256GS/s Arbiträrgenerator

• Fachliche Zuordnung: Elektrotechnik und Informationstechnik
• Förderung: Förderung in 2024
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 544829238

Das Fachgebiet "Mixed Signal Circuit Design" der Technischen Universität Berlin unter der Leitung von Prof. Dr.-Ing. Friedel Gerfers entwickelt mit seinen Forschungsgruppen "Wireline Communication Systems" und "Wireless Communication Systems" Schaltungen und Systeme für kabelgebundene und kabellose Hochgeschwindigkeitskommunikation sowie automotive Anwendungen. Kabelgebunden wird an Transceivern mit Datenraten von bis zu 448Gbit/s gearbeitet, sowie an Komponenten, beispielsweise VCSEL und elektro-optische Treiber, mit Symbolraten von 150GBaud und mehr, um die Entwicklung aktueller und zukünftiger Übertragungstechnologien voranzubringen. Kabellos werden für die zu entwickelnden Kommunikationssysteme mit Datenraten von über 100Gbit/s Frequenzbereiche bis zum D-Band (bis 170 GHz) verwendet, insbesondere für die nächste Mobilfunkgeneration "6G". Damit diese Forschung adressiert und hochgenau charakterisiert werden kann, wird mit dem vorliegenden Antrag ein 256GS/s Arbiträrgenerator mit 5Vppd Amplitude und 80GHz Bandbreite für die hochgenaue breitbandige Signalanalyse beantragt. Der Generator hat für das Fachgebiet zwei Haupteinsatzziele: 1. Modulationsquelle im forschungsspezifischen "Messplatz für die breitbandige Vektorsignalanalyse modulierter Signale im D-Band (110-170 GHz)"; 2. Eigenständige Signalquelle zur Erzeugung arbiträrer, systemangepasster Signale insbesondere mit höchster Abtastrate, analoger Bandbreite und Signalamplitude. Der "Messplatz für die breitbandige Vektorsignalanalyse modulierter Signale im D-Band (110-170GHz)" wird für die Entwicklung zukunftsorientierter kabelloser Übertragungstechniken mit einer Kombination aus ultrahoher Bandbreite, komplexer Modulationsverfahren (von 256QAM und mehr) und hoher Signalfrequenzen z.B. für den Mobilfunkstandard "6G", benötigt. Hierfür werden mit dem 256GS/s Arbiträrgenerator insbesondere Signale für Konstellationsdiagramme erzeugt und deren charakteristische Werte, wie EVM (Error-Vector-Magnitude), analysiert. Bis auf den 256GS/s Arbiträrgenerator sind alle Komponenten des Messplatzes, teils gefördert durch vorherige Anträge, bereits am Fachgebiet MSC vorhanden. Der Einsatz des 256GS/s Arbiträrgenerators als eigenständige Signalquelle dient unter anderem der Entwicklung von Transceivern und Sub-Komponenten, wie Verstärkern und Datenwandlern, von kabel- bzw. fasergebundenen Kommunikationssystemen, mit dem Ziel energieeffizienterer und zukunftssicherer Technologien für Rechenzentren. Hierfür erzeugt der Arbiträrgenerator modulierte Signale mit kanalkompensierender Vorverzerrung, die als Augendiagramme (mit Augenöffnung, Bitfehlerrate, Intersymbolinterferenz, Rauschen und Jitter) mit einem 100GHz Echtzeit-Oszilloskop (bereits vorhanden) analysiert werden. Zusammengefasst wird in diesem Antrag die aktuelle Notwendigkeit der Beschaffung sowie der Leistungsklasse eines 256GS/s Arbiträrgenerators für die hochgenaue breitbandige Analyse zukünftiger mobiler und fasergebundener Systeme dargestellt.

• DFG-Verfahren: Forschungsgroßgeräte
• Großgeräte: 256GS/s Arbiträrgenerator
• Gerätegruppe: 6300 Meßgeneratoren, Meßsender, Frequenznormale
• Antragstellende Institution: Technische Universität Berlin
• Leiter: Professor Dr.-Ing. Friedel Gerfers