Bestimmung des Gütefaktors bei hochresonanten Mikrostrukturen mittels eines logarithmischen Verstärkers

Abstract:
Die Bestimmung des Gütefaktors bei Mikrostrukturen ist eine Herausforderung hinsichtlich der Wahl geeigneter Testsignale, der Frequenzauflösung und des Dynamikumfangs des Analysators. Eine Messung im Zeitbereich unter Zuhilfenahme eines gleichrichtenden logarithmischen Verstärkers bietet verschiedene Vorteile. Der Dynamikbereich der resonanten Schwingung wird gestaucht, was die Aufnahme von großen Amplitudenbereichen mit einer Messung ermöglicht. Bei bekannter Eigenfrequenz ist es möglich, das Abklingen einer Schwingung mit einem Analysator zu bestimmen, welcher nicht das Nyquist-Abtastkriterium einhält. Weiterhin kann die Messung rückwirkungsfrei erfolgen, da während der Messung keine Gleichspannungen an der Mikrostruktur anliegen. Ein logarithmischer Verstärker mit Eingangs- und Ausgangssignalkonditionierung für den entsprechenden Messaufbau wurde aufgebaut. Mit experimentellen Ergebnissen konnte gezeigt werden, dass diese Methode eine effiziente und genaue Bestimmung des Gütefaktors bei Strukturen mit Resonanzüberhöhungen >10.000 ermöglicht. Zusätzlich kann während eines Abklingvorgangs die Auslenkungsamplitudenabhängigkeit der Güte bestimmt werden.