E DIN EN 62761:2012-03

Leitfaden zum Messverfahren für die Nichtlinearität von Oberflächenwellen-

(OFW-) und Volumenwellen-(BAW-)Bauelementen für Hochfrequenzanwendungen (IEC 49/987/CD:2011)

Der vorliegende Entwurf beschreibt das Verfahren zur Messung nichtlinearer Signale, die in Oberflächenwellen-(OFW-) und Volumenwellen-(BAW-)Filtern für Hochfrequenzanwendungen erzeugt werden, welche in der Telekommuni¬kation, in Messgeräten, in Radarsystemen und in Konsumprodukten eingesetzt werden.
Grundlegende Eigenschaften der Nichtlinearität werden erläutert, sowie Leitlinien zum Aufbau des Mess¬systems und zur Festlegung des Messverfahren für nichtlineare Signale, die in OFW-/BAW-Bauelementen erzeugt werden. Dabei ist es nicht 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-BAW-Filter für eine neue Anwendung bestellt. Eine derartige Vorgehensweise soll den/die Anwender(in) vor einem unbefriedigenden Ergebnis bewahren.
Dieser Entwurf 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 diesem Leitfaden allgemeine und grundlegende Eigenschaften erläutert.
Nach einem einführenden Kapitel der verwendeten Termini werden die grundlegenden Eigenschaften nichtlinearer Systeme erläutert. Im Kapitel Messung der Nichtlinearität werden Messeinrichtungen, Messspezifikationen, Messverfahren und der Messbericht eingehend beschrieben.
OFW-/BAW-Bauelemente 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-Filter zeichnen sich durch eine kleine Baugröße, ein geringes Gewicht, Abgleichfreiheit, hohe Stabilität und hohe Zuverlässigkeit aus. Zurzeit kommen HF-OFW-/BAW-Filter mit niedriger Einfügungs¬dämpfung 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-Filtern derartige Signale erzeugt, ist ihre vollständige 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 entsprechend den Festlegungen für zuverlässige und reproduzierbare Filtereigenschaften eingestellt werden. 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-Filtern, bei denen piezoelektrische Werkstoffe zur elektrischen Anregung und zum Nachweis von Oberflächenwellen/ akustischen Volumenwellen eingesetzt werden, auftreten kann. Dies liegt daran, dass für das Vorhandensein von Piezoelektrizität eine kristallografische Asymmetrie erforderlich ist. Daher müssen spezielle Verfahren zur Messung des nichtlinearen Verhaltens von HF-OFW-/BAW-Filtern festgelegt werden.
Zuständig ist das K 642 "Piezoelektrische Bauteile zur Frequenzstabilisierung und -selektion" der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE.