Prof. Dr.-Ing.
C.C. Timmermann

Private Internetpräsenz

Timmermann, Claus Ch: Hochfrequenzelektronik mit CAD Band 1

Einführung in Leitungen, Vierpole, Transistormodelle und Simulation mit numerischen und symbolischen CAD/CAE-Systemen

Profund-Verlag, 1996, 2003 180 S., 140 Abb., 23 Tab. - 24,2 x 16,5 cm. - 370. - Broschiert, im Handel lieferbar
ISBN 3-932651-21-9, ISBN 978-3-932651-21-2 ;  39,50€ unverbindlich (79,- SFr)

Leseprobe 1              Leseprobe 2        Leseprobe 3           Stichwortverzeichnis 

Inhaltsverzeichnis:

1   TEM-Wellen auf Leitungen
1.1   Einfaches Modell abgeschlossener Leitung
1 1.1.Einführung
1.1.2 Der Wellenwiderstand
1.1.3 Die Phasenkonstante

1.2   Grundbegriffe der Wellenausbreitung auf TEM-Leitungen
1.2.1 Differentialgleichung der Leitung
1.2.2 Hin- und rücklaufende Wellen
1.2.3 Spannungsverteilung auf der Leitung bei vorgegebenen Randbedingungen
1.2.4 Eingangsimpedanz einer Leitung bei beliebigem Abschluß
1.2.5 Reflexionsfaktor und Stehwellenverhältnis
1.2.6 Das Smithdiagramm: konforme Abbildung, Transformation
1.2.7 Elektrisch kurze Leitungen

1.3   Die Leitungsparameter
1.3.1 Leitungsparameter verlustloser Wellenleiter mit homogener Stoffverteilung
1.3.2 Leitungsparameter verlustloser Wellenleiter mit inhomogener Stoffverteilung
1.3.3 Leitungsparameter bei Leitungsverlusten
1.3.4 Messung von Leitungsparametern
1.3.5 Dämpfungsmaß Dezibel und Neper

1.4   Dispersion auf Leitungen
1.4.1 Phasenlaufzeit und Dispersion
1.4.2 Gruppenlaufzeit
1.4.3 Dispersionsmechanismen bei Leitungen

1.5   Schnelle Datenkommunikation über Leitungen
1.5.1 Lösung der Wellengleichung für nichtharmonische Vorgänge
1.5.2 Ausbreitung von Datenworten oder Wanderwellen auf Leitungen
1.5.3 Positiver Spannungssprung am Anfang der Leitung
1.5.4 Reflexion und Brechung von Datenworten an Stoßstellen oder Widerständen
1.5.5 Das Leitungsersatzbild vom Leitungsende gesehen
1.5.6 Reflexion von Sprungwellen an RLC-Schaltungen
1.5.7 Mehrfachreflexionen auf Leitungen

1.6   Darstellung einer Leitung in SPICE

1.7   Darstellung einer Leitung in STWOP

1.8   Mehrfachleitungen
1.8.1 Schaltungsanalyse symmetrischer Schaltungen durch Zerlegung in Gleich- und Gegentaktkfälle
1.8.2 Zerlegung eines symmetrischen Leitungspaares in eine Gleich- u. Gegentaktleitung
1.8.3 Pi- und T-Ersatzbild für gekoppelte Leitungen
1.8.4 SPICE-Anweisungen bei gekoppelten Leitungen
1.8.5 SPICE-Beispiel
1.8.6 Ströme und Spannungen verkoppelter Leitungen
1.8.7 Der symmetrische Leitungsrichtkoppler

2 Schaltungsanalyse und Modelle in der   Hochfrequenzelektronik
2.1   Vierpoltheorie
2.1.1 Definition der Strom-Spannungs-Vierpolparameter
2.1.2 Bestimmung der Strom-Spannungs-Vierpolparameter
2.1.3 Umrechnung der Strom-Spannungs-Vierpolparameter
2.1.4 Streuparameter (s-Parameter)
2.1.5 Verallgemeinerte s-Parameter
2.1.6 Bestimmung der s-Parameter
2.1.7 Umrechnung zwischen s-Parametern und Strom-Spannungs-Vierpolparametern
2.1.8 Anschlußklemmenvertauschung
2.1.9 Vierpolzusammenschaltungen
2.1.10 Spannungs- und Stromverstärkung, Eingangsimpedanz, Rückkopplung, Ersatzzweipol
2.1.11 Praktische Schlußfolgerungen: symbolische und numerische Analyse mit STWOP u. TWOP

2.2    Transistoren im Kleinsignalbetrieb
2.2.1 Bipolartransistoren
        a) Arbeitspunkt
        b) Einfaches Kleinsignalersatzbild
        c) Hochfrequenzersatzbild
        d) Umrechnung zwischen y-Parametern und Hochfrequenzersatzbild
        e) Transistorersatzbild aus Einfachangaben im Datenblatt
         f) Gummel-Poon-Modell: Bestimmung arbeitspunktangepaßter SPICE-Parameter
        g) Beispiel für Ersatzbildbestimmung mit TWOP
        h) SPICE-Schaltungsbeispiel mit SPICE-Parameterbestimmung über TWOP
2.2.2 Feldeffekttransistoren
        a) Allgemeines
        b) Umrechnung zwischen y-Parametern und Hochfrequenzersatzschaltbild
        c) Bestimmung arbeitspunktangepaßter SPICE-Parameter des JFET
        d) Beispiel für Ersatzbildbestimmung mit TWOP
        e) SPICE-Schaltungsbeispiel mit SPICE-Parameterbestimmung über TWOP
2.2.3 Anwendungsbeispiel zur Analyse von HF-Transistorschaltungen

2.3   Zweipolkomponenten: Widerstände, Kapazitäten, Induktivitäten und Dioden
2.3.1 Allgemeines
2.3.2 Messung der Impedanzen
2.3.3 Modelle und Rechenmethoden bei R,L und C
2.3.3.1 Zweipole bei CAD-Systemen mit direkter Impedanzeingabe
2.3.3.2 Physikalisches Verhalten der Zweipole R,L und C
2.3.4 Realisierung von L und C aus kurzen Leitungen mit Kurzschluß und Leerlauf am Ende
2.3.5 Realisierung von Widerständen durch lange , verlustbehaftete Leitungen
2.3.6 Beispiel mit CAD-System SCOPE (Supercompact)

2.4   Stabilität, Gewinn und Leitungsverstärkung bei Hochfrequenzschaltungen
2.4.1 Stabilitätsprüfung mit Niquistkriterium und Bodediagramm
        a) Niquistkriterium
        b) Stabilitätsprüfung im Bodediagramm
        c) HF-Beispiel zur Stabilitätsprüfung bei vorgegebenen Vierpolparametern
        d) NF-Beispiel mit Operationsverstärker
2.4.2 Stabilitätsprüfung mit Stabilitätskreisen und Stabilitätsfaktor K
        a) Definition bedingter und absoluter Stabilität
        b) Erlaubte Lastleitwerte YL für Stabilität
        c) Erlaubte Lastleitwerte YG für Stabilität
        d) Absolute Stabilität
        e) Beispiel
        f) Stabilitätskreise im Smithdiagramm
2.4.3 Leistungsverstärkung und Gewinn

2.5    Verallgemeinerte Streuparameter in Theorie und Praxis
2.5.1 Definition verallgemeinerter s-Parameter sijG
2.5.2 Hin- und rücklaufende Leistung und an Tor i abgegebene Wirkleistung
2.5.3 Bedeutung der Hauptdiagonalelemente siiG
2.5.4 Bedeutung der Nebendiagonalelemente sjiG
2.5.5 Anmerkungen und Beispiele zu Generatorimpedanzen (Torimpedanzen)
2.5.6 Verallgemeinerte s-Parameter bei passiven, verlustlosen Filterschaltungen

Literatur und Programme

Aufgaben

Anhang TWOP: Numerische 2-Tor-Signal- und Rauschanalyse

Anhang STWOP: Symbolische 2-Tor-Analyse

Anhang G: Grundzüge der Elektronik
1. Bauelementeregeln
2. Netzwerkregeln
3. Spezielle Netzwerkregeln
3.1 Erste grundlegende Beispiele
3.2 Der geübte „Schaltungsblick“
3.3 Umwandlung zwischen Spannungs- und Stromquelle mit Innenwiderstand
3.4 Irrelevante Schaltungsteile
3.5 Direkte Bestimmung des Ersatzzweipols
3.6 Stromteilerregel und Spannungsteilerregel
3.7 Überlagerungsverfahren
3.8 Quellenverschiebung und Teilung von Quellen
3.9 Einfache gesteuerte Quellen und ABM-Quellen
3.10 Stern-Dreieck-Umwandlung

Anhang M: Millertransformation und allgemeine Impedanztransformation
1. Impedanztransformation bei spannungsgesteuerter Spannungsquelle(Millereffekt)
2. Theorie einer allgemeinen Impedanztransformation
2.1 Einleitung
2.2 Auswirkungen von Zr auf Yin und Verstärkung vu bei Vorwärtsbetrieb
2.3 Auswirkungen von Zr auf Yout und Rückkopplung kr bei Rückwärtsbetrieb
2.4 Beispiel einer spannungsgesteuerten Stromquelle
2.5 Beispiel eines Mikrowellenverstärkers (12 GHz)

Anhang AK: Akustische Leitungen

Anhang WL: Wärmeleitungen

Anhang B: Bipolartransistoren nach dem Gummel-Poon-Modell
1. Gleichstrom-Großsignalkennlinien
2. DC-Großsignalkennlinien für UB’C’=0
3. Hochfrequenzverhalten
3.1 Vorbemerkung
3.2 Einführung von Kapazitäten
3.3 Das Kleinsignalmodell als linearisiertes Großsignalmodell
4. SPICE-Parameterbestimmung mit SCOUT und PARTS
5. Bestimmung arbeitspunktangepaßter SPICE-Parameter nach (2.28)

Stichwortverzeichnis

Smithdiagramm

Beispiel aus "Hochfrequenzelektronik mit CAD" Band 1