Voll integriert
Mini-IC für die Plasmatechnik
Am Institut für Mikrowellen- und Plasmatechnik (IMP) der FH Aachen wurde ein miniaturisierter IC entwickelt, von dem sich die Forscher den Durchbruch der Plasmatechnologie auf den Massenmarkt versprechen.
Plasmaanwendungen nutzen Frequenzen im Mikrowellenbereich (2,45 Gigahertz) um ein Gas zu erzeugen, das ganz oder teilweise aus freien Ladungsträgern (Ionen oder Elektronen) besteht. Mit diesem Plasma kann viel Energie punktgenau eingesetzt werden, zum Schneiden, Erhitzen, für die Lichterzeugung u.a.
Forscher am Institut für Mikrowellen- und Plasmatechnik (IMP) der FH Aachen haben einen zwei mal zwei Millimeter kleinen IC entwickelt, mit dem die Gasentladung/ Plasmaerzeugung zielgenau gesteuert werden kann. Die ICS messen die anfallenden Signale, gleichen sie mit einem Referenzsignal ab und passen die Frequenzen entsprechend in einer Rückkopplungsschleife an. Durch die Nutzung eines IC an Stelle eines Mikroprozessor-Chips steigen Geschwindigkeit und Zuverlässigkeit und es kann auf Software verzichtet werden.
»Wir können eine Bandbreite von etwa 80 Megahertz innerhalb des Mikrowellenspektrums nutzen«, erläutert Prof. Heuermann, »damit kann die Frequenz variiert werden, um eine möglichst hohe Energieaufnahme und damit eine effiziente Plasmaerzeugung zu gewährleisten«. Seine Entwicklung bezeichnet Prof. Heuermann als Amplitude-Locked-Loop (ALL), im Unterschied zu den gängigen Phased-Locked-Loop (PLL)-Designs. Bei Regel-, Mess- und Nachrichten- sowie Kommunikationstechnik sorgen diese für die Einhaltung des Taktes.
»Erinnern Sie sich noch an den Radioempfang in den Siebzigern?«, fragt Heuermann. Damals knisterte es auch auf der Ultrakurzwelle (UKW) bis mit den ersten PLL-Schaltungen eine hochstabile Funktechnik etabliert wurde. »Damals hat man gesehen: Wenn die ICs in großen Mengen produziert werden, können auch die Endgeräte preiswerter und kompakter hergestellt werden«, so Heuermann. Gleiches erwartet er jetzt für die ALL-ICs. Das US-Unternehmen Macom hat sich die Rechte an der Produktion gesichert und bereitet derzeit die Markteinführung vor. Wenn der kommerzielle Durchbruch gelingt, könnte die Aachener Entwicklung bald in Haushalts- und Autolampen oder Zündkerzen stecken, die sich der Plasmatechnologie bedient.
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