Logo Leibniz Universität Hannover
Logo:Institut für Theoretische Elektrotechnik TET/Leibniz Universität Hannover
Logo Leibniz Universität Hannover
Logo:Institut für Theoretische Elektrotechnik TET/Leibniz Universität Hannover
  • Zielgruppen
  • Suche
 

Störsicherer Entwurf von Systemkomponenten für Anwendungen aus der Elektromobilität und Medizintechnik

Zielsetzung und Inhalte

Sensor-, Steuer- und Kommunikationssysteme müssen z. B. in der elektrisch rauen Umgebung zukünftiger Elektrofahrzeuge und in Systemen der Industrieelektronik zuverlässig funktionieren. Der Einsatz von elektronischen Systemen und Komponenten in Bereich der Medizintechnik (z.B. Ambient Assisted Living (AAL) Systeme) erfordert ebenfalls die Einhaltung hoher Sicherheitsstandards.

Beim Einsatz von nano-/mikroelektronischen Komponenten müssen Kopplungseffekte wie z.B. Leitungsreflexionen, Übersprechen und Delta-I-Noise berücksichtigt werden. In der Literatur werden diese Effekte unter dem Oberbegriff EMV (ElektroMagnetische Verträglichkeit/­ElectroMagnetic Compatibility) bzw. neuerdings EMZ/EMR (ElektroMagnetische Zuverlässigkeit/ElectroMagnetic Reliability) zusammengefasst.

Durch die höheren Integrationsdichten bei Systemen und Komponenten können aus Platzgründen sowie aus kosten- und entwicklungstechnischen Aspekten nicht alle parasitären Effekte im Verlauf eines Entwicklungszyklus meßtechnisch erfaßt werden. Der EMV-gerechte rechnergestützte Entwurf elektronischer Produkte im Hinblick auf deren Leistungsfähigkeit sowie eine rechtzeitige Markteinführung nimmt daher - neben der Einhaltung von internationalen und nationalen Standards (Grenzwerte) – einen festen Stellenwert im Entwurfsprozess nano-/mikro­elektronischer Systeme ein.

In dieser Vorlesung werden die Grundlagen der Methodik zur Behandlung von Signal-Integrity-Problemen beim Einsatz von nano-/mikroelektronischen Komponenten auf Leiterplatten vorgestellt. Der EMV-gerechte Entwurf von High-Speed-Leiterplatten wird dabei als Bestandteil der Entwicklungsphasen Logikentwurf, -simulation und Entwurfsvalidierung betrachtet:

  • SI-Effekte beim Einsatz von nano-/mikroelektronischen Komponenten auf Leiterplatten (Einführung)

  • Problemstellung SI-EDA im Leiterplattenentwurf

  • Grundlagen zur SI-Analyse

  • Bauelementtechnologie und SI-Effekte (nano-/mikroelektronischen Komponenten)

  • HighSpeed-Verhalten von digitalen Bauelementen

  • Leitungen auf Leiterplatten und HighSpeed-Verhalten von digitalen Bauelementen

  • Reflexion/Crosstalk und Leitungsabschlüsse (Einflüsse der geometrischen und elektrischen Parameter auf den Spannungsverlauf)

  • Leitungsnetze auf Printed Circuit Boards

  • Modelle für digitale Bauelemente.

Bereits vorhandene Kooperationen mit Industriepartnern und neuen Forschungs-Projekten (mikroelektronische Komponenten für energie-effiziente Elektrofahrzeuge und für den Einsatz in der Medizintechnik) unterstützen auf dem Gebiet SI-Effekte die zukünftige Durchführung von Praktika sowie von Studien- und Diplomarbeiten bzw. Bachelor-/Masterarbeiten.

Mit Bezug auf den jeweiligen Vorlesungsstoff werden praxis-bezogene Übungen durchgeführt (Entwurf/Fertigung/Vermessung von Leiterplatten und Bauelementen; Simulation von Teststrukturen).

Die Vorlesung soll durch eine Exkursion bei der AUDI AG (eMobility + EMV-Abteilung) und bei einem Leiterplattenhersteller (z.B. Würth GmbH oder ILFA GmbH) abgerundet werden.

Prüfung

Die mündlichen Prüfungen werden von Dr. John durchgeführt und haben eine Dauer von jeweils 30 Minuten.