Abstract
Zusammenfassung
Diese Arbeit befasst sich mit dem Entwurf und dem Aufbau einer kompakten und einfach zu handhabenden Demonstrator-Leiterplatte für die Ansteuerung eines Arbiträrsignalgenerators, welcher am Institut für Elektrische und Optische Nachrichtentechnik entwickelt wurde. Die Anforderungen an die Leiterplatte wurden hierfür allgemeingültig definiert, wodurch ebenso die Ansteuerung aller anderen an diesem Institut bereits entwickelten Halbleiterchips ermöglicht wird. Die funktionalen Anforderungen sind im Wesentlichen die Bereitstellung von Versorgungs- und Bias-Spannungen, das Schreiben und Lesen von digitalen Datensignalen, die Messung von positiven und negativen Spannungen bzw. Strömen sowie ein definiertes Ein- und Ausschaltverhalten. Ziel ist es, dass vollständig entwickelte Baugruppen ähnlich dem Prinzip eines Baukastens in kürzester Zeit mühelos miteinander kombiniert werden können, um Demonstratoren für die unterschiedlichen Halbleiterchips zu erstellen. Ein erster Schritt umfasst die Festlegung der Anforderungen, gefolgt von der Entwurfsphase der einzelnen Baugruppen. Für eine messtechnische Untersuchung der Vielzahl an Konzepten wurde zunächst eine Versuchsleiterplatte entwickelt und produziert. Diese vereint alle im Rahmen dieser Forschungsarbeit entwickelten Konzepte und zeichnet sich durch eine große Anzahl an Konfigurationsmöglichkeiten aus. Auf diese Weise konnten sämtliche Schaltungskombinationen abgedeckt werden, was eine breite Vielfalt an Experimenten ermöglichte. In einem folgenden Schritt wurden die am besten geeigneten Baugruppen zur Erfüllung der gestellten Anforderungen anhand der Messergebnisse ermittelt. Abschließend kam der Baukasten zum Einsatz, um aus den entwickelten Konzepten die Demonstrator-Leiterplatte zur Ansteuerung des Arbiträrsignalgenerators zu erstellen.
Abstract
This work deals with the development of a compact and easy-to-use stand-alone setup for the control of an arbitrary waveform generator, which was developed at the Institute of Electrical and Optical Communications. The requirements for the printed circuit board were defined in universal valid way which also enables the control of all other semiconductor chips already developed at this institute. The functional requirements are basically the provision of supply voltage and bias voltages, the writing and reading of digital data signals, the measurement of positive and negative voltages or currents, and a defined switch-on and switch-off behaviour. In order to create demonstrator printed circuit boards for the different semiconductor chips, the aim is that completely developed building blocks of a modular system can effortlessly be combined with each other in a very short time. The first step involves defining the requirements, followed by the design phase for the corresponding building blocks. For a metrological investigation of the different concepts, a printed circuit board for tests was developed and produced. It combines all the concepts developed within the scope of this research work and is characterised by a large number of configuration options. This way, all circuit combinations could be covered, enabling a wide variety of experiments. In a subsequent step, the most suitable assemblies for fulfilling the set requirements were determined based on the measurement results. Finally, the building blocks were used to create the demonstrator printed circuit board for controlling the arbitrary waveform generator from the developed concepts.
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