Beschreibung
Chip-Bauelement mit Resonatoren und Verwendung dafür
Übertragungssysteme geringer Ausgangsleistung und Reichweite arbeiten weltweit auf verschiedenen Frequenzbändern. In Europa ist dieses das ISM Band (Industrial Science Medical) um 433.92MHz und das relativ neue Short Range Device (SRD) Band zwischen 869MHz und 870MHz. In den USA hingegen wird vielfach das ISM Band und das recht breite Band um 915MHz verwendet. Weitere Bänder gibt es U.A. um 315MHz und um 390MHz. Viele Anwendungen z.B. aus Telemetrie , Keyless Entry können in den dortigen Bändern lizenzfrei betrieben werden. Die zugrunde liegenden Übertragungssysteme unterliegen nur der allgemeinen Typenzulassung, die spezielle Parameter wie Ausgangsleistung, Duty Cycle, maximale Störaussendung und andere Parameter reglementiert.
Die oben genannten ÜbertragungsSystem basieren vielfach auf technisch einfachen, kostengünstigen Lösungen. Mit zunehmender Nutzung solcher freier Frequenzbänder treten nicht zuletzt deshalb immer mehr Störungsquellen auf, die eine sichere Datenübertragung bzw. einen störungsfreien Betrieb entsprechender Bauelemente und Geräte behindern. Durch intensive Nutzung des Bandes können In-Band-Störungen durch andere Nutzer auftreten. Durch benachbarte Frequenzbänder anderer Systeme, beispielsweise TETRA (Trunk Radio System) , das bei 430 MHz arbeitet, können out-of-band-Störungen auf treten, die auch Systeme im ISM Band negativ beeinflussen können
Einfache Funksysteme wie z.B. Short Range Device Systeme arbeiten meistens auf einer Frequenz, die einfach und kostengünstig mit einem SAW Resonator oder einer einfachen PLL mit binären Teilern zu generieren ist . Die hierbei verwendeten Frequenzen liegen vielfach in der Mitte des Übertragungsbandes. Hierdurch resultiert eine hohe In-Band Störanfälligkeit.
Systeme hingegen die auf mehreren Frequenzen arbeiten sind weniger anfällig. Einen Kanalbetrieb bei SRD Systemen zu realisieren bedarf aber einer aufwendigeren Frequenzsynthese auf Basis eines PLL Synthesizers oder einen Einsatz von mehreren verschiedenen SA Bauelementen.
Bei ÜbertragungsSystemen die in verschiedenen, weit auseinander liegenden ÜJoertragungsbändern arbeiten (Multiband Systeme) ist die Frequenzerzeugung mit einem VCO und einer PLL vielfach nicht möglich, da die Frequenzen zu weit auseinander liegen. Hierbei sind verschiedene VCOs und ggf. auch zusätzliche PLLs nötig.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, Bauelemente mit Resonatoren zur Stabilisierung von Oszillatorschaltungen anzugeben, die für zumindest zwei Resonanzfrequenzen ausgelegt sind und die einfach herzustellen sind.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einem Chipbauelement mit den Merkmalen von Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sowie bevorzugte Verwendung des Chipbauelements ergeben sich aus weiteren Ansprüchen.
Die Erfindung gibt ein Chipbauelement an, welches ein piezoelektrisches Substrat umfasst . In oder auf dem Substrat sind zumindest zwei mit akustischen Wellen arbeitende Resonatoren realisiert. Diese sind auf dem gleichen Substrat und in gleicher Technik ausgebildet, aber für verschiedene Resonanzfrequenzen ausgelegt .
Die Resonatoren können als Volumenwellenbauelemente besser BAW-Resonatoren (Bulk Acoustic Wave) ausgebildet sein. Dazu ist das piezoelektrische Substrat auf zwei einander gegenü-
berliegenden Hauptoberflächen mit Elektrodenschichten versehen, wobei ein Resonator gebildet wird, dessen Resonanzfrequenz von der Dicke des piezoelektrischen Substrats bestimmt ist .
Die Resonatoren können auch mit oberflächennahen akustischen Wellen arbeiten und z.B. als SAW-Resonatoren ausgebildet sein. Dazu weisen sie auf einer Oberfläche zumindest einen Interdigitalwandler auf, der aus zwei kammfδrmigen ineinandergeschobenen Teilelektroden besteht . In Ausbreitungsrichtung der akustischen Welle kann ein solcher Resonator beiderseits durch akustische Reflexionsstrukturen begrenzt sein.
Die Resonatoren werden auf einem gemeinsamen Substrat mit gleicher Technik und in einem Herstellschritt erzeugt und weisen daher einen gleichbleibenden Frequenzabstand zueinander auf, da keine Toleranzen im Herstellungsprozess oder beim Substratschnitt oder der sonstigen Substratbeschaffenheit auftreten können, die die Resonanzfrequenz unterschiedlich beeinflussen könnten. Alle Resonatoren besitzen daher auch den gleichen Temperaturgang, so dass die Temperaturabhängigkeit der Resonanzfrequenz auf beide Resonatoren gleichermaßen auswirkt und der ursprüngliche Frequenzabstand der Resonanzfrequenzen der erhalten bleibt.
Es ist aber auch möglich, einige der Herstellungsschritte für die beiden Resonatoren getrennt durchzuführen, um bestimmte Parameter relativ zur jeweiligen Resonanzfrequenz des Resonators zu optimieren. So ist z.B. für die Metallisierung der Resonatoren eine Bedampfung in unterschiedlichen Schichtdicken möglic .
Das erfindungsgemäße Chipbauelement ist insbesondere zur Verwendung in Oszillatorschaltungen geeignet, mit denen die Sendefrequenz von bei unterschiedlichen Frequenzen sendenden Geräten stabilisiert werden kann. Die Resonanzfrequenzen der zumindest zwei Resonatoren können alle innerhalb eines einzigen Bandes (Sendebandes) liegen, wobei der Frequenzabstand dann maximal der Bandbreite des Sendebands entspricht . Möglich ist es jedoch auch, dass die Resonanzfrequenzen weit voneinander getrennt sind und so in unterschiedlichen Sendebändern eines oder unterschiedlicher Kommunikationssysteme angeordnet sind. Mit einem solchen Chipbauelement können Oszillatorschaltungen für die Sendeeinheiten von Dual- und Mul- tibandendgeräten der mobilen Kommunikation in einem Bauelement verwirklicht werden. Die erfindungsgemäßen Chipbauelemente können auch zur Erzeugung der Lokaloszillator-Frequenz (LO) in Empfängersystemen verwendet werden.
Erfindungsgemäße Chipbauelemente können auch für Anwendungen im ISM-Band oder anderen ähnlichen schmalbandigen Anwendungen eingesetzt werden. Dabei wird der maximale Frequenzabstand Δf der Resonanzfrequenzen auf einen Wert eingestellt, der kleiner ist als die Bandbreite B des jeweiligen Bandes. Damit gelingt es, zwei oder mehr Sendekanäle für das ISM-Band zu schaffen, mit dem eine bessere Ausnutzung der Bandbreite erzielt werden kann. Je nach Auslastung des Bandes kann dabei die Sendefrequenz mit Hilfe eines der Resonatoren auf den gewünschten Kanal eingestellt werden, vorzugsweise auf einen Kanal, der durch weniger Störungen belastet ist. Im Gegensatz zu Endgeräten, die nur auf einer Frequenz innerhalb des Bandes, vorzugsweise auf der Mittenfrequenz des Bandes senden und die übrigen Bandbereiche ungenutzt lassen, wird damit eine störungsfreiere Übertragung der Daten gewährleistet. Zudem ist eine mehrmalige redundante Übertragung des Datentele-
gramms auf verschiedenen Frequenzen möglich. In einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird der maximale Frequenzabstand Δf auf einen Wert eingestellt, der ungefähr der halben Bandbreite des Bandes, beispielsweise des ISM-Bandes, entspricht. Da das ISM-Band in Europa eine Breite von 1,74 MHz besitzt, beträgt ein vorteilhafter Frequenzabstand Δf bei zwei Kanälen dann ungefähr 0,827MHz. Dies stellt einen guten Kompro- miss zwischen Eingangsfilterbandbreite, Systemselektion und Aufwand in der Systemrealisierung dar.
Vorzugsweise sind die Resonatoren in SAW-Technik gefertigt und als akustische Eintor- oder Zweitorresonatoren ausgebildet. Bei einem akustischen Eintorresonator ist ein elektro- akustischer Wandler (Interdigitalwandler) in der akustischen Spur beiderseits von je einem Reflektor benachbart. An die beiden Teilelektroden des Wandlers wird das Signal angelegt, entweder als symmetrisches Signal mit vorteilhaft 180° Phasenunterschied an beiden Teilelektroden des Interdigitalwand- lers oder als unsymmetrisches Signal an nur eine Teilelektrode, wobei die andere Teilelektrode mit Masse verbunden wird.
Ein SAW-Zweitorresonator umfasst zumindest zwei Interdigitalwandler, die die beiden elektrischen Tore des Resonators bilden. Auch ein Zweitorresonator kann in der akustischen Spur beiderseits von je einem Reflektor begrenzt sein.
Ein bevorzugtes Substrat für ein erfindungsgemäßes Chipbauelement ist Quarz. Möglich ist es jedoch auch, andere kristalline piezoelektrische Substrate zu verwenden, insbesondere aus Lithiumniobat und. Lithiumtantalat . Im Prinzip ist jedoch jedes piezoelektrische Material geeignet, unabhängig davon, ob es in einem Dünnschichterzeugungsverfahren aufgebracht ist oder ob es aus einem Einkristall herausgesägt ist.
Erfindungsgemäß kann vorgesehen sein, die zwei oder mehr Resonatoren parallel zu schalten und Schaltmitteln zur wählweisen Umschaltung zwischen den Resonatoren vorzusehen. Vorzugsweise ist das piezoelektrische Substrat zusammen mit den Schaltmitteln auf einer gemeinsamen Schaltungsplatine angeordnet. Die Schaltmittel können dann beispielsweise als pin- Dioden ausgebildet sein und beispielsweise als konkretes Bauelement an der Schaltungsplatine aufgelötet sein, ebenso wie das piezoelektrische Substrat, welches dazu zumindest zwei lötbare Anschlussflächen aufweist. Möglich ist es jedoch auch, piezoelektrisches Substrat und gegebenenfalls auch weitere aktive oder passive Bauelemente auf der Schaltungsplatine aufzukleben und in Drahtbondtechnik elektrisch mit der Schaltungsplatine zu kontaktieren.
Zudem ist es auch möglich jeden Resonator mit einem eigenen Oszillator zu verbinden, um den Oszillator optimal an die jeweilige Resonanzfrequenz des Resonators anzupassen. Die Oszillatoren mit den zugehörigen Resonatoren werden wechselseitig betrieben, können aber auch gleichzeitig betrieben werden. D.h. es liegt keine Begrenzung auf nur einen Oszillator vor.
Bei einem als frequenzbestimmendes Teil einer Oszillatorschaltung ausgebildeten Chip-Bauelement, bei dem jeder Resonator mit einem eigenen Oszillator verbunden ist, kann die Umschaltung mit einem Schaltmittel entfallen. Die Oszillatoren werden vorzugsweise wechselseitig aktiviert, können aber auch zeitgleich aktiv sein.
In Abhängigkeit von der Art des Resonators kann das erfindungsgemäße Chipbauelement unterschiedliche Oszillatorschaltungen aufweisen. Eintorresonatoren, die insbesondere unsym-
metrisch (Single Ended) angeschlossen werden können, werden vorzugsweise in Oszillatorschaltungen vom Colpitts-Typ eingebaut. Erfindungsgemäße Resonatoren, die als Zweitorresonatoren in SAW-Technik ausgebildet sind, werden vorzugsweise in Oszillatorschaltungen vom Pierce-Typ eingebaut. Doch sind prinzipiell auch anderen Typen von Oszillatorschaltungen möglich und geeignet.
Diese Oszillatorschaltungen können komplett auf der Schaltungsplatine verwirklicht werden, beispielsweise durch Auflöten entsprechender konkreter, passiver und aktiver Bauelemente. Möglich ist es jedoch auch, eine mehrlagige Schaltungsplatine zu verwenden, die zumindest zwei Metallisierungsebenen aufweist. Die Metallisierungsebenen können dabei strukturiert sein, so dass in der Metallisierungsebene passive Komponenten wie Widerstände, Kapazitäten und Induktivitäten realisiert sind. Dementsprechend kann ein erfindungsgemäßes Chipbauelement auch auf einer Schaltungsplatine realisiert sein, bei der die mit den Resonatoren verbundene Oszillatorschaltung zumindest teilweise in Form von in das Mehrlagensubstrat integrierten passiven Komponenten realisiert ist.
Im folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbei- spielen und der dazugehörigen Figuren näher erläutert .
Die Figuren dienen zum besseren Verständnis der Erfindung, sind daher teils schematisch und nicht maßstabsgetreu ausgeführt. Gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet .
Figur la zeigt ein erfindungsgemäßes Chipbauelement
Figur lb zeigt einen als Resonator einsetzbaren SAW-Eintor- resonator
Figur lc zeigt einen SAW-Zweitorrresonator
Figur 2 zeigt in schematischer Darstellung eine Oszillatorschaltung für zwei Resonatoren.
Figur 3 zeigt eine Oszillatorschaltung für einen Pierce- Oszillator
Figur 4 zeigt eine Oszillatorschaltung für einen Colpitts- Oszillator
Figur 5 zeigt das Chipbauelement auf einer Schaltungsplatine
Figur la zeigt ein erfindungsgemäßes Chipbauelement, bei dem auf einem Substrat SUB zwei Resonatoren RES1 und RES2 ausgebildet sind. Die vorzugsweise als SAW-Bauelemente ausgebildete Resonatoren RES1, RES2 sind insbesondere in zwei zueinander parallelen akustischen Spuren auf dem Substrat angeordnet. Obwohl nur zwei Resonatoren dargestellt sind, kann ein erfindungsgemäßes Chipbauelement weitere Resonatoren auf dem Substrat umfassen. Die Resonatoren sind zwar alle vom gleichen Typ, können aber auch in einer von SAW verschiedenen Technik ausgeführt sein.
Wegen der geringen Temperaturabhängigkeit ist Quarz als Substratmaterial bevorzugt. Möglich ist es jedoch auch, andere piezoelektrische Materialien für erfindungsgemäße Chipbauelemente mit SAW-Resonatoren einzusetzen, beispielsweise Li- thiumniobat und Lithiumtantalat .
Figur lb zeigt einen an sich bekannten SAW-Resonator, der beim erfindungsgemäßen Chipbauelement eingesetzt werden kann. Ein solcher Eintorresonator besteht ans einem Interdigitalwandler IDT, dessen kammfδrmige z.B. aus metallischen Streifen bestehenden Teilelektroden so ineinander geschoben sind, dass die auf einem gemeinsamen Raster angeordneten Elektrodenfinger alternierend mit einem der beiden Anschlüsse Tl, T2 verbunden sind. Die akustische Spur kann beiderseits von je einem Reflektor REF begrenzt sein. Als Reflektor dienen ebenfalls streifenförmige Metallisierungs Strukturen, die vorzugsweise auf dem gleichen Raster wie die Elektrodenfinger angeordnet sind. Möglich ist es, die Reflektorstrukturen kurzzuschließen und insbesondere zu erden.
Die Resonanzfrequenz eines solchen Eintorresonators bestimmt sich in erster Linie nach dem Abstand, der Elektrodenfinger, bzw. dem Raster oder Pitch, in dem die Elektrodenfinger angeordnet sind. In der Figur ist links die Metallisierungsstruktur eines Eintorresonators dargestellt, während auf der rechten Seite das üblicherweise im Schaltbild für einen Resonator verwendete Schaltungssymbol dargestellt ist.
Figur lc zeigt einen in SAW-Technik ausgebildeten Zweitorresonator, der gegenüber dem Eintorresonator einen weiteren Interdigitalwandler IDT2 aufweist, der unmittelbar neben dem ersten Interdigitalwandler IDT1 angeordnet ist . In der einfachsten Ausführung sind auch beim akustischen Zweitorresonator alle Elektrodenfinger und Reflektorstreifen auf dem gleichen Raster angeordnet, welche die Resonanzfrequenz bestimmt. Zwei der Anschlüsse, mit dem der Resonator mit einer Schaltungsumgebung verbunden wird, können mit Erde verbunden sein.
Eine bevorzugte Verwendung findet ein erfindungsgemäßes Chipbauelement als frequenzbestimmendes Bauteil in einer Oszillatorschaltung. Figur 2 zeigt eine allgemeine Darstellung einer solchen Oszillatorschaltung, in die ein erfindungsgemäßes Chipbauelement als frequenzbestimmende Komponente eingebaut ist. Die Oszillatorschaltung besteht aus einem Verstärker AMP, der in einer Rückkoppelschleife mit dem Resonator RES1 verbunden ist. Dazu wird hinter dem Ausgang des Verstärkers AMP an einer Verzweigung V ein Teil des Signals ausgekoppelt, durch den Resonator RES1 geleitet und weder mit dem Verstärkereingang verbunden. Mit Hilfe einer Phasenschieberschaltung PS, die in den Rückkoppelkreis vor oder nach dem Resonator eingebunden ist, wird gewährleistet, dass der Rückkoppelkreis über den Resonator phasengleich mit dem verstärkten Signal in den Verstärker eingekoppelt wird. Die Phasenschieberschaltung PS berücksichtigt dabei den Phasengang innerhalb des Resonators und innerhalb des Verstärkers .
Vom erfindungsgemäßen Chipbauelement ist jeweils nur einer der Resonatoren RES1/RES2 mit der Oszillatorschaltung verbunden. Über ein oder mehrere Schaltmittel Sl, S2 kann jedoch auch der zweite oder ein weiterer Resonator RES2 mit dem Oszillatorschaltkreis verbunden werden, wobei der Oszillator dann mit der Resonanzfrequenz des zweiten Resonators RES2 oszilliert. Als Schaltmittel können beispielsweise pin-Dioden vorgesehen werden, die als konkrete Bauelemente gemeinsam mit dem Substrat auf einer Schaltungsplatine angeordnet sein können. Diese Schaltungsplatine kann auch noch den Verstärker und die Phasenschieberschaltung als weitere Komponenten umfassen.
Wird ein solcher in Figur 2 dargestellter Oszillator am Hochfrequenzausgang RF-OUT mit einer Antenne verbunden, so erhält
man eine komplette Sendeeinrichtung. Die Schaltung benötigt dann lediglich eine Stromversorgung am Verstärker AMP und ein Modulationssignal. Der Modulator kann u.U. eine zusätzliche Baugruppe sein. Geeignet sind beliebige andere Modulations- verfahren, wobei bei einfachen Anwendungen vorzugsweise Amplitude Shift Keying (ASK) , oder auch Frequency Shift Keying (FSK) verwendet wird.
Neben der Anwendung als frequenzbestimmende Komponente in HF- Sendeeinheiten, bei denen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Chipbauelements mehrere fest einzustellende Resonanzfrequenzen vorgegeben werden können, kann ein erfindungsgemäßer Resonator auch als "Local Oscillator" .(LO) verwendet werden. In dieser Funktion dient er zum Erzeugen einer festen Bezugsfrequenz, die mit einem in einem Empfänger empfangenden Hochfrequenzsignal gemischt wird. Auf diese Weise wird das Hochfrequenzsignal in ein niederfrequentes Zwischenfrequenzsignal (ZF-Frequenz) umgewandelt und auf dieser Stufe weiter verarbeitet .
Mit der Erfindung gelingt es, zwei und mehr LO-Frequenzen in einem Bauelement zur Verfügung zu stellen, die aufgrund ihrer Ausgestaltung als SAW-Resonatoren eine hohe Güte und daher eine hohe Frequenzgenauigkeit und vor Allem geringes Phasenrauschen aufweisen. Die Resonatoren können dabei auf nahezu beliebige Frequenzen bzw. beliebige Frequenzabstände zueinander eingestellt werden. Auf diese Weise ist es möglich, ein erfindungsgemäßes Bauelement in unterschiedlichen Kommunikationssystemen einzusetzen, die auf unterschiedlichen Frequenzbändern basieren.
Figur 3 zeigt ein komplettes Schaltbild für eine Oszillatorschaltung, in die ein erfindungsgemäßes Chipbauelement bevor-
zugt eingebaut werden kann. Die Schaltung ist ein Pierce-Os- zillator, die vorzugsweise zusammen mit einem akustischen Zweitorresonator eingesetzt wird. Die Verstärkerstufe des Oszillators ist ein Transistor TR mit geerdetem Emitter. Der Resonator RES ist zwischen zwei Abstimmnetzwerken vom π-Typ eingebettet. Diese Netzwerke steuern den Phasenshift im Rückkopplungskreis und stellen daher einen Phasenschieberschaltung dar, um die richtige Phase für die Oszillationsbedingung einzustellen. Sie können auch die Eingangs- und Ausgangsimpedanz des Transistors an die gewünschte Last anpassen.
Neben den genannten Elementen besteht die Oszillatorschaltung noch aus verschiedenen Widerständen R, Induktivitäten L, parallelen Kapazitäten CP und kann auch Gleichströme sperrende Kapazitäten CB umfassen. Im dargestellten Pierce-Oszillator kann die am Ausgang RF-OUT abgegriffene HF-Frequenz trotz der relativ geringen Bandbreite des SAW-Resonators RES noch innerhalb gewisser Grenzen variiert werden, indem das Verhältnis Lsh/Cph und Ls2/Cp3 variiert wird. Dieses kann bei einer FSK Modulation verwendet werden.
Figur 4 zeigt eine weitere Oszillatorschaltung vom Colpitts Typ, die mit einer geringen Anzahl an Komponenten realisiert werden kann. Diese Schaltung wird vorzugsweise mit einem SAW- Eintorresonator verbunden, funktioniert aber auch mit einem Zweitorresonator. Die Oszillatorschaltung umfasst eine Induktivität Ll sowie 3 Serienkapazitäten Cl, C2 und C3. Die Sperrkapazität Cb dient als DC Block, ist aber vielfach nicht notwendig. Der parallele L/C-Schwingkrei s wird vorzugsweise auf eine Resonanzfrequenz eingestellt, die ungefähr bei der Resonanzfrequenz des SAW-Resonators RES liegt. Innerhalb enger Bereiche kann die Oszillatorfrequenz noch durch Variation
der Kondensatoren Cl bis C3 und durch Variation von Ll eingestellt bzw. gedrückt werden.
Figur 5 zeigt ein Chipbauelement, bei dem auf einer Schaltungsplatine SP neben dem Substrat SUB weitere Komponenten integriert sind. Als Schaltungsplatine wird ein mehrlagiges Substrat verwendet, welches aus zumindest zwei dielektrischen Schichten besteht, auf und zwischen denen jeweils Metallisierungsebenen ME1, ME2 und ME3 angeordnet sind. Als dielektrische Schichten können Kunststoffolien dienen. Bevorzugt ist jedoch eine Schaltungsplatine aus einer hochwertigen Keramik, in die passive Komponenten integriert sein können. Die Metallisierungsebenen ME sind strukturiert und umfassen gegebenenfalls unterschiedlich breite Leiterbahnabschnitte. Jeweils zwei benachbarte Metallisierungsebenen können an Verschaltungspunkten über Durchkontaktierungen miteinander verbunden sein. Diese bestehen z.B. aus metallisierten durch eine dielektrische Schicht hindurchgehenden Bohrungen. Aus den Leiterbahnabschnitten einer oder mehrerer Metallisierungsebenen ME können passive Komponenten wie Widerstände, Induktivitäten und Kapazitäten ausgebildet sein. Im vorliegenden Fall ist beispielsweise die unterste Metallisierungsebene ME3 als großflächige Masse MA ausgebildet, die einerseits eine gute Masse darstellt und so Vorteile für die Oszillatorschaltung aufweist und zum anderen eine gute Abschirmung gewährleistet .
Auf der Oberfläche der Platine sind zumindest das Substrat SUB und beispielsweise als pin-Dioden-Bauelement realisierte Schaltmittel S angeordnet und elektrisch mit der Oszillatorschaltung auf und im Inneren der Schaltungsplatine SP kontaktiert. Die einzelnen Bauelemente können in SMD-Bauweise mit der Schaltungsplatine verbunden sein. Der SAW-Resonator bzw.
dessen Substrat SUB kann vorzugsweise in Flip-Chip-Bauweise angeordnet sein, bei der die Anschlussflächen des Resonators auf der Oberfläche des Substrats SUB mit entsprechenden lötfähigen Kontakten auf der Oberfläche der Schaltungsplatine verbunden werden. Möglich ist es jedoch auch, wahlweise eine oder mehrere Komponenten, ausgewählt als Substrat SUB, Schaltungsmittel S und Verstärker AMP auf dem Substrat aufzukleben und über Bonddrahttechnik mit der Verscnaltung zu verbinden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Schaltungsplatine mehrschichtig und aus LTCC (Low Temperature Co-Fired Ceramics) aufgebaut ist, und wenn die Oszillatorschaltung mit Ausnahme des Verstärkers AMP in Form von Passivkomponenten in die LTCC integriert ist. Der insbesondere als Halbleiterbauelement (Transistor) ausgebildete Verstärker AMP kann als weitere konkrete Komponente auf der Oberfläche der Schaltungsplatine SP angeordnet sein.
Je nach Integrationsstufe können weitere Komponenten auf der Schaltungsplatine vorgesehen sein, beispielsweise Logikschaltungen zum Erzeugen einer Modulation.
Eine beispielhafte und vorteilhafte Anwendung findet ein erfindungsgemäßes Chipbauelement mit zumindest zwei SAW-Resona- toren in Sendeeinheiten für das ISM-Band. Dieses weist eine Mittenfrequenz von 433,92 MHz auf und besitzt eine Bandbreite von 1,74 MHz. Vorteilhaft können in diesem Band nur 2 Kanäle verwirklicht werden, deren Frequenzabstand ungefähr bei der halben Bandbreite liegt. Mit der Erfindung können dann Sender für das ISM-Band realisiert werden, die zwei oder mehr Kanäle bedienen können. Mit Hilfe dieser 2- und Mehrkanaltechnik gelingt es, bei gegebenen In-Band- und Out -of-Band-Störquellen dennoch eine hohe Datenübertragungssicherheit zu gewährleis-
ten. Die Datensicherheit kann erhöht werden, wenn die Information unabhängig voneinander auf beiden Kanälen übertragen wird. Ist die Übertragung auf einem Kanal gestört, so steht noch der redundante zweite Kanal zur Verfügung. Auf den jeweiligen Kanal wird geschaltet, indem der dem Kanal zugeordnete Resonator mit der Oszillatorschaltung mit Hilfe der Schaltmittel verbunden wird.
Für das genannte ISM-Band liegt ein geeigneter Kanalabstand beispielsweise bei 827 KHz. Dieser Abstand gewährleistet, dass für beide Kanäle, denen jeweils ein Resonator bei der entsprechenden Resonanzfrequenz zugeordnet ist, noch ausreichend von der Bandgrenze entfernt sind und damit keine Out- of-Band-Störungen verursachen können. Geeignete Resonanzfrequenzen für die die Kanäle bestimmenden SAW-Resonatoren können dann beispielsweise bei 433,3337 und 433,5063 MHz liegen.
Auf der Empfängerseite können die beiden Kanäle dann auch mit voneinander unabhängigen lokalen Oszillatoren (LO) auf der Basis erfindungsgemäßer Chipbauelemente realisiert sein. Für eine Filterung des Signals bei einer Zwischenfrequenz von 10,7 MHz können die lokalen Oszillatoren dann beispielsweise auf eine Frequenz von 423,6337 MHz und 422,8063 MHz eingestellt werden. Mischt man diese LO-Frequenz zur jeweiligen Sendefrequenz bzw. Resonanzfrequenz der Oszillatoren im Sendekreis, so erhält man ein Ergebnis des Mischers die jeweilige Zwischenfrequenz bei 10,7 MHz.
Obwohl die Erfindung nur anhand weniger Ausführungsbeispiele erläutert wurde, ist sie nicht auf diese beschränkt. Besondere Vorteile hat die Erfindung bei allen Anwendungen, bei denen frequenzgenaue Resonatoren mit konstantem Frequenzabstand benötigt werden, wobei sich die Erfindung außerdem durch die
platzsparende Einchiplösung auszeichnet. Neben den dargestellten Resonatoren können auch andere Resonatoren eingesetzt werden, während auch das Substratmaterial von den angegebenen Materialien abweichen kann. Die Oszillatorschaltungen sind nicht auf die nur beispielhaft vorgestellten Schaltungen begrenzt. Ebenso sind Anzahl und Lage der Resonanzfrequenzen beliebig wählbar und nicht auf die angegebenen Anwendungen beschränkt .
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