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2-2012

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HF-Praxis 2/2012

Bauelemente Hochpräzise

Bauelemente Hochpräzise OCXO-Zeitgeber SiTime Corporation stellte seine neuste, auf den OCXO- und TCXO-Markt zielende Stratum- 3-konformen Silizium-MEMS- Zeitgeberfamilie SiT530x vor. Die Produkte SiT5301 und SiT5302 sind für Telekommunikations- und Netzwerktechnik-Infrastruktur wie SONET, synchrone ethernetbasierte Coreund Edge-Router, RF-Basisstationen, IP Timing und Smart- Grid-Anwendungen ausgelegt. Die SiT530x-Familie kombiniert erstmalig Stratum-3-Frequenzstabilität mit geringer Baugröße, niedrigen Versorgungsspannungen und vielen programmierbaren Funktionen, die eine schnelle kundenspezifische Optimierung und Anpassung ermöglichen und Kunden zusätzliche Differenzierungsmöglichkeiten für ihre Produkte bieten. SiTimes Technologie, bestehend aus integrierten Silizium- MEMS- und Analog-ICs, ermöglicht neue, hochgenaue und innovative Lösungen. Die Quarzindustrie hat Jahrzehnte benötigt, um diese Präzision zu erreichen; die Produkte von SiTime haben die selbe Performanz in nur fünf Jahren erreicht. Die weltweit kleinsten 100ppb- Oszillatoren verbrauchen nur ein Zehntel der Leistung von OCXOs. Mit Produkten wie den neuen Stratum-3-Oszillatoren und differentiellen Oszillatoren und VCXOs beschleunigt SiTime die Umstellung der Elektronikindustrie auf Silizium-MEMSbasierte Timing-Produkte. Mit einer bemerkenswerten Kombination aus Performance, niedrigeren Kosten und „Eeaseof-Use“ konnten schon mehr als 500 Kunden zum Umstieg bewegt werden. Denn dass ein MEMS-Produkt nun OCXOs und TCXOs ersetzen kann, ist ein Meilenstein. Die SiT530x-Familie besteht aus zwei Produkten: Der SiT5301 deckt den Frequenzbereich von 1 bis 60 MHz und der SiT5302 den Bereich von 60 bis 220 MHz ab. Die Bausteine erfüllen oder übertreffen die Telcordia-GR- 1244-Stratum-3-Frequenzstabilitätsspezifikationen für Timing- Anwendungen mit höchsten Genauigkeitsanforderungen. Das bedeutet konkret: • 0,1ppm Frequenzstabilität im kommerziellen Temperaturbereich (0 bis 70 °C) • 4,6ppm Frequenzstabilität über 20 Jahre In der 2520-kompatiblen Gehäuseform steckt die industrieweit kleinste 100ppb-Lösung, 60% kleiner als andere Stratum-3- TCXOs und zehnmal kleiner als ein OCXO. Die Produkte sind auch in den Gehäuseformen 3225, 5032 und 7050 erhältlich. Die Frequenz wird mit sechs Dezimalstellen Genauigkeit erreicht, was dem Systemdesigner die Freiheit von kundenspezifischen Frequenzen erlaubt und Systeme mit höherer Leistung und Zuverlässigkeit ermöglicht. Im Gegensatz zu quarzbasierenden Produkten haben die SiT530x-Oszillatoren keine Activity Dips, was eine stabilere Frequenzgeber- und eine bessere Systemperformance über den gesamten Betriebstemperaturbereich zur Folge hat. Betriebsspannungen von 2,5 bis 3,3 V unterstützen alle Telekommunikations- und Netzwerk- SoCs, ASICs sowie FPGAs und eliminieren Pegelwandlungen. Ein typischer Phasen-Jitter von 500 fs RMS (12 kHz bis 20 MHz) erfüllt die strengen Anforderungen von Telekommunikations- und Netzwerk- Anwendungen. Die SoftEdge-konfigurierbare Rise/Fall-Time verbessert die Wellenwiderstandsanpassung von Signalleitungen und reduziert EMI. Es besteht ein erweiterter, spannungskontrollierter Ziehbereich von bis zu ±12,5 ppm für In- System-Kalibrierung und Feintuning während der Betriebsdauer. Mit 500 Mio. h MTBF, 50.000 g Schock und 70 g Vibrationsfestigkeit sind die Bausteine zehnmal besser als der Quarz. Der Produktionsstart ist in der ersten Jahreshälfte 2012 geplant. ■ SiTime Corp. www.sitime.com ■ CompoTEK GmbH sitime@compotek.de • 0,37ppm 24-h-Hold-Over- Stabilität 42 hf-praxis 2/2012

Applikation LNA-Module mit Vorfiltern verbessern die Receiver- Empfindlichkeit bei gleichzeitigem GPS-Betrieb die Empfindlichkeit des GPS- Empfängers bei schwach ankommenden GPS-Signalen erhält, während ein starkes Störsignal von der Sprach- oder Datenübertragung auftritt. Dies erfordert ein GPS-Empfänger Front-End mit sehr guter Blockierung eines starken Interferenz-Signals, bei gleichzeitig hoher Rauschzahl und hoher Verstärkung des schwachen GPS-Signals. Bild 1. Vereinfachtes Blockschaltbild eines GPS- Empfänger(Rx) Front-Ends Mit jeder neuen Generation wurden Mobiltelefone immer komplexer und beinhalten viele Sende/Empfangsfunktionen wie WiFi, Bluetooth und GPS. Je mehr Funksignale gleichzeitig aktiv sind, desto bessere Filtertechnologien müssen eingesetzt werden, um Interferenzen im Mobiltelefon zu vermeiden. Dies gilt ganz besonders für die GPS-Funktion. Beim sogenannten “Simultaneous Global Positioning System” (S-GPS) kommen gleichzeitig GPS-Signale und Sprach- oder Datensignale innerhalb des Mobiltelefons vor. Die Signale der Sprach- oder Datenübertragung können über den GPS-Empfängerpfad eingekoppelt werden und so die Receiver-Empfindlichkeit durch die Überlastung des rauscharmen Verstärkers oder des Back- Ends beeinflussen. Dies ist für Mobiltelefon-Entwickler eine schwierige Aufgabe, denn sie müssen untersuchen, wie man Integration eines FBAR- Filters mit niedriger Einfügungsdämpfung und hohem Sperrpotential in einem rauscharmen Verstärker Ein Vorfilter kann für die Blockierung starker Störsignale im GPS-Empfängerpfad eingesetzt werden. Entsprechend der Friis- Gleichung bestimmt die Rauschzahl oder Einfügungsdämpfung der ersten Stufe die Rauschzahl der Empfängerkette, vorausgesetzt, die folgenden Stufen liefern eine passable Verstärkung. Darum müssen Entwickler zur Erreichung der im vorigen Absatz beschriebenen Ziele ein Filter mit geringer Einfügungsdämpfung und hoher Out-of- Band-Sperre integrieren, sowie einen Verstärker mit niedrigem GPS LNA Modul Einheit ALM-1912 ALM-2712 ALM-1412 Über die Autorin Chew Ean Tan ist Applikations-Ingenieurin in der Avago Technologies Wireless Semiconductor Division in Penang, Malaysia. Chew Ean hat einen Bachelor (HOns) in Electrical und Electronic Enigneering von der University of Technologies, Malaysia. Rauschzahl dB 1,6 1,25 0,8 Verstärkung dB 19,3 14,2 13,5 IIP3 dBm +1,5 +5 +7 Eingang P1dB dBm -8 +2 +2,7 Eingang P1dB dBm +39 +21 -6 (Zellulares Frequenzband) Eingang P1dB dBm +44 +37 -6 (PCS Frequenzband) Eingang P1dB (WiFi Frequenzband) dBm +43 +35 - Tabelle 1: HF-Leistung und vereinfachtes Blockschaltbild der GPS-Module von Avago mit unterschiedlichen Filter-Verstärker-Kombinationen hf-praxis 2/2012 43

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