Prof. Dr.-Ing. Martin Alles

• Kommunikationstechnik: Rundfunk, Fernsehen - Empfänger; Messtechnik
• HF - Technik (Load-Pull-Messplatz im Frequenzbereich von 800MHz bis 9GHz)
  Für die messtechnische Optimierung von Hochfrequenz-Verstärkern steht dem Studiengang Electrical Systems Engineering ein hochwertiges Load-Pull-System mit einem Frequenzbereich von 800MHz bis 9GHz zur Verfügung. Mit additiven Messgeräten kann das Load-Pull-System flexibel an spezielle Messanforderungen angepasst werden. Dieses Gerät wird in der Lehre und Forschung eingesetzt. Eine Nutzung im Rahmen einer Auftragsforschung ist ebenfalls möglich.
• elektronische Bauelemente, Charakterisierung von Bauelementen
• Optoelektronik und Solartechnik

• Elektronische Schaltungen und Hochfrequenztechnik

Hier finden Sie eine Liste von Studien- und Abschlussarbeiten als Anregung für eigene Studien-, Bachelor- und Masterarbeiten.
Nähere Informationen zu einer eigenen Arbeit erhalten Sie auf Wunsch per E-Mail: martin.alles@hs-heilbronn.de

Auflistung einiger Abschlussarbeiten:

• Load-Pull-Messungen von HF-Schaltungen
• Programmierung von HF-Messgeräten zur Übertragung digital modulierter Signale im Bereich bis 6 GHz
• Programmierung von zwei Netzwerkanalysatoren zur Vorbereitung von 4-Tor-Messungen

Themenvorschläge für Seminararbeiten:

In der aktuellen Situation ("Corona") können Theoriethemen bearbeitet werden. Eine Auflistung einiger möglicher Themen ist hier:

Auch nach einer generellen Hochschulöffnung werden die Themen auf theoretische Untersuchungen, Simulationen oder die Programmierung von Messgeräten beschränkt bleiben müssen.

1. Erstellen eines ergänzenden Moduls für das Programm „Elektronische Schaltungen“ von mir. Dabei geht es um die Berechnung von Übertragungsstrecken für die drahtlose Kommunikation (passend zum Masterfach von mir). Die Programmierung erfolgt in Visual C unter Windows, ein passendes Gerüst liefere ich.

2. Einarbeitung in einen Open-Source Halbleitersimulator (Ein Link auf eine Liste ist hier: https://tcadcentral.com/Software.html). Beschreibung der Simulationsmöglichkeiten von einem Tool und Simulation von mindestens drei bis vier Bauteilen (das muss dann zu Beginn noch festgelegt werden). Entstehen soll dabei eine Anleitung, wie beispielsweise die Eingabe und die Ausgabe erfolgt und was ggf. beachtet werden muss. (Diese Arbeit kann auch mehrfach vergeben werden, dann halt mit mehreren Tools, ggf. auch als Gruppenarbeit.)

3. Erstellung einer Testbench in LTSpice für das Kettenfahrzeug, mit dem aus Abstand und Winkel des Kettenfahrzeuges die Spannungen der Fotodioden berechnet werden. Grundlage dazu soll die Excel-Messung aus Ilias sein. Dabei muss die Abschattung (Messingblech) auch beachtet werden. Schließlich soll sich über die Zeit der Winkel bzw. die Entfernung des Kettenfahrzeugs ändern, da das Kettenfahrzeug ja in Bewegung ist.

4. Simulation einer „verteilten“ Fotodiode: Mehrere Fotodioden sollen jeweils in gleichem Abstand mit Lichtleitern und einer HF-Leitung verbunden werden. Mit einer Simulation (LTSpice oder eine selbst aufgesetzte Simulation, beispielsweise in C / C++, bestenfalls noch Excel bzw. die OpenOffice-Variante) soll untersucht werden, welche Ausgangsleistung frequenzabhängig erreicht werden kann. Erwartet wird, dass sich bei Variation der Lichtgeschwindigkeit (durch unterschiedliche Brechungsindizes) ein Resonanzfall mit maximalem Wirkungsgrad ergibt.

5. Simulation einer Operationsverstärkerschaltung, die analog zum damaligen HighCom-System funktioniert: Bei der Aufnahme wird der Lautstärkebereich komprimiert, d.h. auf einen Anteil von ca. 50% reduziert. Beim Abspielen erfolgt die "Ausdehnung" auf den ursprünglichen Dynamikumfang. Frequenzbereich: 20Hz bis 20kHz

6. Entwurf einer galvanischen Trennung mit Kondensatoren und / oder Optokopplern, mit denen Signale im Frequenzbereich von DC bis ca. 100kHz übertragen werden können. Für DC wird der Optokoppler (mit Rückkopplung über einen zweiten Optokoppler) verwendet, bei AC kann ein Kondensator verwendet werden. (Nur Simulation!)

7. Entwurf eines Messplatzes zur Charakterisierung von Halbleitern über I-U-Kennlinien und C-V-Messungen. Aus diesen Messungen lassen sich einige Ersatzschaltbildelemente ableiten. Wie das geht, soll in dieser Arbeit anhand von Dioden, Solarzellen und Transistoren (Bipolar, MOS, JFET) beschrieben werden. (Konzepterstellung, Darlegung der Messung und Auswertung zur Bestimmung der ESB-Parameter).

Wenn Sie an einem dieser Themen Interesse haben, scheiben Sie bitte eine Email. Für jedes Thema gibt es dann eine ausführlichere Aufgabenbeschreibung.

Vergebene Arbeiten:

• Bremslicht mit optischer Informationsübertragung (Geschwindigkeit, …)
• Austesten Spannungswandler: Welche minimale Spannungen ist erreichbar?
• LED-Kreisel
• Aufbau eines Trennverstärkers mit Optokopplern. Anforderung: linearer Frequenzgang im Bereich von 0Hz bis 100kHz
• Zauberwürfel mit RGB-LEDs
• Aufbau und Charakterisierung eines diskreten Operationsverstärkers
• Entwicklung und Programmierung eines Raspberry Pis als Oszilloskop