Arbeitsgruppe Integrierte Mess- und Schaltungstechnik
Die Arbeitsgruppe Integrierte Mess- und Schaltungstechnik am Institut für Elektrische Messtechnik und Sensorik beschäftigt sich mit dem Entwurf und der Realisierung von integrierten Mixed-Signal-Schaltungen für vielfältige Messaufgaben.
Forschungsschwerpunkte:
Moderne Messsysteme erfordern meist sowohl analoge Schnittstellen zur Erfassung physikalischer Größen als auch digitale Signalverarbeitung zur Auswertung und Aufbereitung der Daten. Unsere Arbeitsgruppe konzentriert sich auf die Realisierung dieser Systeme als integrierte Schaltungen (ICs oder "Chips"), um die gesamte Signalkette – von der Signalkonditionierung über Analog-Digital- (ADC) und Digital-Analog-Wandlung (DAC) bis hin zur digitalen Signalverarbeitung – zu optimieren
Die Integration auf einem Chip bietet entscheidende Vorteile:
- Optimaler Kompromiss zwischen Leistungsaufnahme und Performance
- Minimale Größe
- Niedrige Kosten bei Massenproduktion
Unsere Kernkompetenzen umfassen:
- Entwurf rauscharmer Sensor-Frontend-Schaltungen
- Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler
- Anregungsschaltungen für Sensoren
- Systemmodellierung (u.a. mit Matlab/Simulink, Python)
- IC-Entwurf (analog/digital, Mixed-Signal)
- Optimierung mittels maschinellem Lernen
- Nutzung von kommerziellen und Open-Source-Entwurfswerkzeugen
- Systemverifikation und Prototyping mittels FPGAs und Mikrocontrollern
Anwendungsbereiche:
Unsere Forschung findet Anwendung in verschiedenen Bereichen:
- Biomedizinische Applikationen: Entwicklung von integrierten Schaltungen für Point-of-Care-Diagnostik, beispielsweise mittels elektrochemischer Impedanzspektroskopie. Ein aktuelles Projekt (KERMIT) fokussiert auf die Früherkennung von Nierenerkrankungen durch die Analyse von Schweiß mittels eines Sensorpatches. https://kermitsense.eu/
- Sensorik für die Weltraumforschung: Entwurf hochpräziser und robuster Mixed-Signal-ICs für anspruchsvolle Umgebungen, z.B. Ausleseschaltungen für Fluxgate-Magnetometer zur Messung von Magnetfeldern im Weltraum.
- Consumer-Anwendungen: Entwicklung energieeffizienter und kompakter Lösungen für portable Geräte, wie z.B. digitale Class-D-Verstärker mit hoher Klangqualität.
Entwicklung und Kooperation:
Wir setzen sowohl kommerzielle als auch Open-Source-Software (FOSS) für den IC-Entwurf ein und verfügen über etablierte Mixed-Signal-Design-Flows. Für die Systementwicklung und -evaluation nutzen wir Werkzeuge wie Simulink und Python sowie FPGA/µC-basierte Prototypen.
Wir sind offen für Kooperationen im Rahmen von Antragsforschung (z.B. FWF, FFG, EU-Projekte) und Auftragsforschung/-entwicklung gemäß § 27 UG.
Assoc.Prof. Dipl.-Ing. Dr.techn.
Dipl.-Ing. Dr.techn. BSc