標準COTS振蕩器的局限性,標準COTS振蕩器通常為滿足大眾市場需求而設計,在面對極端環(huán)境時,其性能會大打折扣.例如,在高溫或低溫環(huán)境下,COTS振蕩器的頻率穩(wěn)定性會受到嚴重影響.根據(jù)相關研究,普通COTS振蕩器在溫度范圍從-40°C到+85°C變化時,頻率漂移可能高達±50ppm.這對于一些對頻率精度要求極高的應用,如衛(wèi)星通信中的信號同步,是無法接受的偏差,可能導致信號傳輸錯誤,數(shù)據(jù)丟失等嚴重后果.

在高濕度,強電磁干擾等環(huán)境中,COTS振蕩器同樣面臨挑戰(zhàn).其密封性能往往不足以抵御濕氣侵入,從而影響內(nèi)部電路的正常工作.同時,由于缺乏有效的電磁屏蔽設計,在強電磁干擾環(huán)境下,COTS振蕩器容易受到外界干擾,產(chǎn)生頻率抖動和相位噪聲,進而降低整個系統(tǒng)的性能.抗輻射能力嚴重不足,在太空,核工業(yè)等輻射環(huán)境中,標準COTS振蕩器幾乎無法正常工作.輻射會對振蕩器內(nèi)部的半導體材料和電路造成損害,引發(fā)多種問題.比如,總電離劑量(TID)輻射會導致CMOS器件的閾值電壓漂移,使電路的邏輯功能出現(xiàn)錯誤.單粒子效應(SEE)則可能引發(fā)單粒子翻轉(zhuǎn)(SEU),導致存儲單元的數(shù)據(jù)錯誤,或產(chǎn)生單粒子鎖定(SEL),使芯片進入高電流狀態(tài),甚至燒毀芯片.在衛(wèi)星所處的低地球軌道環(huán)境中,輻射劑量可達每年數(shù)krad,在這樣的環(huán)境下,標準COTS振蕩器的壽命可能會被大幅縮短,無法滿足衛(wèi)星長期穩(wěn)定運行的需求性能一致性與可靠性存疑,COTS器件的制造工藝和質(zhì)量控制標準相對寬松,不同批次甚至同一批次的產(chǎn)品之間,性能可能存在較大差異.這是因為COTS器件的生產(chǎn)往往更注重成本和產(chǎn)量,而在性能一致性和可靠性方面的投入相對較少.這種性能的不一致性在大規(guī)模應用中會帶來嚴重問題.例如,在通信6G基站晶振陣列中,如果使用的COTS振蕩器性能參差不齊,可能導致各個基站之間的信號同步出現(xiàn)偏差,影響整個通信網(wǎng)絡的覆蓋范圍和通信質(zhì)量.而且,COTS振蕩器在長期使用過程中,由于材料老化,工藝缺陷等原因,出現(xiàn)故障的概率較高,這對于需要長期穩(wěn)定運行的系統(tǒng)來說,無疑是一個巨大的隱患.

行業(yè)趨勢與應用需求推動轉(zhuǎn)變

隨著航天航空晶振產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,小衛(wèi)星星座計劃如雨后春筍般涌現(xiàn).這些小衛(wèi)星通常運行在低地球軌道,面臨著強烈的輻射環(huán)境.據(jù)統(tǒng)計,未來幾年內(nèi),全球計劃發(fā)射的小衛(wèi)星數(shù)量將超過數(shù)萬顆.這些小衛(wèi)星對星載電子設備的可靠性和小型化提出了極高的要求.抗輻射振蕩器由于其出色的抗輻射性能和在惡劣環(huán)境下的穩(wěn)定性,成為小衛(wèi)星頻率控制的理想選擇.在衛(wèi)星通信領域,隨著5G乃至未來6G通信技術向太空的拓展,對衛(wèi)星通信設備的頻率精度和穩(wěn)定性要求進一步提高.抗輻射振蕩器能夠在復雜的太空環(huán)境中,確保通信信號的準確傳輸和接收,滿足高速率,大容量通信的需求.

在軍事國防領域,現(xiàn)代化戰(zhàn)爭對武器裝備的信息化,智能化程度要求越來越高.無論是戰(zhàn)斗機,導彈等武器平臺,還是雷達,通信等軍事裝備,都需要高精度,高可靠性的頻率控制設備.在戰(zhàn)場環(huán)境中,電磁干擾,輻射等因素復雜多變,標準COTS振蕩器難以滿足軍事裝備在這種極端條件下的穩(wěn)定運行需求.抗輻射振蕩器憑借其強大的抗干擾和抗輻射能力,能夠為軍事裝備提供穩(wěn)定的頻率基準,確保裝備在復雜戰(zhàn)場環(huán)境下的作戰(zhàn)效能.在核工業(yè)領域,核電站的控制系統(tǒng),輻射監(jiān)測設備等對電子設備的可靠性和穩(wěn)定性要求極高.核電站內(nèi)部存在著一定程度的輻射,標準COTS振蕩器在這種環(huán)境下的使用壽命和性能難以保證.抗輻射振蕩器則能夠在核輻射環(huán)境中穩(wěn)定工作,為核工業(yè)設備的安全運行提供可靠保障.

Rakon作為頻率控制和定時解決方案的領先制造商,一直致力于技術創(chuàng)新.從傳統(tǒng)的振蕩器技術到如今的先進頻率控制產(chǎn)品,Rakon不斷投入研發(fā)資源,提升自身技術實力.采用抗輻射振蕩器技術,Rakon能夠進一步拓展其技術邊界,開發(fā)出更適應復雜環(huán)境的頻率控制產(chǎn)品.例如,Rakon推出的MercuryR™專用集成電路(ASIC),具有高達100krad的總電離劑量(TID)抗性.基于該ASIC開發(fā)的抗輻射振蕩器,不僅能夠在太空等輻射環(huán)境中穩(wěn)定工作,還實現(xiàn)了更小的尺寸,更好的頻率穩(wěn)定性(從±100ppb降低到幾ppb)以及更高的抗沖擊和抗振動性能.這種技術創(chuàng)新不僅有助于Rakon滿足現(xiàn)有市場對高性能振蕩器的需求,還能夠開拓新的市場領域,如深空探測,高可靠性工業(yè)控制等,從而在激烈的市場競爭中占據(jù)更有利的地位.

Rakon瑞康為什么應該放棄標準COTS振蕩器而改用抗輻射的振蕩器

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