Silvio Muschter war mit diesem Beitrag im E&E-Kompendium 2019/2020 als einer von 100 Machern der Elektronikwelt vertreten.
Das 21. Jahrhundert ist das Zeitalter von Big Data. Vom virtuellen Gesundheitsweisen über Smart Citys bis zu den intelligenten Fabriken werden einigen zehn Milliarden elektronischer Geräte miteinander vernetzt, was sie zu Quellen und Konsumenten enormer Datenmengen macht. Daten im Umfang von vielen Terabytes, von Sensoren in Fabriken generiert, werden Tag für Tag analysiert, um die Effizienz von Fertigungslinien zu steigern.
Daten, die heute von teilautonomen Fahrzeugen gesammelt werden, werden in Zukunft mehr Autonomie ermöglichen. Automatisierte Gebäude schließlich werden uns dabei helfen, unsere Produktivität zu verbessern und unser Leben umweltfreundlicher zu machen.
Große Datenmengen nutzbar machen
Das Senden und Empfangen großer Datenmengen – ob leitungsgebunden oder drahtlos – hat erhebliche Auswirkungen auf unser tägliches Leben und befeuert die Wirtschaft in einer hochgradig vernetzten Welt. Damit sich diese Chancen umsetzen lassen, geht es nicht ohne Technologie. Erst durch die Kommunikations- und Datenverarbeitungsinfrastruktur werden die Daten nützlich, aussagefähig und wertvoll für Milliarden von Menschen, die auf dem Informations-Superhighway unterwegs sind.
Wenn Hochgeschwindigkeitsdaten über ein Kabel auf dem Meeresboden, in einem Rechenzentrum von einem Gestell zum anderen, in einem drahtlosen System durch den Äther oder nur auf einer High-Speed-Leiterplatte übertragen werden, müssen sie mit einer hochgradig reinen Timing-Referenz synchronisiert oder rekonstruiert werden. Mangelt es den Flanken der Taktsignale an Präzision, wird ein analoges Signal möglicherweise nicht zum richtigen Zeitpunkt abgetastet. Ähnlich ist es mit der Frequenz eines HF-Empfängers: Ist sie nicht stabil, wird das empfangene Signal unter Umständen nicht korrekt demoduliert.
Seit Generationen werden Quarz-Resonatoren in elektronischen Systemen als Zeit- und Frequenzreferenzen genutzt. Dieses Konzept kann jedoch kostspielig, zeitraubend und kompliziert zu entwickeln sein und ist zusätzlich möglicherweise empfindlich gegenüber Belastungen aus dem Umfeld.
Allgegenwärtige Konnektivität
Die bahnbrechend neue BAW-Technologie (Bulk Acoustic Wave) von Texas Instruments kann dagegen eine bedeutend reinere Taktreferenz für drahtlose und leitungsgebundene Systeme zur Verfügung stellen. Ein BAW-Resonator von Texas Instruments arbeitet mit Frequenzen, die um einige Größenordnungen über denen von Quarz-Resonatoren liegen, und erzeugt mithilfe des piezoelektrischen Effekts ein stabiles elektrisches Signal. Dieses periodische Signal von sehr hoher Frequenz lässt sich als Timing-Referenz heranziehen.
Die BAW-basierte Technologie steigert die Leistungsfähigkeit und Benutzerfreundlichkeit von drahtlosen Lösungen mit Unterstützung für Standards wie Zigbee, Bluetooth Low Energy und Wi-Fi. Sie ebnet damit den Weg für die nächste Generation allgegenwärtiger Konnektivität.
