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亚博im-超小型MEMS原子钟诞生适用于智能手机

2020-09-15 04:18:01

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亚博im|据麦姆斯咨询报导,日本国家信息与通信研究院(NICT)与东北大学和东京工业大学进行合作,并正式成立压电材料涉及研究小组。近期,该研究小组顺利研发了一款超小型原子钟系统,与现有的原子钟比起,它的频率稳定性要高达一个数量级。

因为这款创意的原子钟具备小尺寸、低功耗等优点,非常适合智能手机应用于,某种程度也可用作传感器网络和机器人控制系统。该研究小组研发了一种用于压电薄膜谐振器(FBAR)的微波振荡器,该谐振器在3.5GHz频带内展现出出有出色的谐振性能,可作为原子频率标准。此外,由于需要用于外部相连晶体振荡器或PLL倍频电路,因此外围电路配备非常简单。

MEMS原子钟原理概况和微波振荡器构成(来源:NICT)与商用原子钟比起,这款创意的MEMS原子钟芯片面积可增加大约30%,功耗可减少大约50%。目前,压电薄膜谐振器(FBAR)和放大器通过引线键合,但将来可将二者构建于单芯片。压电薄膜谐振器和放大器通过引线键合方式相连(来源:NICT)据该研究小组讲解,这款MEMS原子钟性能(频率稳定性)比商业原子钟提升了一个数量级以上。

该FBAR振荡器的特性评估结果显示,在3.4GHz频带中享有较好的波动性能。而且,找到在1MHz位移频率处的振幅噪声是140dBc/Hz。FBAR振荡器的特性(来源:NICT)MEMS原子钟频率稳定性的评估结果(来源:NICT)展望未来,该研究小组计划修改和构建数字控制系统,更进一步减少系统功耗,并将减缓研发工程进度,尽快构建从实验室样品到可量产芯片化原子钟的转变。

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