Vielseitig einsetzbare SAW-Bausteine in der Praxis

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Neuer SAW-Oszillator mit niedrigem Phasenrauschen und Jitter

Epson hat einen neuen SAW-Oszillator mit geringem Phasenrauschen und Jitter für Ausgangsfrequenzen im GHz-Band (800 MHz bis 2,5 GHz) im Grundwellenmodus entwickelt. Beim EV-9100JG handelt es sich um einen spannungsgesteuerten Oszillator mit sehr geringem Phasenrauschen und Jitter und einem sehr guten Frequenz-Temperaturgang durch den Einsatz von Epsons speziellem Schwingelement der NS-Serie. Die NS-Serie hat eine hohe Güte, geringe Einfügungsdämpfung, ist für hohe Leistungen geeignet und bietet einen sehr guten Frequenz-Temperatur-Koeffizienten.

Im Bereich kleiner Offset-Frequenzen (100 Hz bis 1 MHz) wird Phasenrauschen durch eine hohe Güte Q des Resonators optimiert. Bei hohen Offsetfrequenzen (über 1 MHz) wird das Phasenrauschen durch den Einsatz eines Resonators mit hoher Leistungsfähigkeit und erhöhtem Drive Level optimiert. Der EV-9100JG wird helfen, die Eigenschaften in Anwendungen zu verbessern, die hohe Frequenzen, hochstabile Takte mit geringem Phasenrauschen, Jitter und einer exzellenten Frequenz-Temperatur-Charakteristik benötigen. Er eignet sich damit vor allem für Anwendungen in der Kommunikation und in Messsystemen.

SAW-Filter für hochvolumige Anwendungen

SAW-Filter werden üblicherweise eingesetzt als Hochfrequenzfilter in Funkanwendungen, Navigation und Mobiltelefonen. Die SAW-Filter-Technologie bedingt hohe Entwicklungs- und Maskenkosten und ist somit insbesondere geeignet für hochvolumige Anwendungen. Durch den Einsatz von Halbleiter-Technologien und dem steigenden Bedarf in Kommunikationsanwendungen mit Frequenzen bis in den GHz Bereich, wurden SAW-Filter immer kleiner und mit steigenden Abnahmemengen wurden auch die Kosten geringer.

SAW-Filter eignen sich weniger als Kanalfilter

Aufgrund ihres recht großen Temperaturkoeffizienten eignen sich SAW-Filter nicht besonders für Anwendungen, in denen hohe Flankensteilheiten nahe des Trägers notwendig sind, wie etwa bei Kanalfiltern. Die erlaubte Bandbreite muss deutlich größer sein als die notwendige Bandbreite des Filters um die temperaturbedingte Verschiebung der Mittenfrequenz zu kompensieren. Transverale SAW-Filter (Verzögerungsleitungen) weisen eine äußerst hohe Phasenlinearität und geringe Variationen der Gruppenverzögerung im Durchlassbereich auf, besitzen aber eine hohe Einfügungsdämpfung (im Bereich 15 bis 30 dB).

Frequenzabhängige Signalverzögerung genutzt

Die Verzögerung zwischen dem Anlegen eines Signales am Sender und dessen Ankunft am Empfänger ist eine der nützlichsten Eigenschaften eines SAW-Bausteines. Diese Verzögerung ist frequenzabhängig. In seiner einfachsten Form kann das SAW-Bauelement dafür genutzt werden, eine feste Verzögerung in einem kleinen Bauteil zu erzeugen. Diese Verzögerung lässt sich beispielsweise nutzen, um ein Radarsystem zu kalibrieren. Wenn die Frequenzabhängigkeit des SAW-Bausteins mittels gezielter Designmaßnahmen erhöht wird, kann das Bauteil zur Spektrumanalyse verwendet werden, indem es die verschiedenen Frequenzen zeitlich nacheinander ausgibt und das Sinal damit in einer Weise zerlegt, wie ein Prisma weißes Licht. Jede Frequenz erreicht den Empfänger somit zu einem anderen Zeitpunkt sodass dessen Spektrum in Echtzeit analysiert werden kann.

SAW-Komponenten wandeln Eingangssignale in Echtzeit

In ähnlicher Weise lässt sich ein SAW-Baustein einsetzen, um Eingangssignale in Echtzeit zu wandeln. Die SAW-Wandler-Technologie kann als hardwarebasierender Decoder verwendet werden, der unmittelbar ein empfangenes Signal erkennen kann. Auf diese Weise kann die SAW-Technologie in IFF (Identification Friend or Foe; Freund-/Feind-Erkennung) oder in hochkomplexen Radarsystemen, z.B. zur Raketensteuerung, eingesetzt werden.

SAW-Technologie für komplett passive RFID-Tags

SAW-RFID-Tags haben den Vorteil, dass sie komplett passiv sind und keine Energieversorgung benötigen. Sie können mit nur wenigen hochfrequent übertragenen mW an Leistung ausgelesen werden und sind EMV-resistent sowie unempfindlich gegenüber Gammastrahlen, wie sie etwa zur Sterilisation in der Medizin und Nahrungsmittelindustrie eingesetzt werden und je nach System sind Reichweiten von 3 bis 20 m möglich. SAW-RFID-Tags können für einen Temperaturbereich von bis zu –100 bis 200 °C ausgelegt werden und lassen sich kompatibel nach EPC-64 und EPC-96 RFID gestalten.

* Jürgen Tischhauser ist Business Development Manager Induktivitäten & Timing Devices bei Rutronik Elektronische Bauelemente GmbH in Ispringen.

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