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| 1 | Einleitung | 1 |
| 1.1 | Netzwerkkommunikation - Herausforderung für die Computerindustrie | 1 |
| 1.2 | Infrarot-Datenübertragung jenseits des IrDA-Standards | 2 |
| 1.3 | Zielsetzung und Gliederung dieser Arbeit | 4 |
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| 2 | Systemaspekte der Infrarot-Datenübertragung | 5 |
| 2.1 | Struktur des Infrarot-Modems | 5 |
| 2.2 | Signalform und Modulationsverfahren | 7 |
| 2.3 | Konzeptionierung des Empfängers | 9 |
| 2.3.1 | Festlegung der Spezifikationen für die Empfangseinheit | 10 |
| 2.3.2 | Auslegung des Vorverstärkers | 11 |
| 2.3.3 | Architektur der Verstärkungsregelung | 16 |
| 2.4 | Erzeugung der Fotodioden-Vorspannung | 19 |
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| 3 | Stabilitätsanalyse | 22 |
| 3.1 | Einführung | 22 |
| 3.1.1 | Linearisierung nichtlinearer Netzwerke | 22 |
| 3.1.2 | Mathematische Beschreibung eines linearen Netzwerkes | 24 |
| 3.1.3 | Der lineare Regelkreis | 25 |
| 3.1.4 | Stabilitätsbegriffe | 27 |
| 3.2 | Pol-/Nullstellen-Verfahren | 28 |
| 3.2.1 | Algebraische Kriterien | 28 |
| 3.2.2 | Lage der Polstellen als Stabilitätsmaß | 29 |
| 3.2.3 | Grenzen der Polstellenanalyse in der analogen Schaltungstechnik | 30 |
| 3.3 | Das Stabilitätskriterium nach Nyquist | 32 |
| 3.3.1 | Amplituden- und Phasenreserve | 33 |
| 3.3.2 | Das Nyquist-Kriterium in der Frequenzkennliniendarstellung | 35 |
| 3.4 | Nicht rückwirkungsfreie Netzwerke | 36 |
| 3.4.1 | Bedeutung von Rückwirkungen für das Nyquist-Kriterium | 37 |
| 3.4.2 | Die Methode nach Tuinenga | 40 |
| 3.4.3 | Grenzen des Tuinenga-Verfahrens | 42 |
| 3.5 | Das Knotenimpedanz-Verfahren | 45 |
| 3.5.1 | Vorüberlegungen zum Knotenimpedanz-Verfahren | 45 |
| 3.5.2 | Prinzip des Verfahrens | 47 |
| 3.5.3 | Das Programm `stabtest' | 51 |
| 3.6 | Nichtlineare Netzwerke | 54 |
| 3.6.1 | Das Popov-Kriterium | 54 |
| 3.6.2 | Anwendung des Popov-Kriteriums auf elektronische Schaltungen | 56 |
| 3.6.3 | Grenzen des Popov-Kriteriums | 59 |
| 3.7 | Zusammenfassung | 60 |
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| 4 | Rauschsimulation nichtlinearer Schaltungen | 61 |
| 4.1 | Kenngrößen für die Rauschberechnung | 61 |
| 4.2 | Rauschsimulation im Zeitbereich | 67 |
| 4.3 | Erzeugung transienter Rauschquellen | 68 |
| 4.3.1 | Anforderungen an transiente Rauschquellen | 68 |
| 4.3.2 | Genauigkeit der Approximation durch PWL-Quellen | 69 |
| 4.3.3 | Zufallsfolgen als Rauschquellen | 72 |
| 4.3.4 | Die `.noisetran'--Analyse in Eldo | 74 |
| 4.4 | Das Programm `noise' | 77 |
| 4.4.1 | Mathematische Beschreibung des Verfahrens | 77 |
| 4.4.2 | Arbeitsweise des Programms | 78 |
| 4.4.3 | Verifikation und Bestimmung der Qualität | 80 |
| 4.4.4 | Die Wahl der geeigneten Abtastrate | 83 |
| 4.5 | Realisierung arbeitspunktabhängiger Rauschquellen | 85 |
| 4.6 | Zusammenfassung | 89 |
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| 5 | Integrationsgerechter Entwurf in CMOS-Technik | 90 |
| 5.1 | Die integrierte Empfangseinheit | 90 |
| 5.1.1 | Realisierung des Transimpedanz-Vorverstärker | 93 |
| 5.1.2 | Entwurf der automatischen Verstärkungsregelung | 101 |
| 5.2 | Auslegung des Sendeverstärkers | 113 |
| 5.3 | Aufbau des Gleichspannungswandlers | 114 |
| 5.4 | Ergebnisse | 116 |
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| 6 | Zusammenfassung und Ausblick | 121 |
| Literatur | 122 |