[PWC-MEDIA] persbericht UTwente 'Trillende plaatjes scheppen orde in overvolle ether'

From: <w.r.vanderveen@xxxxxxxxxx>
To: <pwc-media@xxxxxxxxxxxxx>
Date: Wed, 30 Oct 2013 08:29:07 +0000
Nieuw type filter is voorbereid op groei aantal mobiele standaarden
Trillende plaatjes scheppen orde in overvolle ether

GSM, WiFi, Bluetooth, 4G, GPS: een smartphone moet nu al veel draadloze 
standaarden aan kunnen. Dat aantal zal alleen nog maar toenemen. Goede filters 
om ook al die toekomstige standaarden uit elkaar te kunnen houden, zijn er nog 
niet. Onderzoekers van het MESA+ Instituut voor Nanotechnologie hebben een 
belangrijke stap gezet met een nieuw type filter, gebaseerd op micromechanica. 
Zij publiceren hun vinding in Applied Physics Letters.

Filters die nauwkeurig zijn af te stemmen op de band die je als gebruiker wilt 
ontvangen, worden steeds belangrijker. Als een nabijgelegen signaal veel 
sterker is, overstemt het anders het signaal dat je wilt ontvangen. Het aantal 
beschikbare frequenties is beperkt, dus het wordt steeds drukker. Slim gebruik 
maken van de ether, door elk vrij stukje te benutten, wordt belangrijker. De 
filters die de onderzoekers nu presenteren, zijn gebaseerd op micromechanische 
resonatoren en zijn nauwkeurig af te stemmen op de gewenste frequentie.
Een van de redenen om te kiezen voor een mechanische oplossing is dat het 
klassieke filter bestaat uit een spoel en een condensator, een 'LC-kring'. 
Vooral een spoel van goede kwaliteit is nauwelijks te realiseren op een chip. 
Het gevolg zou zijn: voor elke frequentieband aparte LC-kringen, buiten de chip 
gemonteerd, die veel te veel ruimte zouden innemen. Nu al wordt wereldwijd 
gezocht naar nieuwe oplossingen. Op dit moment zijn elektromechanische filters, 
zogenaamde Surface Acoustic Wave filters, de standaard, maar ook die zijn zijn 
relatief groot en daarom moeilijk te integreren.
[cid:image001.jpg@01CED552.7AD50B20]
De twee resonatoren zijn de twee rechthoekige vlakjes in het midden van deze 
Scanning Electron Microscopy (SEM) opname. Ze zijn te verbinden met de 
buitenkant van een chip of te integreren

Trillen
De oplossing die de onderzoekers presenteren, bestaat uit twee mechanische 
resonatoren. Zij trillen op een instelbare frequentie dankzij het 
piëzoelektrische materiaal PZT. Dit materiaal is aangebracht op metaal. Normaal 
gesproken trilt het piëzomateriaal loodrecht op het metaal en bepaalt de dikte 
van de laag de frequentie. Door het echter in dezelfde richting als het metaal 
te laten trillen, is de frequentie te variëren. Er worden twee resonatoren 
gebruikt, die niet mechanisch of elektrisch zijn gekoppeld. Door slim om te 
gaan met de in- en uitgangssignalen van beide resonatoren, worden nadelige 
'parasitaire' effecten teniet gedaan. De ingangssignalen van beide filters zijn 
'in fase', de uitgangssignalen worden van elkaar afgetrokken: zo ontstaat een 
selectief filter - vierde orde - dat een beperkt deel van de band doorlaat en 
de frequenties daaronder en daarboven sterk verzwakt. Het is nauwkeurig te 
tunen met de trilfrequenties van beide resonatoren. Het filter dat de 
onderzoekers presenteren in Applied Physics Letters, werkt bij ongeveer 400 
MegaHertz. Dat is nog te laag voor mobiele toepassingen, maar nieuwe versies 
halen al hogere frequenties, en de GigaHertz frequenties die voor smartphones 
nodig zijn, zijn haalbaar, aldus de onderzoekers.
[cid:image002.jpg@01CED552.7AD50B20]
De ene resonator (rood) trilt op een net iets andere frequentie dan de andere 
(paars). Als de signalen van elkaar worden afgetrokken ontstaat een klein 
doorlaatfrequentiegebied tussen beide trilfrequenties (zwart)
De onderzoekers verwachten bovendien dat deze resonatoren op de chip zijn te 
integreren of direct aan de chip zijn te 'bonden': ze zijn veel kleiner dan 
'losse' filters LC-kringen. Zo wordt het mogelijk om bijvoorbeeld vijftig 
resonator-duo's aan te brengen, wat flexibel gebruik van frequenties mogelijk 
maakt. Dat is bijvoorbeeld nodig in 'cognitieve radio', die elk stukje vrije 
ruimte benut zodra het zich aandient en weer springt naar een andere frequentie 
zodra dat nodig is.
Het onderzoek is uitgevoerd in de Transducers Science and Technology 
Group<http://www.utwente.nl/ewi/tst/> van het MESA+ Instituut voor 
Nanotechnologie van de UT, in samenwerking met de Integrated Circuit Design 
Group<http://icd.el.utwente.nl/> van het instituut CTIT. Ook is samengewerkt 
met het spinoff bedrijf SolMateS, dat onder meer gespecialiseerd is in het 
maken van piëzoelektrische lagen op chips. Het project maakt deel uit van het 
CREAM programma (CMOS Receiver Enhancenment using Arrays of MEMS), gefinancierd 
door de Technologiestichting STW<http://www.stw.nl/>.
De publicatie: 'A 4th-order band-pass filter using differential readout of two 
in-pase actuated contour-mode resonators', door Hadi Yagubizade, Milad 
Darvishi, Miko Elwenspoek en Niels Tas is online verschenen bij Applied Physics 
Letters<http://scitation.aip.org/content/aip/journal/apl>


ir. Wiebe van der Veen | communicatieadviseur/redacteur wetenschap
Universiteit Twente, Marketing & Communicatie | Postbus 217 | 7500 AE Enschede 
| gebouw Spiegel | tel 06 121 85 692 (grip 6996) | email 
w.r.vanderveen@xxxxxxxxxx<mailto:w.r.vanderveen@xxxxxxxxxx> | 
www.utwente.nl<http://www.utwente.nl> | Twitter @wieberenze
[PWC-MEDIA] persbericht UTwente 'Trillende plaatjes scheppen orde in overvolle ether'

Other related posts:
