High-Speed-Design von elektronischen Baugruppen und Systemen
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.
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.
Mittwoch, 13. September 2023
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. Grundlagen zur Simulation mit SPICE
– Einführung in SPICE
– Simulationen mit LTSpice
– Simulationsbeispiele
3. Signale und Signalübertragung
– Power- und Signalintegrität
– Signaltypen
– Kodierung
– Frequenz- und Zeitbereich
– Streuparameter
– symmetrische Signalübertragung
– Simulationsbeispiele
2. 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, 14. September 2023
8.30 bis 12.30 und 13.15 bis 17.00 Uhr
6. Störquellen
– Modenkonversion
– Galvanische Verkopplungen
– Nebensprechen
– Reflexionen und Resonanzen
– Potenzialdifferenzen
– 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, 15. September 2023
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

Dr.-Ing. Helmut Katzier
Technische Akademie Esslingen
An der Akademie 573760 Ostfildern
Anfahrt
Die TAE befindet sich im Südwesten Deutschlands im Bundesland Baden-Württemberg – in unmittelbarer Nähe zur Landeshauptstadt Stuttgart. Unser Schulungszentrum verfügt über eine hervorragende Anbindung und ist mit allen Verkehrsmitteln gut und schnell zu erreichen.

Die Teilnahme beinhaltet Verpflegung sowie ausführliche Unterlagen.
Preis:
Die Teilnahmegebühr beträgt:
1.420,00 €
(MwSt.-frei)
pro Teilnehmer
Fördermöglichkeiten:
Bei einem Großteil unserer Veranstaltungen profitieren Sie von bis zu 50 % Zuschuss aus der
ESF-Fachkursförderung
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Bisher sind diese Mittel für den vorliegenden Kurs nicht bewilligt. Dies kann allerdings auch
kurzfristig
noch geschehen. Wir empfehlen Ihnen daher Kontakt mit unserer
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Weitere Bundesland-spezifische Fördermöglichkeiten finden Sie
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Inhouse Durchführung:
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