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        低衰老振蕩器的現狀和未來

        來源:http://www.ideas-product.com 作者:帝國科技 2019年02月22
               最佳長期老化表現的緩慢進展令人費解,因為在過去30年中,已經取得了許多進步,應該取得了進展.其中包括:SC切割,更好的超高真空系統,更好的清潔技術,更好地理解應力效應,以及更好的溫補晶體振蕩器電路.這些進步似乎已經導致初始老化的顯著改善,但不會導致長期老化.隨著制造商采用這些進步,這些進步也導致大批量生產中諧振器老化的改善.
              1983年至1984年,進行了一項關于制造低老化諧振器的全球能力的非正式調查.確定了10個組織,這些組織可以在連續運行30天后制造每天10十一次方個部件的諧振器.盡管用于制造這些SMD無源晶體的工藝變化很大,但長期老化的最終結果卻沒有(然而,穩定期對于某些人而言比其他人要短得多).
        低衰老振蕩器的現狀和未來
              使用AT,BT和SC切割諧振器實現了10的十一次方老化的部件;玻璃封閉,金屬封閉,陶瓷扁平封閉諧振器;天然,培養和掃掠的石英;使用輕微蝕刻和深蝕刻的諧振器板;機械拋光和化學拋光板;在密封諧振器之前進行高溫真空烘烤似乎是產生低老化的所有過程共同的關鍵步驟.雖然烘烤溫度,時間和真空條件變化很大,但從調查和其他證據可以清楚地看出,密封前的真空烘烤是生產低老化石英晶體諧振器的必要步驟.
              除了高溫處理之外,在某些方面,所有工藝共有的唯一參數是石英材料.在過去的30年中,在減少石英缺陷(例如位錯和氫含量)方面沒有顯著改進.事實上,多年來培養石英中的位錯密度可能已經增加.由于商業上可獲得的培養石英的質量對于幾乎所有大批量應用都是足夠的,并且由于種植者通過使用天然石英定期“更新”種子是昂貴的,因此種植者幾乎沒有動力來刷新種子.如果種子沒有被更新,則在連續幾代培養的石英種子上生長的培養石英將包含增加的位錯密度.盡管從30年前開始就沒有關于低老化諧振器中的缺陷密度的數據,但可以想象,最低老化諧振器的老化與石英缺陷有某種關系.石英的除氣也可能限制可達到的最低老化.
              所有諧振器共有的另一個參數是由于宇宙射線和土壤和建筑材料中的放射性微量元素引起的背景電離輻射.背景輻射量取決于位置.據報道,美國天然來源的年平均輻射劑量約為0.1弧度.
        低衰老振蕩器的現狀和未來
              諧振器的輻射靈敏度是低劑量劑量的高度非線性函數.低劑量輻射效應尚不清楚.低劑量時每rad的頻率變化可比高劑量高幾個數量級;初始輻照時報告的靈敏度高達每X射線10X-9次方.具有這種靈敏度的諧振器將表現出明顯的老化(即漂移),每年1×10-1次方0或3×10的-13次方每天由于背景輻射.雖然已經發現其他共振器具有較小的靈敏度,并且在實驗中輻射的沉積速度比背景輻射的沉積速度快得多,因為低劑量效應尚不清楚,并且速率依賴性非常低速率是未知的,可以想象,背景輻射的影響在最低老化諧振器中是不可忽略的.更好地理解低劑量效應(以及最小化這些影響的方法)可能是對超低老化壓電陶瓷晶振技術進行實質性改進的先決條件.
              為了實現最低的老化速率,還必須仔細設計有源晶體振蕩器電路.然而,實現低于每天10的12次方個振蕩器穩定性的部件并非易事;最好的電路似乎還沒有限制小型C1諧振器可實現的長期老化,例如5-MHz5次諧波SC切割.
              盡管在改善最低老化振蕩器的老化方面缺乏顯著進展,但沒有證據表明進一步改進的障礙是不可克服的.尚未完成所有已知衰老機制最小化的確定性實驗

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