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Axtal: Taktgeber und Zeitnormale

High-End-Oszillatoren für die Weltmärkte


Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Optisch gepumpte Zeitnormale

Worauf kommt es bei diesen Oszillatoren besonders an? »Wir müssen auf hohe Stabilität, Rauscharmut und Beständigkeit gegen Schock und Vibration optimieren«, erklärt Neubig. Mit einer ganz besonderen Spezialität kann Axtal ebenfalls aufwarten: »Wir sind weltweit das einzige Unternehmen, das nicht nur Quarze als Ausgangsmaterial für schwingungsgebende Produkte verwendet, sondern auch Langasit.« Der Vorteil von Langasit liegt in seiner außergewöhnlich hohen Ziehfähigkeit: »Der Frequenzbereich liegt um den Faktor 10 höher als bei Quarzen, das ist beispielsweise für den Einsatz in der Audio-Studiotechnik wichtig.

Zudem hat Axtal Atomfrequenznormale auf Rubidium- und Cäsium-Basis in das Programm aufgenommen. Diese Produkte bezieht das Unternehmen von der chinesischen Elecspn Spaceon. Die Besonderheit hier: »Sie arbeiten mit Laser-gepumpten Quellen, das ist einzigartig. Der große Vorteil besteht darin, dass sie eine Lebensdauer von über zehn Jahren erreichen, traditionelle Zeitnormale kommen auf nur vier bis fünf Jahre.« Diese Produkte passen gut in das Spektrum von Axtal, denn die Rubidium- und Cäsium-Quellen sorgen für die Langzeitstabilität, für die Kurzzeitstabilität sind Quarze zuständig. Axtal kenne die Feinheiten dieser komplexen und erklärungsbedürftigen Atomuhren deshalb genau: »Wir beraten, warten die Systeme und kümmern uns um den gesamten Service.«

Für die Zukunft will Axtal in Richtung komplexere Systeme gehen und in der Wertschöpfungskette noch etwas höher steigen. Für die Atomuhren seien beispielsweise ausgeklügelte Systeme für die Frequenzverteilung erforderlich, um die sich Axtal kümmere. Der Weg gehe also von den Produkten für den Einsatz auf der Leiterplatte über 19-Zoll-Module, die Axtal bereits entwickelt, bis hin zu kompletten Schränken. Die Entwicklung auf den Gebieten 5G und Satellitenkommunikation käme Axtal dabei entgegen.

Relevante Anbieter

Langasit
Langasit – kurz LGS – ist ein piezoelektrischer Kristall der gleichen Kristallklasse wie Quarz. Seine chemische Formel ist La3Ga5SiO14. Im Gegensatz zu Quarz hat LGS keinen Phasenübergang (Curiepunkt) bis zum Schmelzpunkt von 1475 °C. Aus diesem Grund ist Langasit ein ausgezeichneter Kandidat für den Einsatz in Hochtemperatursensoren, sowohl als Volumenschwinger (BAW, Bulk Acoustic Wave) und Oberflächenwellenschwinger (SAW, Surface Acoustic Wave) als auch für Sensoren, die auf dem direkten piezoelektrischen Effekt beruhen.

Der piezoelektrische Faktor d11 beträgt bei LGS etwas das 2,7-Fache von Quarz. Dies erlaubt die Realisierung von piezoelektrischen Sensoren mit wesentlich höherer Empfindlichkeit. Da der piezoelektrische Koppelungsfaktor zwei- bis dreimal so hoch ist wie bei Quarz, können mit diesem Material Resonatoren mit hoher Ziehempfindlichkeit (d.h. kleinem C0/C1-Verhältnis) hergestellt werden. Dabei sind die Temperaturstabilität und die Güte in der gleichen Größenordnung wie bei Quarzresonatoren.

Langasit-Kristalle werden synthetisch nach dem Czochralski-Verfahren in Boules bis zu 4 Zoll (100 mm) Durchmesser gezogen. LGS besitzt ausgezeichnete thermische, piezoelektrische und dielektrische Eigenschaften und ist widerstandsfähig gegenüber vielen Chemikalien.


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