現(xiàn)代振蕩器元件如今在扮演著怎樣的角色
時(shí)間對(duì)于我們來(lái)說(shuō)太重要,日常發(fā)生的時(shí)間序列,計(jì)算機(jī)內(nèi)部信息設(shè)計(jì)以及時(shí)間標(biāo)記流經(jīng)的信息通訊系統(tǒng),現(xiàn)代電子產(chǎn)品設(shè)施都依賴(lài)頻率控制設(shè)備來(lái)提供準(zhǔn)確的時(shí)間和頻率信號(hào),石英晶體振蕩器,石英諧振器成為了頻率控制的主要核心關(guān)鍵部件之一,石英振蕩器能夠?yàn)槠涮峁?zhǔn)確的時(shí)間來(lái)源信號(hào)來(lái)觸發(fā)時(shí)鐘的走動(dòng),假如世界上的時(shí)鐘模塊都停止走動(dòng),所有調(diào)制解調(diào)器通信系統(tǒng)(電話(huà),無(wú)線(xiàn)電,電視臺(tái),空中交通管制系統(tǒng)等)都將停止運(yùn)作,未來(lái)將會(huì)迎來(lái)災(zāi)難性的嚴(yán)重后果.
頻率控制技術(shù)在20世紀(jì)20年代就已經(jīng)取得了巨大的飛躍性,頻率源對(duì)于無(wú)線(xiàn)電和電視傳輸頻率,雷達(dá)系統(tǒng),通信和導(dǎo)航系統(tǒng)等確定頻率源至關(guān)重要,利用石英來(lái)實(shí)現(xiàn)晶體諧振器的穩(wěn)定化有源晶振,從而啟動(dòng)了調(diào)制解調(diào)器頻率控制領(lǐng)域,隨著引入石英控制,計(jì)時(shí)從太陽(yáng)和星星移動(dòng)到超過(guò)天文學(xué)參考的小型人造資源穩(wěn)定性,從那時(shí)起,基于石英的器件的應(yīng)用就有了大幅擴(kuò)張,石英諧振器繼續(xù)演變?yōu)槌蔀橐环N能夠精確到百萬(wàn)倍的裝置原版的,它還可作為原子頻率標(biāo)準(zhǔn)中的頻譜,原子標(biāo)準(zhǔn)使頻率成為已知的最準(zhǔn)確的實(shí)體.

在人工生長(zhǎng)的單晶中,石英晶體的數(shù)量?jī)H次于硅長(zhǎng)大的,每年生長(zhǎng)約2500至3000噸石英晶體約硅的生長(zhǎng)量是硅的三到四倍,主要應(yīng)用是用于時(shí)鐘和頻率源的振蕩器,其他重要的應(yīng)用是傳感器和用于頻率選擇的濾波器,軍事應(yīng)用已經(jīng)并將繼續(xù)是其驅(qū)動(dòng)因素技術(shù),民用應(yīng)用程序通常會(huì)在以后關(guān)注,對(duì)于例如軍方開(kāi)發(fā)了用于干擾的擴(kuò)頻技術(shù)抵抗和溝通安全,擴(kuò)頻的民用應(yīng)用隨后采用的技術(shù),例如蜂窩電話(huà)系統(tǒng),其中使用擴(kuò)頻技術(shù)來(lái)最大化數(shù)量指定頻段內(nèi)的同時(shí)用戶(hù).
在美國(guó),可以追溯石英晶體諧振器工業(yè)的起源到1939年決定在軍事上大規(guī)模使用水晶控制通信系統(tǒng),在早期的軍事系統(tǒng)中,控制著航母無(wú)線(xiàn)電通信系統(tǒng)的頻率是主要的應(yīng)用,該第二次世界大戰(zhàn)系統(tǒng)的典型精度為200ppm,在20世紀(jì)60年代和197年的系統(tǒng)中,典型的準(zhǔn)確性要求范圍從40到0.5ppm,在當(dāng)前的系統(tǒng)中在生產(chǎn)或開(kāi)發(fā)中,精度要求范圍為5ppmin1012年某些導(dǎo)航,電子戰(zhàn)中的部分戰(zhàn)術(shù)無(wú)線(xiàn)電,和戰(zhàn)略傳播系統(tǒng),除了擁有高精度,現(xiàn)代系統(tǒng)的頻率源也必須具有低噪聲特性,必須在極端環(huán)境中保持穩(wěn)定.
在早期的軍事系統(tǒng)中,控制載波頻率得到改善頻譜利用是頻率控制技術(shù)的主要驅(qū)動(dòng)力,在現(xiàn)代系統(tǒng)中,主要驅(qū)動(dòng)因素是擴(kuò)頻系統(tǒng)需要更高的時(shí)鐘精度,需要低噪音的監(jiān)控系統(tǒng)存在平臺(tái)振動(dòng)的貼片振蕩器和戰(zhàn)術(shù)手持式需要盡可能高的精度的系統(tǒng)電池消耗和盡可能小的體積,在通信系統(tǒng)中,振蕩器和時(shí)鐘的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性影響重要的系統(tǒng)性能參數(shù),例如頻譜利用,抵抗無(wú)意和有意干擾信號(hào)采集速度自治周期和誤碼率.
如今振蕩器在通信電子領(lǐng)域,頻率控制的主題是依然是與頻譜利用主題密切相關(guān)的,從歷史上看,在商業(yè)和軍事系統(tǒng)中,允許更多在給定頻帶中的用戶(hù)有必要減少信道間距,需要收緊允許的頻率容差發(fā)射器和接收器,隨著用戶(hù)數(shù)量的增長(zhǎng),以及技術(shù)允許分配更高頻段的頻率公差變得越來(lái)越嚴(yán)格,相同的通道間距更高,當(dāng)然頻率需要更嚴(yán)格的頻率容差,在數(shù)字通信系統(tǒng),不僅振蕩器不僅需要具備高性能它們還必須具有低噪聲特性等多種高參數(shù)性能.

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