So finden Sie den perfekten Quarzoszillator für Ihr Projekt

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Jauch Quartz GmbH

TRACO ELECTRONIC GMBH

Shanghai Yongming Electronic Co., Ltd.

Endrich Bauelemente Vertriebs GmbH

MEMS-Oszillatoren sind prädestiniert für raue Umgebungen

Seit einiger Zeit werden Oszillatoren auch in MEMS-Technologie (Mikro-Elektro-Mechanische-Systeme) angeboten. Produkte sind bereits im Einsatz. Auf breiter Ebene konnten MEMS-Oszillatoren sich jedoch noch nicht durchsetzen.

MEMS lassen sich wie ICs auf Wafer fertigen. IC-Hersteller müssten ihre Fertigungslinien nur etwas modifizieren, um die Bauteile in Großstückzahlen zu produzieren.

Dies dürfte den Preis der Bauelemente attraktiv machen und als echte Alternative zu herkömmlichen Oszillatoren, wenn nicht gar zu Quarzen werden lassen. Die Anbieter offerieren Programmiergerät und entsprechende MEMS-„Rohlinge“, so dass die Anwender diese selbst programmieren können.

MEMS-Oszillatoren enthalten als Kern einen Silizium-basierenden MEMS-Resonator. MEMS-Oszillatoren bieten kleinste Maße bei gleichzeitiger Kostenreduzierung. Die 5,0 mm x 3,2 mm x 0,85 mm kleinen Oszillatoren haben eine Stromaufnahme bei z. B. 27 MHz von nur 4,5 mA. Discera liefert die derzeit kleinsten Bauformen mit 2,0 mm x 1,6 mm.

Die MEMS-Oszillatoren sind extrem widerstandsfähig gegen Schock und Vibration verglichen mit herkömmlichen Quarzoszillatoren. MEMS-Oszillatoren sind somit prädestiniert für raue Umgebungsbedingungen, etwa CCD-Takt für VTR-Kamera, PC-Peripherie, Low-Profile-Geräte, MP3-Player und Industrieausrüstung.

Wenn EMV ein Thema ist

Die Datenraten steigen und damit auch die Anforderungen an die Bauteile. Die hohen Taktzahlen erfordern, sich zunehmend mit der EMV Thematik auseinander zu setzen. Die Bauteileindustrie reagiert hierauf mit der Lieferung von Spread Spectrum Oszillatoren. SMI z. B. bietet mit der Serie 99SMO-SS im Gehäuse 5 mm x 3,2 mm oder dem 92SMOSS im Gehäuse 7 mm x 5 mm eine Lösung, um die EMI des Oszillators durch Spread Spectrum zu reduzieren

VCXO – der abstimmbare Oszillator

Die Telekommunikationsindustrie sowie Hersteller drahtloser Daten- und Audio-Übertragungsanwendungen suchen Oszillatoren, deren Ausgangsfrequenz veränderbar ist. Die Antwort sind VCXOs (Voltage Controlled Crystal Oscillator). Hier wird neben der Versorgungsspannung noch eine weitere Spannung, die Steuerspannung an den Oszillator angelegt. Proportional zu dem Pegel der Steuerspannung verändert sich die resultierende Ausgangsfrequenz.

Die Frequenz kann bei Standard-Oszillatoren um 90 bis 100 ppm um die Mittenfrequenz variiert werden (Ziehbereich). Bei VCOs im hohen MHz- bzw. GHz-Bereich kann der Ziehbereich gar im Prozent-Bereich liegen. In der Regel ist eine Kapazitätsdiode im frequenzbestimmenden Schwingkreis das entscheidende Bauelement, um die Frequenzänderung zu erzielen. Bei größer werdendem Ziehbereich nimmt jedoch die Qualität des Ausgangssignals (Rauschen, Stabilität) ab. VCOs werden in Video- und Audio-Systemen zur Frequenzmodulation eingesetzt, als auch in hochwertigen Applikationen zur drahtlosen Datenübertragung.

Ein Spezialist ist hier das japanische Unternehmen Maruwa (Vertrieb Endrich Bauelemente) mit weltweit über 20 Mio. produzierten VCOs pro Jahr. Breitbandig finden die Produkte Einsatz in Handies, Smartphones, Telekommunikations-Basisstationen, drahtlosen Mikrofonen, WLAN-Modulen oder in industriellen Funkanwendungen. Im Fokus steht das 4,8 mm x 5,5 mm SMD-Gehäuse. Hier kann der VCO sowohl auf einem LTCC-Träger als auch auf FR4-Material aufgebaut werden. Zum Einsatz kommt diese Version etwa in Satelliten-Telefonen.

Die Oszillatoren LVPECL (Low Voltage Positive Emitter Coupled Logic VCXO), VCXO und LVDS (Low Voltage Differential Signals) sind in der digitalen Ansteuerung von Flüssigkristallbildschirmen nicht mehr wegzudenken. LVDS-Signale werden von vielen Flüssigkristallbildschirmen als interner Signalstandard verwendet, was aufwendige Wandler einspart. An die VCXOs mit in der Regel hoher Mittenfrequenz bestehen besondere Anforderungen im Bezug auf Jitter.

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