Ganzheitliche Entwurfsmethodik fur kompakte HF-MEMS-Oszillatoren auf einem SiCer-Verbundsubstrat

摘要

Der Einsatz von auf Mikroelektromechanischen Systemen (MEMS)-basierten Komponenten in elektronischen Hochfrequenz (HF)-Systemen eroffnet neue schaltungstechnischen Moglichkeiten. mit denen die Systemparameter von HF-Modulen verbessert werden konnen. Insbesondere HF-MEMS-Resonatoren ebnen mit ihren hohen Gutefaktoren von >1000 einen Weg zur Realisierung phasenrauscharmer Lokaloszillatoren. die anwendungsrelevante Parameter wie die Bitfehlerrate eines drahtlosen Ubertragungssystems stark verbessern konnen. Fur das Erreichen niedriger Phasenrauschwerte ist aber nicht nur die hohe Gute des MEMS-Resonators, sondern auch die optimale Schaltungsauslegung des aktiven Teils der Oszillatorschaltung ausschlaggebend. Deshalb wird im Folgenden eine ganzheitliche Entwurfsmethodik vorgestellt, die es ermoglicht, die mikroelektronischen und mikroelektromechanischen Teilkomponenten eines solchen Oszillators gemeinsam zu entwerfen. Die exemplarische Umsetzung nutzt die Vorteile des Silizium-Keramik (SiCer)-Verbundsubstrats, das es ermoglicht, beide Schaltungskomponenten zu einem kompakten Oszillatormodul mit sehr geringen parasitaren Effekten zu integrieren. Das exemplarisch fur ein LTE-Mobilfunksystem realisierte Modul weist eine Schwingfrequenz von 578 MHz und ein niedriges Phasenrauschen von -84 dBc/Hz bei einem Tragerabstand von 1 kHz auf.