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导读 在电子设备小型化方面取得了重大进展,《工程》杂志发表的一项研究报告称,发明了一种微机电系统 (MEMS) 时钟,可提供更高的精度和稳定性
在电子设备小型化方面取得了重大进展,《工程》杂志发表的一项研究报告称,发明了一种微机电系统 (MEMS) 时钟,可提供更高的精度和稳定性。该论文的标题为“基于同步微机械谐振器的 MEMS 惠更斯时钟”。
该时钟利用克里斯蒂安·惠更斯发现的同步原理,由两个同步的 MEMS 振荡器和一个频率补偿系统组成。
该研究详细说明了 MEMS 惠更斯时钟如何增强短期稳定性,艾伦偏差(衡量时钟随时间变化的精度的指标)提高了 3.73 倍,从 19.3 ppb 提高到 1 秒时的 5.17 ppb。时钟的长期稳定性也得到了显著提升,艾伦偏差提高了 1.6343 × 10 5倍,达到 6,000 秒时的 30.9 ppt。
为了实现这些结果,研究人员开发了一种频率补偿系统,该系统可以抵消 MEMS 振荡器的温度频率特性,从而通过控制谐振器电流来保持时钟的准确性。这项创新带来了一种高效的方法,可以同时补偿两个振荡器中的频率偏移,功耗仅为 2.85 mW∙°C −1。
该研究的全面解决方案为高精度MEMS振荡器奠定了基础,扩大了MEMS技术中同步的应用范围。随着电子元件的不断缩小,这一突破为电信、导航和数据处理等依赖精确计时的行业带来了光明的前景。
随着对更精确、更可靠的计时源的需求不断增长,本研究中提出的 MEMS 惠更斯钟将对微机电系统的未来及其与日常技术的融合产生重大影响。