Durchführung von Präsenzveranstaltungen erforderlich sein.

Information
Studiengang M.Sc. Electrical Engineering and Information Technology Universität Stuttgart
Ziele

Ziel des Fachpraktikums ist die Vertiefung von theoretischem Wissen aus den Bereichen der Hochfrequenzschaltungstechnik und des analogen Schaltungsentwurfs. Dazu wird der Designzyklus analoger Mikrowellen-Frontends für drahtlose Punkt-zu-Punkt-Kommunikationssysteme durchlaufen. Die Studierenden nutzen eine hochmoderne CAD-Umgebung sowie einen aktuellen Halbleiterprozess zum Entwurf und zur Simulation monolithisch integrierter Mikrowellenschaltungen. Im Labor erfolgt die messtechnische Charakterisierung einzelner Schaltungskomponenten sowie der Aufbau und die Vermessung eines drahtlosen Punkt-zu-Punkt Datenlinks.
Studierende mit ausgezeichneten Leistungen erhalten nach Abschluss des Kurses das Keysight IndustryReadyCertificate.

Inhalt

Systembetrachtung

  • Aufbau und Funktion digitaler drahtloser Kommunikationssysteme
  • Charakterische Kenngrößen: EVM, BER, SNR
  • System-Level Simulation mit Keysight SystemVue

Entwurf und Layout von Schaltungskomponenten

  • Funktionsbklöcke des Frontends:
    Power Amplifier, Low-Noise Amplifier, Mischer, Frequenzmultiplizierer
  • Charakteristische Kenngrößen:
    S-Parameter, CG, IP3, CP1dB, Stabilität, DC-Power, (...)
  • Process Design Kit: Transistormodelle, Layerstack
  • CAD-Simulationsumgebung: Keysight ADS
  • Simulationsarten:
    DC, AC, Harmonic Balance, Envelope, Transient
  • Physikalisches MMIC-Layout: DRC, ERC, LVS

Charakterisierung im Labor

  • Nutzung von modernen Labormessgräten:
    Oszilloskop, VNA, Spectrum Analyzer, AWG, (...)
  • Untersuchung charakteristischer Kenngrößen:
    S-Parameter, Intermodulation, Up- und Down-Konvertierung, (...)
  • Aufbau und Vermessung einer drahtlosen Punkt-zu-Punkt-Verbindung
Ablauf

Einführung

  • Systembetrachtung
  • CAD-Umgebung Advanced DesignSystem (ADS),
  • Process Design Kit (PDK)

Phase I - Schaltungsentwurf / CAD

  • Einteilung der Studierenden in Gruppen
  • Jede Gruppe entwirft einen der benötigten Schaltungsblöcke
    (PA, LNA, Mixer, Frequenzmultiplizierer)
  • Zusammenführung der einzelnen Designs zur Gesamtsimulation des Links zum Ende von Phase I

Phase II - Labor

  • Messtechnische Charakterisierung einzelner Schaltungskomponenten
  • Aufbau einer drahtlosen Punkt-zu-Punkt-Verbindung
  • Experimente zur Datenübertragung
Voraussetzungen
  • Grundkenntnisse der Hochfrequenzschaltungstechnik
  • Grundkenntnisse des analogen Schaltungsentwurfs
Teilnehmeranzahl

max. 8 Teilnehmer/-innen

Registrierung

Die Anmeldung zum Fachpraktikum erfolgt über C@MPUS.

Registrierungszeitraum:
28.09.2020 0:00 Uhr - 08.11.2020 23:59 Uhr

ANMELDEFORMULAR

Kursstart 11.11.2020 (14:00 - 17:00 Uhr)
Raum 1.160 (ILH, 1. Stock)
Pfaffenwaldring 47, Universität Stuttgart, Campus Vaihingen
SWS / Credits

4 SWS im Wintersemester / 6 ECTS

Prüfung Die Benotung des Fachpraktikums basiert auf allgemeinen Arbeitsmethoden, der Vorbereitung auf die Veranstaltungstermine sowie dem ausführlichen schriftlichen Bericht und der Abschlusspräsentation.
Kontakt M.Sc. Dominik Wrana

 

Industry Ready Student Listing on Keysight's website

Dieses Bild zeigt  Dominik Wrana
M.Sc.

Dominik Wrana

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

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