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DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik in DIN und VDE

Einführungsbeitrag

Die vorliegende Norm beschreibt das Verfahren zur Messung nichtlinearer Signale, die in Oberflächenwellen-(OFW-) und Volumenwellen-(BAW-)Bauelementen für Hochfrequenzanwendungen, wie zum Beispiel Filtern und Duplexern, erzeugt werden, welche in der Telekommunikation, in Messgeräten, in Radarsystemen und in Konsumprodukten eingesetzt werden. Sie umfasst grundlegende Eigenschaften der Nichtlinearität sowie Leitlinien zum Aufbau des Messsystems und zur Festlegung des Messverfahrens für nichtlineare Signale, die in OFW-/BAW-Bauelementen erzeugt werden. Die vorliegende Norm hat nicht das Ziel, die Theorie zu erklären oder zu versuchen, alle Möglichkeiten zu behandeln, die sich unter praktischen Umständen ergeben können. Diese Norm soll die Aufmerksamkeit auf einige grundlegende Fragen lenken, die der/die Anwender(in) in Betracht ziehen muss, bevor er/sie ein HF-OFW/BAW-Bauelement für eine neue Anwendung bestellt. Eine derartige Vorgehensweise soll den/die Anwender(in) vor einem unbefriedigenden Ergebnis bewahren. Oberflächenwellen-(OFW-) und Volumenwellen-(BAW-)Bauelemente für Hochfrequenzanwendungen, wie zum Beispiel Filter und Duplexer, werden heute auf breiter Basis in vielfältigen Kommunikationssystemen eingesetzt. Aufgrund ihrer kleinen physikalischen Baugröße entstehen infolge der Energiekonzentration selbst bei relativ geringer anliegender elektrischer Leistung nichtlineare Signale, die die Datenübertragung störend beeinflussen können. HF-OFW-/BAW-Bauelemente zeichnen sich durch eine kleine Baugröße, ein geringes Gewicht, den Wegfall von Impedanz- und/oder Frequenzabgleich, hohe Stabilität und hohe Zuverlässigkeit aus. Zurzeit kommen HF-OFW-/BAW-Bauelemente mit niedriger Einfügungsdämpfung für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle im Hochfrequenzbereich zum Einsatz. Für diese Anwendungen wird in besonderem Maße gefordert, dass die Übertragung und Erzeugung unerwünschter Signale unterdrückt werden. Da die Nichtlinearität von HF-OFW-/BAW-Bauelementen derartige Signale erzeugt, ist ihre endgültige Unterdrückung stets von entscheidender Bedeutung. Zugleich ist aus Sicht der Industrie ein anerkanntes Messverfahren für nichtlineare Signale erforderlich. In passiven Filtern, wie HF-OFW-/BAW-Filtern, wird die Frequenzselektivität durch Impedanzanpassung/-fehlanpassung mit Peripherieschaltungen realisiert. Die Impedanz der Peripherieschaltungen muss daher den Festlegungen für zuverlässige und reproduzierbare Filtereigenschaften entsprechen. Dies gilt auch für nichtlineare Eigenschaften. Es sollte beachtet werden, dass die Nichtlinearität gerader Ordnung, die in allgemeinen passiven Bauelementen der Elektronik nicht üblich ist, in HF-OFW-/BAW-Bauelementen, bei denen piezoelektrische Werkstoffe zur elektrischen Anregung und Erkennung von Oberflächenwellen/akustischen Volumenwellen eingesetzt werden, auftreten kann. Dies liegt daran, dass für das Vorhandensein von Piezoelektrizität eine kristallografische Asymmetrie erforderlich ist. Daher sollten spezielle Verfahren zur Messung des nichtlinearen Verhaltens von HF-OFW-/BAW-Bauelementen festgelegt werden. Diese Norm entspricht dem allgemein von Anwendern und Herstellern geäußerten Wunsch nach einem Leitfaden mit allgemeinen Angaben zu Prüfbedingungen für HF-OFW-/BAW-Filter, der es ermöglicht, die Vorteile dieser Filter auf die bestmögliche Weise zu nutzen. Aus diesem Grund werden in dieser Norm allgemeine und grundlegende Eigenschaften erläutert. Zuständig ist das DKE/K 642 "Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

DKE/K 642 - Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion