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來(lái)源：http://m.spinfm.net 作者：康華爾電子 2019年11月26
傳了這么多年MEMS是否能取代石英振蕩器的位置
在很早之前已經(jīng)有業(yè)內(nèi)人士設(shè)想,微機(jī)電系統(tǒng)MEMS振蕩器,是否會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)石英晶體振蕩器的作用和地位,幾十年來(lái),晶振行業(yè)里一直流傳這么一個(gè)說(shuō)法.其實(shí)在我看來(lái),MEMS振蕩器和石英振蕩器各有各的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn),那么二者之間有哪些區(qū)別,為什么說(shuō)其中一種會(huì)被另一種替代呢?可以看看以下的分析,相信大家就能找到答案了.
微機(jī)電系統(tǒng)或MEMS,是一種可以定義其最一般形式的技術(shù)作為使用微細(xì)加工技術(shù)制成的小型機(jī)械和機(jī)電元件(即設(shè)備和結(jié)構(gòu)).MEMS器件的關(guān)鍵物理尺寸可以從尺寸范圍的下端的一微米以下變化到幾毫米.同樣,MEMS器件的類(lèi)型可以從沒(méi)有移動(dòng)元件的相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)到非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu).
在集成微電子控制下具有多個(gè)運(yùn)動(dòng)元件的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng).MEMS的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)是至少存在一些具有某種機(jī)械功能的元件,無(wú)論這些元件是否可以移動(dòng).MEMS技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于傳感器和執(zhí)行器應(yīng)用中.此外,MEMS可編程晶振技術(shù)的新興應(yīng)用正在取代傳統(tǒng)的晶體振蕩器.本文將重點(diǎn)研究MEMS與晶體的關(guān)系,以闡明它們?cè)谙冗M(jìn)電子設(shè)計(jì)中的地位.
壓電晶體諧振器(晶體振蕩器)是WalterCady博士發(fā)明的,并在1920年代初獲得了專(zhuān)利.1921年,Cady設(shè)計(jì)了第一個(gè)基于石英晶體諧振器的頻率控制電路,并于1923年獲得了有關(guān)諧振器及其在無(wú)線(xiàn)電中的應(yīng)用的兩項(xiàng)基本專(zhuān)利.隨后,晶體振蕩器迅速成為控制無(wú)線(xiàn)電通信和其他早期電子應(yīng)用中的頻率的標(biāo)準(zhǔn).
上個(gè)世紀(jì)后期,高頻電子應(yīng)用的快速發(fā)展推動(dòng)了振蕩器技術(shù)的發(fā)展.已開(kāi)發(fā)出成本更低的晶體振蕩器替代品,以在頻率精度要求不高的應(yīng)用中提供定時(shí)功能.例如,在諸如VCR,電話(huà),玩具之類(lèi)的應(yīng)用中可以找到陶瓷諧振器.最近,MEMS振蕩器已成為晶體的替代品.
根據(jù)新墨西哥大學(xué)西南微系統(tǒng)教育中心在2008年發(fā)表的一篇論文,自1960年代中期以來(lái),用于MEMS振蕩器的核心技術(shù)一直在開(kāi)發(fā)中,但自2006年以來(lái)僅在商業(yè)應(yīng)用方面足夠先進(jìn).振蕩器是較老的,更成熟的石英晶振的有效替代品,具有更好的抗振動(dòng)和機(jī)械沖擊能力,以及溫度變化方面的可靠性.
從這一表述來(lái)看,也許可以得出結(jié)論,晶體振蕩器在標(biāo)準(zhǔn)體系中已經(jīng)失去了地位,但這遠(yuǎn)非現(xiàn)實(shí).SiMEMS器件的框圖,如下一頁(yè)頂部的圖1所示,由MEMS諧振器,穩(wěn)定的鎖相環(huán)和提供溫度穩(wěn)定性的附加電路組成.航空航天技術(shù),軍事制導(dǎo)系統(tǒng),井下鉆井控制等領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅速,與性能最佳的MEMS器件相比,整個(gè)應(yīng)用范圍更適合于先進(jìn)的晶體振蕩器.雖然比MEMS昂貴,但晶體振蕩器的固有簡(jiǎn)單性增加了它們的可靠性.
在2014年9月由愛(ài)普生晶振(Epson)發(fā)表的白皮書(shū)中,也許找到了與高可靠性應(yīng)用相關(guān)的更相關(guān)的信息來(lái)源.盡管該論文是由一家公司比較其自己的晶體振蕩器與可比較的MEMS器件而制作的,結(jié)果值得考慮.
看到這里,相信大家心里都有了一些明顯,短期內(nèi),至少是10年以?xún)?nèi),MEMS可編程晶振是無(wú)法完完全全取代石英晶體振蕩器的,但未來(lái)如何并不好說(shuō).康華爾電子是專(zhuān)業(yè)的進(jìn)口晶體振蕩器供應(yīng)商,提供原廠(chǎng)原裝的MEMS振蕩器以及石英振蕩器產(chǎn)品,從業(yè)10余年以來(lái),一直重視品質(zhì)與對(duì)客戶(hù)承諾,始終堅(jiān)持為廣大新老客戶(hù)供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的晶振產(chǎn)品.
傳了這么多年MEMS是否能取代石英振蕩器的位置
在很早之前已經(jīng)有業(yè)內(nèi)人士設(shè)想,微機(jī)電系統(tǒng)MEMS振蕩器,是否會(huì)代替?zhèn)鹘y(tǒng)石英晶體振蕩器的作用和地位,幾十年來(lái),晶振行業(yè)里一直流傳這么一個(gè)說(shuō)法.其實(shí)在我看來(lái),MEMS振蕩器和石英振蕩器各有各的優(yōu)勢(shì)和缺點(diǎn),那么二者之間有哪些區(qū)別,為什么說(shuō)其中一種會(huì)被另一種替代呢?可以看看以下的分析,相信大家就能找到答案了.
微機(jī)電系統(tǒng)或MEMS,是一種可以定義其最一般形式的技術(shù)作為使用微細(xì)加工技術(shù)制成的小型機(jī)械和機(jī)電元件(即設(shè)備和結(jié)構(gòu)).MEMS器件的關(guān)鍵物理尺寸可以從尺寸范圍的下端的一微米以下變化到幾毫米.同樣,MEMS器件的類(lèi)型可以從沒(méi)有移動(dòng)元件的相對(duì)簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)到非常復(fù)雜的結(jié)構(gòu).
在集成微電子控制下具有多個(gè)運(yùn)動(dòng)元件的復(fù)雜機(jī)電系統(tǒng).MEMS的一個(gè)主要標(biāo)準(zhǔn)是至少存在一些具有某種機(jī)械功能的元件,無(wú)論這些元件是否可以移動(dòng).MEMS技術(shù)現(xiàn)已廣泛應(yīng)用于傳感器和執(zhí)行器應(yīng)用中.此外,MEMS可編程晶振技術(shù)的新興應(yīng)用正在取代傳統(tǒng)的晶體振蕩器.本文將重點(diǎn)研究MEMS與晶體的關(guān)系,以闡明它們?cè)谙冗M(jìn)電子設(shè)計(jì)中的地位.
壓電晶體諧振器(晶體振蕩器)是WalterCady博士發(fā)明的,并在1920年代初獲得了專(zhuān)利.1921年,Cady設(shè)計(jì)了第一個(gè)基于石英晶體諧振器的頻率控制電路,并于1923年獲得了有關(guān)諧振器及其在無(wú)線(xiàn)電中的應(yīng)用的兩項(xiàng)基本專(zhuān)利.隨后,晶體振蕩器迅速成為控制無(wú)線(xiàn)電通信和其他早期電子應(yīng)用中的頻率的標(biāo)準(zhǔn).
上個(gè)世紀(jì)后期,高頻電子應(yīng)用的快速發(fā)展推動(dòng)了振蕩器技術(shù)的發(fā)展.已開(kāi)發(fā)出成本更低的晶體振蕩器替代品,以在頻率精度要求不高的應(yīng)用中提供定時(shí)功能.例如,在諸如VCR,電話(huà),玩具之類(lèi)的應(yīng)用中可以找到陶瓷諧振器.最近,MEMS振蕩器已成為晶體的替代品.
根據(jù)新墨西哥大學(xué)西南微系統(tǒng)教育中心在2008年發(fā)表的一篇論文,自1960年代中期以來(lái),用于MEMS振蕩器的核心技術(shù)一直在開(kāi)發(fā)中,但自2006年以來(lái)僅在商業(yè)應(yīng)用方面足夠先進(jìn).振蕩器是較老的,更成熟的石英晶振的有效替代品,具有更好的抗振動(dòng)和機(jī)械沖擊能力,以及溫度變化方面的可靠性.
從這一表述來(lái)看,也許可以得出結(jié)論,晶體振蕩器在標(biāo)準(zhǔn)體系中已經(jīng)失去了地位,但這遠(yuǎn)非現(xiàn)實(shí).SiMEMS器件的框圖,如下一頁(yè)頂部的圖1所示,由MEMS諧振器,穩(wěn)定的鎖相環(huán)和提供溫度穩(wěn)定性的附加電路組成.航空航天技術(shù),軍事制導(dǎo)系統(tǒng),井下鉆井控制等領(lǐng)域的應(yīng)用發(fā)展迅速,與性能最佳的MEMS器件相比,整個(gè)應(yīng)用范圍更適合于先進(jìn)的晶體振蕩器.雖然比MEMS昂貴,但晶體振蕩器的固有簡(jiǎn)單性增加了它們的可靠性.
看到這里,相信大家心里都有了一些明顯,短期內(nèi),至少是10年以?xún)?nèi),MEMS可編程晶振是無(wú)法完完全全取代石英晶體振蕩器的,但未來(lái)如何并不好說(shuō).康華爾電子是專(zhuān)業(yè)的進(jìn)口晶體振蕩器供應(yīng)商,提供原廠(chǎng)原裝的MEMS振蕩器以及石英振蕩器產(chǎn)品,從業(yè)10余年以來(lái),一直重視品質(zhì)與對(duì)客戶(hù)承諾,始終堅(jiān)持為廣大新老客戶(hù)供應(yīng)優(yōu)質(zhì)的晶振產(chǎn)品.
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