An dieser Stelle möchte ich einige Beispiele meiner Arbeit vorstellen 

Die Baugruppen sollen verschiedene Lösungsmöglichkeiten darstellen und befinden sich nicht in der Reihenfolge ihres Entstehens.

Die ersten Baugruppen gehören zu einem modularen System zur digitalen Verarbeitung von Basisband Signalen. Hier wurde ein Baukasten geschaffen, der eine schnelle Reaktion auf Kundenwünsche zulassen sollte. Zu diesem Zweck musste ein interner Standard für die Schnittstelle geschaffen werden. Die Module beinhalten jeweils einen FLASH-Speicher, der alle Anschluss Daten hält, so dass die Trägerplatiene in der Lage ist den Modultyp zu ermitteln und die benötigte Belegung des digitalen Busses frei schalten kann. Zudem steuern die Module ihre Versorgungsspannung selbsttätig über eine fest verdrahtete Kodierung.

Auf diesem Modul befinden sich zwei Analog-Digital-Umsetzer mit jeweils einer Wortbreite von 14 Bit und einer Geschwindigkeit von 100MSPS.

Die Beiden Umsetzer wurden auf einem Modul verbaut um die Anzahl der Taktversorgungen halbieren zu können.

Die Basis stellte ein sechs Lagen Multilayer dar.

Hier handelt es sich um eine weitere Version des vorhergehenden Moduls mit nur einem Umsetzer.

Das Modul wurde später entwickelt um auf den Kundenwunsch nach Systemen mit einem Umsetzer, oder mit einer ungeraden Anzahl von Umsetzern eingehen zu können.

Dieses Modul beinhaltet einen TX-Digital-Analog Umsetzter, mit einem internen IQ-Modulator und Interpolationsfiltern.

Die Wortbreite beträgt 16 Bit. Die Eingangsstufe ist in der Lage bis zu 250 MSPS aufzunehmen.

Durch die Internen digitalen Filter können verschiedene Spektren geschaltet werden, so dass analoge Ausgangsfrequenzen bis zu 1 GHz möglich sind.

Im rechten Teil des Moduls befinden sich der FLASH-Speicher und die Steuerung der vier verschiedenen Versorgungsspannungen des Chips.

Auch hier wurde als Träger ein sechs Lagen Multilayer PCB verwendet.

Dieser separate Träger konnte zur Inbetriebnahme der Module verwendet werden.

Er kam aber auch bei verschiedenen anderen, hier nicht gezeigten Modulen direkt im Gerät zum Einsatz, wenn die Taktrate der digitalen Busse den Anschluss von Flachbandkabeln erlaubte.

Links und rechts der Modulsteckplätze kann man gut die Steuerelemente für die Versorgungsspannung erkennen.

Mit dieser Baugruppe beginnt die Reihe der Ortungssender.

Das Bild zeigt einen sehr frühes Stadium, das nur für die ersten System Tests verwendet wurde. Der Schaltungskern befindet sich auf zwei ASICs, von denen einer die digitale Logik und Signalverarbeitung beinhaltet und einer die Digita-Analog-Umsetzer, sowie den gesamten Sendezug bis zu den HF-Verstärkern.

Da die finale Steuerung noch evaluiert werden musste, wurde zuerst ein ASIC gebaut, das nur die Strecken der Signalverarbeitung enthielt, aber noch keine Steuerung. Der Chip wurde dann auf der Oberseite platziert und in einem Rahmen vergossen. Auf dem Rahmen fand eine Leiterplatte mit einem FPGA-Die Platz.

Während die Versorgungsspannungen des FPGAs auf dem kleinen Täger verbunden wurden, mussten die Signalleitungen eine Stufe tiefer auf das Modul PCB gebondent werden. Wir haben es also mit einer zweistufigen Bondung zu tun. Ein Meisterwerk der schweizer Bond Kunst.

Hier ist die Rückseite des Senders zu sehen.

Der ASIC, der den Hochfrequenz-Teil beinhaltet ist bereits fertig entwickelt und konnte direkt verbaut werden.

Im Kreis angeordnet sieht man die Antennenschalter, welche die Speißung der beiden umschaltbaren Dipol-Antennen übernahmen.

Weitere Bauteile sind ein FLASH-Speicher für die digitalen Komponenten, ein Schwingquarz und die Batterieschutzschaltung für den Lithium-Ionen-Akku.

Hier überspringen wir mehrere Generationen von Ortungssendern und kommen zu einem weit ausgereiften Typ mit einem wesentlich größeren Funktionsumfang.

Als Kern der digitalen Signalverarbeitung kam wieder ein ASIC in Chip-On-Board Technik zum Einsatz.

Daneben befindet sich ein Mikrokontroller zur Erweiterung des Funktionsumfangs und ein QI-Chip.

Vorher benötigte FLASH-Speicher zur Programmierung des digitalen ASICs ist nun im FLASH des Kontrollers enthalten.

Dieses Bild zeigt die analoge Seite des Senders.

Mittlerweile befinden sich die Antennen direkt auf dem PCB.

Erweitert wurde die Schaltung durch einen separaten 868 MHz Tansceiver zur externen Steuerung und Programmierung des Moduls.

Dazu kommen diverse Hilfsschaltungen, welche die Funktionalität des ASICs erweitern.

Das Modul hat einen Durchmesser von 27mm und trägt ca. 300 Komponenten, bis hinunter zur Baugröße 0201, d. h. einer Längsseite von 0,6mm und eine Querseite von 0,3mm.

Das Foto zeigt eine einfache Starrflex Lösung, die als Erweiterung für den Ortungssender benötigt wurde.

Die Schaltung enthält EKG- und Puls-Sensoren, durch welche die gute körperliche Verfassung des Sender-Trägers während des Einsatzes sichergestellt werden sollte.

Nun verlassen wir den Bereich der Sender und begeben uns zur Infrastruktur.

Die gezeigte Leiterplatte stellt die Rückseite einer aktive Kreuz-Dipol-Antenne dar. Die Antennenflügel befinden sich auf der Vorderseite. Die Polarisation der Antenne kann zwischen horizontal und vertikal umgeschaltet werden. Daneben befinden sich Preselektoren und Vorverstärker, welche den Signalpegel so weit anheben, dass das Signal in den Fabry-Perot LASER eingespeist werden kann. Die Übertragung des empfangenen HF-Signals findet direkt analog bei 2.4 GHz über eine einzige Single-Mode Glasfaser statt.

Der große Vorteil dieses Systems liegt darin, dass keine Mischfrequenzen eingespeist werden müssen, damit laufen alle Antennen eines Arrays absolut frequenzstarr. Die Array-Größe ist durch die Glasfaserübertragung beliebig wählbar und geht von wenigen Zentimetern bis in den Kilometerbereich.

Zum Abschluss möchte ich noch ein Beispiel aus der Beleuchtungstechnik zeigen.

Das Substrat hat eine Größe von 15cm x 60cm und besteht aus einer sechseckigen Anordnung von einzelnen LEDs. Auf dieser Platine befinden sich zwei Steuerkreise zum dimmen des Strahlers von 0-100% der Lichtleistung.

Es wird nur noch ein externes Unterputz Poti und ein Netzteil mit konstanter Ausgangsspannung benötigt. Trotzdem sind für diese beiden Kreise nur eine geringe Anzahl von Komponenten erforderlich.

Hier ist weniger viel mehr.

Die Wärmeverteilung der Leiterplatte ist so ausgewogen, dass das Modul kaum handwarm wird und auf jedem Untergrund montiert werden kann. In diesem Fall wurde als Träger das sehr leichte Holz des Paulownia (Blauglockenbaum) verwendet, welches zudem schwer entflammbar ist.

Natürlich kann dieses Portfolio nur einen sehr kleinen Teil meiner Entwicklungstätigkeit der letzten 20 Jahre abbilden, aber ich hoffe trotzdem, dass ich einen Eindruck über meine Arbeit vermitteln konnte.