High-Speed-Design von elektronischen Baugruppen und Systemen

Theorie, Simulation, Realisierung

Auf einen Blick

3 Tages-Seminar
location_onvideocam Flex-Option 21.09.2022 - 23.09.2022
8:30 Uhr
in Ostfildern bei Stuttgart

Technische Akademie Esslingen
An der Akademie 5
73760 Ostfildern

EUR 1.380,00(MwSt.-frei)
weniger bezahlen – so geht´s
Veranstaltung Nr. 34655.00.014


Referent:
Dr.-Ing. Helmut Katzier
Ingenieurbüro für Aufbau- und Verbindungstechnik, München

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in Zusammenarbeit mit

VDE-Bezirksverein Württemberg e.V. (VDE)

unterstützt durch

Landesagentur für neue Mobilitätslösungen und Automotive Baden-Württemberg

Beschreibung

Viele elektronische Baugruppen und Systeme arbeiten heute mit sehr schnellen digitalen Signalen. In den nächsten Jahren werden die Datenraten noch weiter deutlich steigen. Zur effizienten Entwicklung von aktuellen digitalen Baugruppen und Systemen ist ein fundiertes Wissen in vielen unterschiedlichen Bereichen erforderlich. Im Gegensatz zu den klassischen Hochfrequenzschaltungen werden bei digitalen Schaltungen höhere Anforderungen an die Signalintegrität und besonders an die Breitbandigkeit der Übertragung gestellt. Kenntnisse über das genaue physikalische Verhalten unterschiedlicher Aufbau- und Verbindungskomponenten, wie Leiterplatten, Kabel, Steckverbinder, Chip-Gehäuse usw., ist für ein zuverlässiges Design von digitalen Baugruppen und Systemen unabdingbar. Darüber hinaus werden zur effizienten Entwicklung solcher Systeme geeignete Werkzeuge und Methoden benötigt, deren genaue Kenntnis für einen Entwickler ebenso von großer Bedeutung ist.

Ziel der Weiterbildung

Die Teilnehmer lernen Grundlagen über das physikalische Verhalten der wesentlichen Aufbau- und Verbindungskomponenten. Dazu zählen unter anderem Leitungswellenwiderstände, Verkopplungen, Reflexionen, Dämpfung auf Leitungen, Mäanderleitungen, Durchkontaktierungen, Steckverbindern, Kabeln usw. Für diese Komponenten werden Simulationsmodelle hergeleitet und typische Modellparameter angegeben. Jeder Teilnehmer erhält die Möglichkeit, mittels elektrischer Simulationen mit dem Programm LTSpice das physikalische Verhalten der verschiedenen Komponenten zu untersuchen.

Am Ende des Seminars wird eine komplette digitale Übertragungsstrecke zwischen Sender und Empfänger elektrisch simuliert. Mit Hilfe eines Feldberechnungsprogramms wird das physikalische Verhalten unterschiedlicher prinzipiellen Messmethoden zur Analyse digitaler Übertragungsstrecken im Zeit- und Frequenzbereich behandelt.

Sie erhalten Qualität
Das Qualitätsmanagementsystem der Technischen Akademie Esslingen ist nach DIN EN ISO 9001 und AZAV zertifiziert.

Teilnehmer:innenkreis

Das Seminar richtet sich an Baugruppen- und Systementwickler sowie PCB-Designer im Bereich der digitalen High-Speed-Signalübertragung.

Inhalte

Mittwoch, 21. September 2022
8.30 bis 12.30 und 13.15 bis 17.00 Uhr

1. Einführung
> Signalintegrität und EMV
> Was bedeutet High Speed?
> Hochfrequenz versus High-Speed-Design
> Entwicklungstrends
> Handhabung von Design-Rules

2. Signale und Signalübertragung
> Power- und Signalintegrität
> Signaltypen
> Frequenz- und Zeitbereich
> Streuparameter
> symmetrische Signalübertragung
> Struktur der I/O-Zellen

3. Grundlagen zur Simulation mit SPICE
> Einführung in SPICE
> Simulationen mit LTSpice
> Simulationsbeispiele

4. Elektromagnetische Felder
> Einteilung der elektromagnetischen Felder
> Felder im freien Raum
> Felder in verlustbehafteten Materialien
> Leitungsgebundene Felder und Signale
> Feldwellenwiderstand
> Wellentypen

5. Leitungen
> Grundlagen der Leitungstheorie
> Berechnung der Leitungseigenschaften
> Einzelleitungen und verkoppelte Leitungen
> Differential Mode versus Common Mode
> Leitungswellenwiderstände
> Leitungsverluste
> Frequenzabhängige Verluste
> Leitungslaufzeiten
> Laufzeiten in homogenen und inhomogenen Isolierstoffen

Donnerstag, 22. September 2022
8.30 bis 12.30 und 13.15 bis 17.00 Uhr

6. Störquellen
> galvanische Verkopplungen
> Nebensprechen
> Reflexionen und Resonanzen
> Potenzialdifferenzen
> elektrische Unsymmetrie (Modenkonversion)
> Dispersion
> Laufzeitunterschiede
> elektromagnetische Strahlungsfelder

7. Schirmung
> Grundlagen der elektrischen & magnetischen Schirmung
> Schirmungsverhalten unterschiedlicher Materialien
> Einfluss des Skin-Effektes auf die Schirmung
> Schirmungskonzepte und Schirmungsbeispiele
> Erdung und Schirmung

8. Komponente: Leiterplatte
> Grundlagen der Leiterplattentechnologie
>> elektrische Anforderungen
>> Basismaterialien
>> elektrische Parameter
> Leitungsführung in der Leiterplatte
>> Leitungswellenwiderstände
>> Leiterbreiten, Leiterdicke, Rauheit, Glasgeflecht
>> optimale Materialauswahl
> Durchkontaktierungen
>> Lagenaufbauten und Leitungsführung
> Störunterdrückung (Abblockung)
> Layout-Design-Rules
> Simulation von Durchkontaktierungen mit LTSPICE

9. Komponente: Steckverbinder
> Grundlagen zu Steckverbinder
> Steckverbindertypen für die High-Speed Übertragung
> elektrische Eigenschaften
> Leitungswellenwiderstandsprofil
> Steckverbinder als Störstelle
> Modellierung von Steckverbindern
> Design-Rules
> SPICE-Simulation von Steckverbindern

Freitag, 23. September 2022
8.30 bis 12.30 und 13.15 bis 15.15 Uhr

10. Komponente: Kabel
> Grundlagen zu Kabel und Leitungen
> Kabeltypen für die High-Speed-Übertragung
> elektrische Eigenschaften
> Modellierung von Kabeln
> Design-Rules
> SPICE-Simulation von Kabeln

11. Komponente: Chip-Gehäuse
> Grundlagen zur Gehäusetechnologie
> elektrische Eigenschaften
> Modellierung von Chip-Gehäusen
> SPICE-Simulation von Chip-Gehäusen

12. Messung von Übertragungsstrecken
> Zeitbereichsmessungen mit der TDR-Methode
> Messung der Wellenwiderstände im Zeitbereich
> Frequenzbereichsmessungen mit dem Netzwerkanalysator

Referent:innen

Dr.-Ing. Helmut Katzier
Ingenieurbüro für Aufbau- und Verbindungstechnik, München Dr. Helmut Katzier studierte an der Fachhochschule Darmstadt Nachrichtentechnik und an der Technischen Universität Darmstadt Theoretische Elektrotechnik. Anschließend war er dort fünf Jahre wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Theoretische Elektrotechnik. Nach seiner Promotion auf dem Gebiet der Theoretischen Elektrotechnik arbeitete Dr. Katzier bei der Siemens AG im Bereich Öffentliche Netze und im Zentrallabor des Unternehmensbereichs Kommunikationssysteme. Zu seinen Arbeitsgebieten gehörten u. a. die Entwicklung von Hochfrequenz- und Mikrowellenschaltungen, Entwicklung und Einsatz elektrischer Steckverbinder und Leiterplatten. Für das Themengebiet der Leiterplatte war er insbesondere in Asien als Technologie-Auditor von Leiterplattenherstellern tätig. Schwerpunkte waren weiterhin das Design von Übertragungskomponenten (Kabel, Leiterplatten, Chip-Gehäuse und Steckverbinder) für schnelle digitale Schaltungen und die EMV-konforme Entwicklung von Schaltungen und Geräten. Auch in der Siemens AG hat er Weiterbildungsseminare für Siemens-Mitarbeiter durchgeführt. Vom 1. Juli 2006 bis 29. Februar 2012 war er Mitarbeiter der TietoEnator Deutschland GmbH und der Tieto Embedded Systems GmbH. Seit dem 1. März 2012 arbeitet er selbstständig im Bereich Entwicklung, Beratung und Schulung für Komponenten der Aufbau- und Verbindungstechnik. An der Technischen Akademie Esslingen ist er seit 1997 Referent bzw. Seminarleiter in mehreren Seminaren.

Termine & Preise

Extras
Die Teilnahmegebühr beinhaltet ausführliche Seminarunterlagen und bei Teilnahme vor Ort Verpflegung.

Die Teilnehmerzahl ist begrenzt, um den optimalen Lernerfolg zu garantieren.

Kosten
Die Kosten betragen pro Teilnehmer EUR 1.380,00(MwSt.-frei), inklusive aller Extras.

Fördermöglichkeiten
weniger bezahlen – so geht´s

Die nächsten Termine

Datum / Uhrzeit Seminartitel Ort Preis
21.09.2022, 8:30 Uhr High-Speed-Design von elektronischen Baugruppen und Systemen Ostfildern$$ortdetail$$ EUR 1.380,00
15.03.2023, 8:30 Uhr High-Speed-Design von elektronischen Baugruppen und Systemen Ostfildern$$ortdetail$$ EUR 1.380,00

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