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Schaltungsbeschreibung

Verhaltensbeschreibung von analogen Schaltungen


Analogschaltungen sind zum Bau von "high-performance" Anwendungen unverzichtbar. Des weiteren bilden sie für "system-on-chip" ein Verbindungsglied zwischen der digitalen Schaltungstechnik und der realen, analogen Welt, was die untere Abbildung demonstriert. Die Telekommunikation ("Handys") ist dafür ein gutes Beispiel. Die Zunahme von analogen Komponenten ist absehbar.

Bedeutung der Analogtechnik

Um den Studenten den Einstieg in diese Materie zu erleichtern, wurde an unserem Institut ein Katalog von Verhaltensbeschreibungen von analogen Schaltungen erstellt.
Mit dieser Bibliothek soll dem Studenten das Basiswissen für spätere Schaltungsentwicklung und -beurteilung zur Verfügung gestellt werden. Das Spektrum reicht von einfachen Operationsverstärkern bis zu kompletten System, wie zum Beispiel Phase-Locked-Loops in (Bi)CMOS-Technologie. Im allgemeinen sind diese Verhaltensbeschreibungen folgendermaßen gegliedert: nach einer kurzen Einführung in die Aufgabenstellung der Schaltung oder des Systems folgt eine konkrete Schaltungsausführung. Für diese werden dann gängige Spezifikationen und Definitionen angeführt. Da sich die Kleinsignal-Matrizen-Operationen, die teilweise dafür verwendet werden, wegen ihrer Größe schwierig von Hand lösen lassen, wurde ein symbolischer Schaltungssimulator "ISAAC" von KU Leuven/Belgien) verwendet. Aufgrund dieser Spezifikationen und Gleichungen wurden mittels mathematischer Routinen, die im Programm "MATLAB" implementiert wurden, die Transistorgrößen bei gegebener Technologie ermittelt. Diese Methode soll zu einem Grobentwurf der Schaltung oder des System ("Pre-Sizing") dienen. Weiterführende Literaturhinweise zu Spezialgebieten oder zur Vertiefung werden in allen Abschnitten gegeben. Es wurden folgende Verhaltensbeschreibungen erstellt:

  • mehrere Operationsverstärker (single-ended und differentiell)
  • Bandgap-Referenzquellen
  • Widerstandsketten-Digital/Analog-Wandler
  • analoge und digitale Phase-Lock-Loops
  • Filterschaltungen