Modulnummer:
| 13006
- Modul nicht mehr im Angebot ab WS 2024/25 |
Modultitel: | Data Converters |
|
Data Converters
|
Einrichtung: |
Fakultät 1 - MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik
|
Verantwortlich: | -
Prof. Dr.-Ing. Killat, Dirk
|
Lehr- und Prüfungssprache: | Deutsch |
Dauer: | 1 Semester |
Angebotsturnus: |
sporadisch nach Ankündigung
|
Leistungspunkte: |
6
|
Lernziele: | Die Studierenden kennen den Aufbau und die Anwendung von Nyquist-Rate und Oversampling AD- und DA-Wandlern. Sie verstehen die Spezifikation, Einsatzbereiche, Vor- und Nachteile der der jeweiligen Konverter und können für eine Applikation eine geeignete Auswahl treffen. Sie können einen Nyquist-Rate- und einen Delta-Sigma-ADC in Matlab/Simulink beschreiben und die Spezifikation simulieren. |
Inhalte: | Vorlesung (Theorie)- Wiederholung Grundlagen: Abtastung, Quantisierung, Rauschen, DFT, Windowing, Z-Transformation
- Spezifikation: Betriebsmodi, statische und dynamische Eigenschaften, Test von DNL, INL, Verzerrungen
- Nyquist-Rate AD- und DA-Wandler: Architekturelemente, resistive und kapazitive Teiler, R2R-Netzwerke, Mismatch, Trimming, hybride DACs, Stromquellen-basierte DACs, Segmentierung, Flash-Konverter, Subranging- und Folding-Techniken, SAR- und Pipeline-ADCs, analoge Blöcke wie regenerative Komparatoren und Taktgeneratoren
- Oversampling AD- und DA-Wandler: 1st-order Modulator, Noise Shaping, STF und NTF, NTF höherer Ordnung, SC-Integrator und SC-Schaltungstechniken, Komparator und Taktschema, Multibit-Quantisierer, DEM, kaskadierte Modulatoren, Resonatoren, Dezimierungsfilter, Sinc-Filter, zeitkontinuierlicher Modulator
Seminar/Praktikum
- Einführung Matlab/Simulink
- Simulationstechniken, spektrale Analysen, DNL und INL
- Modellierung Einzelkomponenten der eines Nyquist-Rate ADCs
- Ablaufsteuerung mit Simulink/Stateflow
- Simulation nichtidealer Komponenten im NR-ADCs
- Delta-Sigma-Toolbox
- Entwurf zeitdiskreter Modulator
- Entwurf zeitkontinuierlicher Modulator
- Einfluss nichtidealer Komponenten
- Auswertung Spezifikation
|
Empfohlene Voraussetzungen: | Kenntnis des Stoffes der Module
- 33315 Analoge Schaltungen
- 11909 Systemtheorie II
sowie Kenntnisse und praktische Erfahrungen mit Matlab und Simulink |
Zwingende Voraussetzungen: | keine |
Lehrformen und Arbeitsumfang: | -
Vorlesung
/ 2 SWS
-
Seminar
/ 1 SWS
-
Praktikum
/ 1 SWS
-
Selbststudium
/ 120 Stunden
|
Unterrichtsmaterialien und Literaturhinweise: | - Maloberti, F. (2007): Data converters. Dordrecht, Netherlands: Springer, Download via Springerlink: https://link.springer.com/book/10.1007%2F978-0-387-32486-9
- Pelgrom, Marcel J.M. (2013): Analog-to-Digital Conversion. 2nd ed. 2013. New York, Download via Springerlink: https://link.springer.com/content/pdf/10.1007%2F978-1-4614-1371-4.pdf
- Vorlesungsunterlagen Handout (Deutsch/Englisch)
- Praktikumsunterlagen und Aufgaben (Deutsch/Englisch)
|
Modulprüfung: | Continuous Assessment (MCA) |
Prüfungsleistung/en für Modulprüfung: | Im Praktikum werden 2 komplexe Aufgaben gestellt, die mit jeweils 30% zur Gesamtnote beitragen. Zum Ende der Lehrveranstaltungsperiode findet ein schriftlicher Test mit 60 Minuten Dauer statt, der mit 40% zur Gesamtnote beiträgt.
- Aufgabe 1 im Labor: Nyquist-Rate ADC, ca. 5 Seiten incl. Grafiken plus die Simulationsdateien aus Matlab (30%)
- Aufgabe 2 im Labor: Delta-Sigma-ADC, ca. 5 Seiten incl. Grafiken plus die Simulationsdateien aus Matlab (30%)
- Schriftlicher Test, 60 Minuten (40%)
|
Bewertung der Modulprüfung: | Prüfungsleistung - benotet |
Teilnehmerbeschränkung: | 16 |
Zuordnung zu Studiengängen: | - keine Zuordnung vorhanden
|
Bemerkungen: | - Studiengang Elektrotechnik M.Sc.: Wahlpflichtmodul in der Studienrichtung „Informationstechnik“
Studierende, die dieses Moduls belegen wollen, werden gebeten sich frühzeitig mit dem Modulverantworlichen in Verbindung zu setzen. Einschreibeschlüssel für Moodle erforderlich |
Veranstaltungen zum Modul: | - Vorlesung: Data Converters
- Kombiniertes Seminar/Praktikum zur Vorlesung
- Zugehörige Prüfung
|
Veranstaltungen im aktuellen Semester: | - keine Zuordnung vorhanden
|
Nachfolgemodul/e: |
Auslaufmodul ab: 18.06.2024
|