KIP-Veröffentlichungen

Diese Bachelorarbeit fokussiert sich auf die Programmierung und das Testen eines Digital-Analog-Wandlers (DAC), der für die Steuerung von Elektroabsorptionsmodulatoren in photonischen integrierten Schaltkreisen konzipiert wurde. Das besondere an diesem DAC ist, dass man bei ihm eine Nichtlinearität einprogrammieren kann. In der späteren Anwendung wird der DAC über ein FPGA (Field- Programmable Gate Array) gesteuert, das JTAG (Joint Test Action Group) für die Schnittstelle verwendet. Um diese Steuerung über Python zu ermöglichen wurden zwei JTAG Bibliotheken programmiert. Diese ermöglichen nicht nur eine deutlich vereinfachte Ansteuerung des DACs, sondern auch jeglicher anderer Geräte, die sich in der JTAG-Chain befinden und über ein FPGA angesteuert werden. Damit bieten die Bibliotheken eine wichtige Grundlage für die Integration der DACs in zukünftige photonische Systeme. Um die JTAG Bibliotheken nicht direkt am echten DAC testen zu müssen, wurde der Digitalteil des DACs auf einem FPGA simmuliert. Mit dieser Simulation wurde dann die JTAG Schnittstelle zwischen DAC und FPGA validiert. Im zweiten Teil wurde nun der richtige DAC angesteuert. Dazu wurde zunächst eine Testumgebung entwickelt mit der dann verschiedene Modi des DACs getestet wurden. In den Tests konnte gezeigt werden, dass der DAC wie geplant arbeitet. Auch die Nichtlinearität funktioniert und ist flexibel programmierbar. Damit wurde gezeigt, dass die DACs eine interessante Möglichkeit in der Ansteuerung von Modulatoren darstellen können.

This bachelor thesis focuses on the programming and testing of a digital-to-analog converter (DAC) designed for controlling electroabsorption modulators in photonic integrated circuits. A unique feature of this DAC is that it allows for the programming of nonlinearity. In the later application, the DAC is controlled by a field-programmable gate array (FPGA) using joint test action group (JTAG) for interfacing. To enable this control with Python, two JTAG libraries were developed. These libraries not only simplify the control of the DAC but also allow for the control of any other devices in the JTAG chain through the FPGA. As such, the libraries provide an important foundation for the integration of DACs into future photonic systems. To avoid directly testing the JTAG libraries on the actual DAC, the digital part of the DAC was simulated on an FPGA. This simulation was used to validate the JTAG interface between the DAC and FPGA. In the second part, the real DAC was controlled. First, a test environment was developed and built, and various DAC modes were tested. The tests demonstrated that the DAC operates as expected. The non-linearity feature works and is flexibly programmable. This demonstrates that the DACs could be an interesting option for controlling modulators in future applications.