BAW-Resonatortechnologie

Abbildung 1-1 zeigt die Struktur der BAW-Resonatortechnologie. Die Struktur besteht aus einer dünnen Schicht piezoelektrischer Folie, die zwischen Metallfolien und anderen Schichten liegt, die die mechanische Energie limitieren. Das BAW nutzt diese piezoelektrische Transduktion, um Vibrationen zu erzeugen.

Abbildung 1 Grundlegender Aufbau eines BAW-Resonators (Bulk Acoustic Wave)

BAW-Oszillator in der Stromnetzinfrastruktur

Der BAW-Oszillator kann als Drop-in-Ersatz in Netzinfrastrukturdesigns eingesetzt werden.

Abbildung 1-2 und Abbildung 1-3 zeigen die grundlegenden Blockschaltbilder eines Smart Meters und einer AC-Ladestation (Ladesäule), in die der BAW-Oszillator eingebaut ist. Dank seiner Flexibilität in Bezug auf Frequenzformat und Spannungspegel, kann er im gesamten System für alternative Taktanforderungen verwendet werden.

Abbildung 2 Smart Meter Blockschaltbild mit BAW-Oszillator

Abbildung 3 Blockschaltbild einer AC-Ladestation (Ladesäule) mit BAW-Oszillator

Vorteile des BAW-Oszillators

Einer der wichtigsten Vorteile des BAW-Oszillators im Vergleich zu MEMS- und Quarzoszillatoren ist seine außergewöhnliche Jitter-Leistung. Abbildung 1-4 Zeigt die Jitter-Leistung des LMK6C (LVCMOS) BAW-Oszillators für einen 25-MHz-Ausgangstakt.

Abbildung 4 BAW-Oszillator mit 25 MHz Phasenrauschleistung

Die BAW-Oszillator-Familie von TI unterstützt Versorgungsspannungen von 1,8 V, 2,5 V und 3,3 V und ist in DLE-Gehäusen (3,2 mm × 2,5 mm) und DLF-Gehäusen (2,5 mm × 2 mm) erhältlich, die bei kompakten Platinendesigns Platz sparen. Abbildung 1-5 Zeigt die beiden BAW-Oszillator-Layouts auf der linken Seite im Vergleich zu einem typischen Quarz-Layout und einem Quarz mit BAW-Oszillator-Kombination.

Abbildung 5 Vergleich der Platinenfläche von BAW-Oszillator und Quarz

Der BAW Oszillator bietet eine hohe Zuverlässigkeit hinsichtlich Temperaturstabilität und Vibrationsfestigkeit. Abbildung 1-6 vergleicht seine Leistung mit Quarz über einen Temperaturbereich von –40 bis 105 Grad Celsius. Bei Übertemperatur hat der BAW-Oszillator eine Frequenzgenauigkeit von ± 10 ppm.

Abbildung 6 Temperaturstabilitätsvergleich von BAW-Oszillator und Quarzoszillator

Abbildung 1-7 zeigt die Vibrationsempfindlichkeit des BAW-Oszillators. Der BAW-Oszillator verfügt über eine typische Vibrationsempfindlichkeit von 1 ppb/g, was deutlich besser ist als die 5-10 ppb/g-Empfindlichkeit von Quarzoszillatorlösungen.

Abbildung 7 Vergleich der Vibrationsempfindlichkeit von BAW-Oszillator und Quarz