Einführungsbeitrag

Dieser Teil von IEC 60862 enthält praktische Hinweise für die Anwendung von OFW-Filtern in der Telekommunikation, in Messgeräten, in Radar-Systemen und in Konsumprodukten. OFW-Filter werden heute auf breiter Basis in einer Vielfalt von Anwendungen, zum Beispiel in Fernseh-ZF-Stufen, Satelliten-Übertragungssystemen, Lichtwellenleiter-Übertragungssystemen, im Mobilfunk und so weiter eingesetzt. Obwohl diese Filter unterschiedlichen Anforderungen genügen, können sie zum größten Teil in wenige grundlegende Klassen eingeteilt werden. Der Anwendungsbereich dieses Teils der IEC 60862 umfasst eine große Anzahl verschiedener Filteranordnungen mit einem Arbeitsfrequenzbereich von etwa 10 MHz bis 3 GHz und einer relativen Bandbreite zwischen 0,02 % und 50 % der Mittenfrequenz. Dieser Leitfaden soll die Aufmerksamkeit auf einige grundlegende Fragen lenken, die der Anwender berücksichtigen sollte, bevor er ein OFW-Filter für eine neue Anwendung bestellt. Es ist nicht das Ziel dieses Leitfadens, die Theorie zu erklären oder zu versuchen, alle Möglichkeiten zu behandeln, die sich in praktischen Fällen ergeben können. Normwerte, wie die in IEC 60862 angegebenen, sowie nationale Normen oder von Herstellern herausgegebene Bauartspezifikationen geben die verfügbaren Kombinationen von Nennfrequenz, Durchlassbandbreite, Welligkeit, Formfaktor, Abschlussimpedanz und so weiter an. Diese Angaben wurden zusammengestellt und umfassen einen weiten Bereich von OFW-Filtern mit genormten Eigenschaften. Es kann nicht genügend betont werden, dass der Anwender, sofern möglich, OFW-Filter mit genormten Eigenschaften auswählen sollte, auch wenn die Verwendung von Standardfiltern geringfügige Änderungen seiner Schaltung nach sich ziehen kann. Dies gilt insbesondere für die Auswahl der Nennfrequenz. Diese Norm entspricht dem allgemein von Anwendern und Herstellern geäußerten Wunsch nach einem Leitfaden für die Anwendung von OFW-Filtern, der es ermöglicht, die Vorteile dieser Filter auf die bestmögliche Weise zu nutzen. Aus diesem Grund werden in diesem Leitfaden allgemeine und grundlegende Eigenschaften erläutert. Bezüglich allgemeiner Angaben, Normwerte und Prüfbedingungen sollte auf IEC 60862-1 verwiesen werden. Die OFW-Filter zeichnen sich durch kleines Volumen, geringes Gewicht, Abgleichfreiheit, hohe Stabilität und hohe Zuverlässigkeit aus. OFW-Filter bieten gegenüber Quarzfiltern und Keramikfiltern neue Eigenschaften und neue Anwendungsmöglichkeiten. Ursprünglich verstand man unter dem Begriff OFW-Filter Transversalfilter mit zwei Interdigitalwandlern (IDT). Obwohl OFW-Transversalfilter eine relativ hohe Grunddämpfung aufweisen, stellen sie sehr brauchbare Bauelemente mit ausgezeichneten Amplituden- und Phasenkennwerten dar. Es liegen viele Studien zur Reduzierung der Grunddämpfung vor, zum Beispiel zur Resonatorfilter-Anordnung, zu unidirektionalen Interdigitalwandlern (UDT) und zu Interdigitalwandlern vom Gruppentyp (IIDT-Wandler). Zurzeit sind zahlreiche Arten von OFW-Filtern mit niedriger Grunddämpfung für die unterschiedlichsten Anwendungsfälle bis zum GHz-Bereich verfügbar. Der Anwender ist in erster Linie daran interessiert, dass die Filtereigenschaften bestimmten Anforderungen genügen. Die Auswahl von Anpassungsnetzwerken und OFW-Filtern, die diese Anforderungen erfüllen, sollte zwischen Anwender und Hersteller vereinbart werden. Filtereigenschaften werden gewöhnlich durch die Einfügungsdämpfung und die Gruppenlaufzeit als Funktion der Frequenz beschrieben. Ein genormtes Verfahren zur Messung der Einfügungsdämpfung und der Gruppenlaufzeit wird in IEC 60862-1 beschrieben. In einigen Anwendungen sind auch andere Eigenschaften, wie zum Beispiel die Phasenverzerrung, von Bedeutung. Die Kennwerte für den Verlauf der Einfügungsdämpfung werden durch die Angabe der Nennfrequenz, der kleinsten oder der höchsten Einfügungsdämpfung, der Durchlassbereich-Welligkeit sowie des Formfaktors näher festgelegt. Die Spezifikation ist zwischen der niedrigsten und der höchsten Temperatur des festgelegten Betriebstemperaturbereiches sowie vor und nach Umweltprüfungen einzuhalten. OFW-Filter werden grob in zwei Gruppen eingeteilt, und zwar in Transversalfilter und Resonatorfilter. Bei den Transversalfiltern unterscheidet man fünf weitere Gruppen, und zwar bidirektionale IDT-Filter, unidirektionale IDT-Filter, konische IDT-Filter, Reflektorfilter und RSPUDT-Filter (resonante unidirektionale Einphasenwandler-Filter). Bei den Resonatorfiltern werden drei Gruppen unterschieden, und zwar Ketten- und Brückenfilter, gekoppelte Resonatorfilter und IIDT-Resonatorfilter. Zuständig ist das K 642 "Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.

Änderungsvermerk

Gegenüber DIN EN 60862-2:2003-06 wurden folgende Änderungen vorgenommen: a) Abschnitt 3 "Begriffe" wurde gestrichen und ist in die nächste Ausgabe von DIN EN 60862-1 aufzunehmen. b) Im Abschnitt über OFW-Transversalfilter wurden gefächerte IDT-Filter und RSPUDT-Filter ergänzt. Als Varianten der SPUDT wurden auch DART, DWSF und EWC ergänzt. c) Der Abschnitt über gekoppelte Resonatorfilter wurde um die Brückenschaltung ergänzt. d) Neuere Substratwerkstoffe werden beschrieben. e) Ergänzt wurde ein Abschnitt über die Verpackung von SAW-Filtern.

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Zuständiges nationales Arbeitsgremium

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