Hochfrequenztechnik - Grundlagen
Die klassischen Themen der Hochfrequenz- und Mikrowellentechnik gewinnen zunehmend an Bedeutung in vielen Gebieten der Elektrotechnik und Elektronik. Dies trifft unter anderem auf die Entwicklung schneller Digitalschaltungen oder Mixed-Signal-Baugruppen, auf die Verwendung von „off the shelf“-Funkmodulen in unterschiedlichsten Baugruppen, auf die Auslegung von Bussystemen oder auf den Bereich schnell getakteter Schaltungen der Leistungselektronik zu. Das Seminar führt in die Grundlagen der Hochfrequenztechnik ein und zeigt anhand praxisnaher Beispiele wichtige Anwendungsfelder für die Methoden der Hochfrequenztechnik in den unterschiedlichsten Bereichen der Elektrotechnik auf.Aufbauend auf der Leitungstheorie werden zunächst die Wellenausbreitung und Reflexionsphänomene behandelt. Die Themenfelder Signalintegrität, Power Integrity, Hochfrequenzverhalten konzentrierter Bauelemente, Elektromagnetische Verträglichkeit und Impedanzanpassung vermitteln den Bezug zu einer Vielzahl von Anwendungsfeldern. Die Erfassung von Effekten der Hochfrequenztechnik erfordert spezielle messtechnische Methoden, deren Grundlagen ausführlich behandelt werden. Praktische Übungen zur Wellenausbreitung auf Leitungen sowie zu den beiden zentralen Methoden der Hochfrequenzmesstechnik, der Spektrum- und der Netzwerkanalyse, dienen der Veranschaulichung und Vertiefung der theoretischen Inhalte.
Mittwoch, 24. September 20259.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 UhrTheoretische Grundlagen und Anwendungsfelder der Hochfrequenztechnik1. Phänomenologie des Verhaltens elektronischer Schaltungen bei hohen FrequenzenWellenausbreitung auf Leitungen, Hochfrequenzverhalten konzentrierter Bauelemente, Impedanzanpassung2. Leitungstheorie und die Grundlagen der Hochfrequenztechnik Leitungsgleichungen, Reflexionsfaktor, Impedanz-Transformation durch Leitungen, elektromagnetische Felder und Antennen, Smith-Diagramm3. Wellenausbreitung auf LeitungenBeschreibung von Einschwingvorgängen mittels des sogenannten Wellenfahrplans4. Signalintegrität und Beispiele für die Simulation von Schaltungen bei hohen FrequenzenHF-Schaltungssimulation, Ringing und andere Einschwingvorgänge aufgrund von Leitungsreflexionen in schnellen Digitalschaltungen und Bussystemen, Antennensimulation5. Praktische Übung: Impulsausbreitung auf LeitungenMesstechnische Erfassung von Leitungsreflexionen, Zeitbereichsmesstechnik bei hohen Frequenzen6. Hochfrequenzverhalten konzentrierter BauelementeHochfrequenz-Ersatzschaltbilder von Widerständen, Kondensatoren und Spulen sowie ihre Bedeutung für die Schaltungstechnik, z.B. für die Auslegung von Filtern7. Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) – Verkopplung elektronischer Schaltungen bei hohen FrequenzenKoppelmechanismen, Power Integrity, Störaussendung getakteter SpannungsreglerDonnerstag, 25. September 20259.00 bis 12.15 und 13.45 bis 17.00 UhrHochfrequenzmesstechnik und praktische Übungen8. Spektrumanalyse – Grundlagen der Hochfrequenzmesstechnik im Frequenzbereich9. Praktische Übung: Messung einfacher Signale im Frequenzbereich10. Vektorielle Netzwerkanalyse – Beschreibung von Mehrtoren durch Wellengrößen und StreuparameterTheoretische Grundlagen der Schaltungsbeschreibung durch S-Parameter, Aufbau von Netzwerkanalysatoren, Anwendungsbeispiel: Matching Networks – verlustarme Impedanzanpassung durch reaktive Bauelemente11. Praktische Übung: Vermessung eines EMV-Netzfilters mit den Methoden der Netzwerkanalyse12. Weiterführende Methoden der Hochfrequenzmesstechnik
| Veranstaltungs-Code | FB24-150350-60422250 |
