Verstärkertechnik II

Wahlfach

Die Vorlesung Verstärkertechnik II behandelt aktive analoge Schaltungen mit einem Schwerpunkt auf nichtlinearen Schaltungen für die Hochfrequenztechnik in CMOS-Technologie. Nach der Einführung in die zur Verfügung stehenden Basistechnologien zur Integration in der Hochfrequenztechnik (MMIC und HMIC) wird auf rauscharme Eingangsverstärker, nichtlineare Schaltungen zur Frequenzerzeugung und -Umsetzung und auf Leistungsverstärker eingegangen. Besonderes Augenmerk wird dabei auf das Großsignalverhalten der Schaltungen gelegt. Zum Abschluss wird die Anwendung dieser Schaltungen in komplexen Systemen der Nachrichtentechnik aufgezeigt.

Inhaltsverzeichnis

1. Integrationsmöglichkeiten in der Hochfrequenztechnik
1.1. Monolithische Integration (MMIC)
1.2. Hybride Integration (HMIC)

2. Rauscharme Verstärker
2.1. Leistungs- und Rauschanpassung
2.1.1. Verstärkungsdefinitionen, Leistungsanpassung
2.1.2. Rauschzahl, Rauschanpassung, Rauschkreise
2.1.3. Simultane Rausch- und Leistungsanpassung
2.2. Linearität
2.2.1. Harmonische Verzerrungen, Intermodulationsprodukte
2.2.2. Intercept-Punkte (IIP3, OIP3, .)
2.3. Schaltungsbeispiele

3. Oszillatoren
3.1. Schwingbedingung
3.1.1. Barkhausen-Kriterium (Amplituden- und Phasenkriterium)
3.1.2. Anschwingbedingung in der komplexen Frequenzebene
3.2. Grundschaltungen für Oszillatoren
3.2.1. LC-Oszillatoren
3.2.2. Ringoszillatoren
3.3. Gesteuerte Oszillatoren
3.3.1. Spannungsgesteuerter Oszillator (VCO)
3.3.2. Stromgesteuerter Oszillator (ICO)
3.3.3. Digital gesteuerter Oszillator (DCO)

4. Frequenzumsetzung
4.1. Grundschaltungen für Mischer
4.1.1. Diodenbrücke
4.1.2. Resistiver MOSFET-Mischer
4.1.3. Aktiver Gilbert-Mischer
4.2. Eigenschaften der Mischern
4.2.1. Umsetzungsgewinn
4.2.2. Gleichspannungs-Offset, 1/f-Rauschen
4.2.3. Nichtlineare Verzerrungen

5. Leistungsverstärker
5.1. Leistungsverstärker-Klassen und Schaltungsbeispiele
5.1.1. Konventionelle Klassen A, B, C
5.1.2. Schaltverstärker Klasse D
5.2. Leistungsanpassung und Wirkungsgrad
5.2.1. Statische und dynamische Lastgerade
5.2.2. Drainwirkungsgrad und Power-Added-Efficiency (PAE)
5.3. Lineare Verstärkung mit Schaltverstärkern
5.3.1. Delta-Sigma-Modulation
5.3.2. Polarmodulation

6. Anwendungsbeispiele
6.1. HF-Eingangs- und Ausgangsstufe für die Mobilkommunikation
6.2. Leistungsverstärker für effiziente Basisstationen