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Patent and Technology Offers

Our patent and technology offers are sorted by technology terms and classifications of the International Patent Code (IPC). The technical fields that are assigned to the categories are also explained.

There are 14 results for "Electronics and ICT".

Präzises Regelungsverfahren

PID-Regler (proportional-integral-derivative controller) zur Stabilisierung einer Regelgröße sind Standard in den gebräuchlichsten Softwarepaketen zur Steuerung technischer Anlagen. Beim Rauschen eines im Regelungsprozess ermittelten Istwerts sind PID-Regler jedoch durch Regelschwingungen limitiert. Das neue SIF(stepwise immediate follower)-Konzept ermöglicht hier deutlich kleinere Regelabweichungen. Zur Einstellung des SIF werden aus dem System bestimmbare Messwerte genutzt, die auch automatisch ermittelt werden können. Aus ihnen ergeben sich die einzustellenden optimalen Regelparameter und die erreichbare Standardabweichung der Regelgröße. SIF ist ein allgemeines Reglungsverfahren und kann in vielen Anwendungen, in denen die Steuerung softwarebasiert ist integriert werden.

PTB reference: 0550

Platzsparende Dateisystem-Integritätsprüfung

Nach dem neuen Mess- und Eichgesetz muss die Software in einem Messgerät regelmäßig auf Datenintegrität überprüft werden. PTB Forscher entwickelten für diese Überprüfung ein sicheres Verfahren: Genutzt wird dabei anstatt herkömmlicher Checksummen-Berechnung eine robustere Hash-Überprüfung mittels Seperationskernen. Das garantiert mehr Sicherheit gegen Manipulationen durch intelligente Schadsoftware und spart Platz für das Speichern der Dateisystemstruktur. Für die geplante Überprüfung von Messgeräten über riskante, offene Netzwerke, z.B. über Cloud-Systeme, gewährleistet das neue PTB-Verfahren eine ausreichende Daten-Sicherheit. Umständliche Vorort-Prüfungen könnten somit völlig entfallen.

PTB reference: 0424

Highly stable synchronous generator

To realise the capacitance unit and its traceability to the quantum Hall effect, the so-called quadrature bridge plays an essential role. The sine wave generator required for this quadrature bridge only needs to create a few discrete frequency values in the kHz range, however with a relative precision and stability better than 6·10‑10 and a very pure spectrum. For this purpose, a digital sine wave generator has been developed at PTB. Its output signal is derived directly from the 10 MHz or 5 MHz reference signal of an atomic clock. This generator is based on a simple design with proven reliability and does not require the so-called "phase-locked loop". The generator offers compact dimensions and has been used reliably for several years now. Moreover, its setup only requires commercially available electronic components, which means that specially fabricated parts are not necessary.

PTB reference: 7097

Selbstkalibrierendes Widerstandsthermometer

Etablierte Widerstandsthermometer besitzen geringe Messunsicherheiten, benötigen aber regelmäßige Kalibrierungen. Herkömmliche Rauschthermometer dienen als Primärmessverfahren zur Bestimmung der thermodynamischen Temperatur, müssen jedoch besonders abgeschirmt werden und erfordern lange Messdauern. Ein neues Konzept aus der PTB kombiniert beide Ansätze zu einem praktischen, selbstkalibrierenden Widerstandsthermometer – dem Dual-mode Auto-calibrating Resistance Thermometer (DART) – für Messungen der thermodynamischen Temperatur in einem großen Temperaturbereich mit geringen Messunsicherheiten.

PTB reference: 0520

SQUID-basiertes Rauschthermometer für tiefe Temperaturen

Magnetfeld-Fluktuations-Thermometer (MFFT) sind SQUID-basierte Rauschthermometer die bei tiefen Temperaturen (typisch unterhalb von 5 K) eingesetzt werden. Sie detektieren die Fluktuationen des Magnetfeldes an der Oberfläche eines elektrisch leitenden Körpers („Temperatursensor“), die mit den im Inneren fließenden, thermisch angeregten Strömen verknüpft sind. Durch den neuen, vollständig berechenbaren Aufbau können mit dem pMFFT direkt thermodynamische Temperaturen gemessen werden, wodurch die sonst nötige Rückführung auf die internationalen Temperaturskalen ITS-90 und PLTS-2000 entfällt.

PTB reference: 0389

Glasfasergeführte Referenzfrequenz

Eine PTB-Erfindung ermöglicht die Übertragung und Empfang des Signals eines ultrastabilen "single-frequency"-Lasers über große Entfernungen in normalen Telekommunikationsglasfasern. Die Erfindung löst das Problem des Anschlusses einer großen Anzahl von Kunden an eine einzige Faserstrecke. Eine optische Frequenz wird über eine lange Glasfaserleitung übertragen und kann jetzt - trotz der zu erwartenden Störungen in Phase, Mittenfrequenz und Polarisation - an jedem Ort der Leitung abgetastet und auf die Ursprungsfrequenz uo des PTB-Normals rückgeführt werden. Die Erfindung stellt zugleich einen bedeutenden Schritt zur Übertragung des Zeitsignals einer optischen Uhr („Atomuhr aus der Steckdose“) dar.

PTB reference: 0222

Ultra low noise AC pre-amplifier

The input stage of the pre-amplifier is based on n-junction field-effect transistors (JFET). As the noise level of a single JFET is not sufficiently low (0.95 nV/Hz1/2 in our case), four JFETs have been selected from a larger batch and connected in parallel.<br> The pre-amplifier itself is mounted into a fully shielded box which, together with the battery-, testing-, and overload-protection-circuitry, is placed into another metal case. The whole device is battery-operated to avoid unnecessary mains &#39;Earth&#39; connections. The pre-amplifier is optimized to a source impedance of 12.9 kΩ but it can be used at source impedances up to 100 kΩ or, with some modification, at even higher source impedances.

PTB reference: 0290

Reference Outgassing Sample

Measuring outgassing rates of vacuum components reliably and quantitatively has become increasingly important over the past few years. With PTB's new reference outgassing sample, such outgassing rate measuring systems can be calibrated and are traceable to a national standard. Due to the compact design, the reference outgassing sample can be used in the most various application scenarios.

Technical Description
Determining the outgassing rate in vacuum systems is very important, since the remaining trace gases may undesirably interact with the desired technical processes. Quantitative outgassing rate measurements lack the necessary metrological quality exhibited by quadrupole mass spectrometers. Another problem resides in the fact that the measurement procedure is not standardized and that the quantity is not traceable. In the presence of water vapor and hydrocarbons, the X-ray mirrors used in EUV lithography oxidize so quickly that the lithography process becomes uneconomical. The comparability and accuracy of the procedures used to date to measure the outgassing rate are partly poor.

The new reference outgassing sample, in contrast, provides a precisely known gas flow which is constant or which decreases only at a constant slow rate over the years. It is suitable for the outgassing both of individual gases and of gas mixtures. Outgassing rates ranging from 10–8 Pa L/s to 10–4 Pa L/s are possible and correspond to those of conventional vacuum components. Thanks to its compact design, the sample can be placed in the same spot as the test object, so that the measuring system can be calibrated prior to each use.

Application
The reference outgassing sample can be used to validate and calibrate outgassing rate measuring systems in the HV and UHV ranges as well as for comparison measurements between different apparatuses. It is also possible to calibrate partial pressure measuring instruments if the pumping speed of the vacuum system is known.

Economic Significance
"Local" solutions in the semiconductor and the aerospace industry as well as at manufacturers' of vacuum facilities or in high-energy accelerators become redundant, since the systems can, in future, be calibrated with the reference outgassing sample, hereby making the measurement results comparable. Double measurements in different facilities are avoided.

Development Status
The system has been tested in the laboratory. A German patent application is pending.

PTB reference: 0357

Herstellung von einlagigem Graphen

Graphen wird aufgrund seiner Materialeigenschaften zunehmend in elektrischen Bauteilen verwendet. Bisherige Verfahren ermöglichen nur die Herstellung kleinflächiger Graphen-Lagen, die für die Herstellung von vielen Halbleiterbauelementen aufgrund zu hoher Stufen (mehrere nm) in der Regel nicht geeignet sind (s. Abb. links). In der PTB wurde ein neues Verfahren für einlagiges Graphen entwickelt, welches die Herstellung von großflächigen Graphenstrukturen mit dem Potenzial zur Massenproduktion qualitativ hochwertiger einlagiger Graphen-Schichten ohne störende Stufen ermöglicht.

PTB reference: 0416

Verfahren zum Communication Device Tracking

Damit Sende- und Empfangsantenne zukünftiger Kommunikationssysteme im mm-Wellen und Terahertzfrequenzbereich miteinander kommunizieren können, müssen sie zielgerichtet auf einander ausgerichtet werden. Das neue Konzept der PTB sieht vor, zwei orthogonal zueinander ausgerichtete Drehfunkfeuer aus der terrestrischen Funknavigation zu kombinieren und für diesen neuen Anwendungsbereich zu miniaturisieren.

Für diese, neue Basistechnologie wird ein Partner für kooperative Forschung und Entwicklung gesucht.

PTB reference: 0510

Impulsgeneratorschaltung mit hoher Pulswiederholrate

Für vielfältige Anwendungen in der Ansteuerung von z.B. elektrooptischen Geräten wie Diodenlasern oder Pockelszellen werden heutzutage Pulsgeneratoren benutzt, die sehr kurze Pulse (z.B. 10ns) und Spannungen von mehreren 10-100 Volt erzeugen. Deren Wiederholfrequenz ist derzeitig auf einige MHz begrenzt. Die neue PTB-Erfindung erhöht durch einen speziellen Schaltungsaufbau die Pulswiederholrate erheblich: Mehrere identische Pulsgeneratoren werden in einer festen Abfolge periodisch eingesetzt und durch eine separate Einheit angesteuert. Außerdem ist eine Synchronisation auf ein externes Hochfrequenz-Signal möglich, das beliebig wählbar ist und auf die Phasenlage abgestimmt werden kann.

PTB reference: 0457

Aerosole vollständig homogen nach nur kurzer Vermischungsstrecke

Herkömmliche Mischvorgänge aerosoler oder fluider Medien z. B. in der Abgasmesstechnik werden derzeit durch eine seitlich zur Strömungsstrecke eingespeisten Einströmung erreicht. Dabei wird eine homogene Vermischung erst durch lange Wegstrecken im Strömungskanal erreicht. Durch den neuen PTB-Einbau (s. Bild) reduziert sich diese Vermischungsstrecke, wodurch Materialkosten und Platz gespart werden können. Außerdem kann jetzt eine vollständige Durchmischung zweier Ströme ohne Bildung von Grenzschichten ermöglicht werden.

PTB reference: 0472

Transfernormal zur Kalibrierung von Höchstfrequenzelektronik und für den Einsatz in der Wellenformmetrologie

Die Kalibrierungen von Höchstfrequenzelektronik, wie z. Bsp. ultraschnelle Photodioden oder High-End-Osziloskopen, mit einer Bandbreite von bis zu 100 GHz für IKT-Anwendungen werden routinemäßig an einem Primärnormal in der PTB im Kundenauftrag durchgeführt. Hierzu müssen die hochpreisigen Systeme in die PTB verbracht werden. Eine direkte Prüfung in den Zwischenzeiträumen ist gegenwärtig durch Anwender und Hersteller solcher Systeme nicht möglich. Die PTB hat jetzt ein schuhkartongroßes Spannungspulsnormal entwickelt, dessen Emissionseigenschaften an dem Primärnormal kalibriert und dann in einer Datenmatrix abgelegt werden. Damit ist der Einsatz eines rückgeführten Pulsstandards, z. Bsp. für die Vermessung der Übertragungseigenschaften der 100 GHz Systeme auch am Ort des Anwenders oder Herstellers möglich. Dieses System kann als Transfernormal eines Pulsgenerators mit Frequenzkomponenten deutlich jenseits von 100 GHz betrachtet werden. Es ermöglicht eine erhöhte Messrichtigkeit bei den Anwendern, ohne die typischerweise jährliche Primärkalibrierung, überflüssig zu machen. Konzeptbeschreibung, Stücklisten und Layout-Diagramme können über eine Lizenz erworben werden.

PTB reference: 7093

Spannungsteiler mit eigener Rückführung spart Zeit

Zur Messung von hohen Spannungen im Bereich von 200 kV müssen Spannungsteiler verwendet werden. Sie teilen große Spannungen in kleinere Spannungen auf, die erst dann vermessen werden können. Dabei bestimmt der Teilungsfaktor die Signalgröße und muss durch regelmäßiges Kalibrieren an nationalen Normalen präzise bestimmt werden. Forschern der PTB ist es gelungen einen sich selbst rückführbaren Spannungsteiler zu entwerfen, der flexibel in Prüflaboratorien einsetzbar ist. Der operative und zeitliche Aufwand, der durch den Einbau und Transport zu einem Metrologieeinstitut entsteht, kann durch dieses Verfahren eingespart werden.

PTB reference: 0484