石英晶體元件在電子學(xué)上的應(yīng)用
來源：http://m.mingdakt.cn 作者：konuaer 2013年08月16
石英晶體元件是目前電子元器件領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛的基礎(chǔ)元件之一,可廣泛用于各種電子技術(shù)應(yīng)用方面.文中分析了石英晶體元器件應(yīng)用區(qū)分,重點(diǎn)介紹了石英晶體器件市場和導(dǎo)航方向,指出了石英晶體元件的主要應(yīng)用領(lǐng)域及市場情況.
石英晶體器件市場
導(dǎo)航：對于精確導(dǎo)航來說，精確時(shí)間是最重要的。在歷史上，導(dǎo)航曾是人類研究更好時(shí)鐘的主要?jiǎng)恿ΑＩ踔猎谶h(yuǎn)古時(shí)代，人們已能夠通過觀測星球的位置來測量緯度，但是，要確定經(jīng)度，這個(gè)問題就變成了計(jì)時(shí)問題了。由于地球旋轉(zhuǎn)一周要花24 小時(shí)，所以人們能夠根據(jù)當(dāng)?shù)氐臅r(shí)間（由太陽位置確定）和格林威治子午圈的時(shí)間（由某一時(shí)鐘確定）的時(shí)間差來確定經(jīng)度。
1714 年，英國政府對第一個(gè)生產(chǎn)出能夠測定6 個(gè)星期航海30 海哩的航船經(jīng)度的時(shí)鐘（即準(zhǔn)確度為每年3 秒的時(shí)鐘）賞以20000 英鎊的獎(jiǎng)金。英國人John Harrison 于1735 年成功的發(fā)明了天文鐘而得到了這筆錢。
今天的電子導(dǎo)航系統(tǒng)還要求更高的精確度。由于光（無線電波）每微秒傳播300 米，比如，航船的計(jì)時(shí)誤差為1ms，則導(dǎo)航誤差為300km。在全球定位系統(tǒng)中，衛(wèi)星中的原子鐘和接收機(jī)中的石英晶體振蕩器提供納秒級的精確度。最后的（全球）導(dǎo)航精確度大約為10m（見第8 章關(guān)于GPS 的詳細(xì)介紹）。
商用雙路無線電臺：過去，由于商用雙路無線電臺用戶數(shù)目的增長，信道間隔已經(jīng)變窄，較高頻率的頻譜必須分配來適應(yīng)這種需要，由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)來說，較窄的信道間隔和較高的工作頻率均要求嚴(yán)格的頻率容限。1940 年只有幾千臺商用廣播電臺的發(fā)射機(jī)投入使用，500ppm 的容限就足夠了。今天，工作在800MHz 以上的步話機(jī)，必須保持2.5ppm 的頻率容限或更高。896~961MHz 和935~940MHz 移動式無線電頻帶要求主站的頻率容限為0.1ppm，而要求移動站的頻率容限為1.5ppm。
為了適應(yīng)更多用戶的需要，對頻率準(zhǔn)確度的要求會越來越高。例如，NASA 正在研制使用步話機(jī)手持終端的個(gè)人衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，該系統(tǒng)的上限頻率為30GHz,下限頻率為20GHz，信道間隔為10KHz,對終端頻率的準(zhǔn)確度的要求為10-8。
康華爾電子
| 軍用和航天應(yīng)用 | 工業(yè)應(yīng)用 | 民用 |
|
通訊 導(dǎo)航 敵我識別系統(tǒng) 雷達(dá) 傳感器 制導(dǎo)系統(tǒng) 引信 電子戰(zhàn) 聲納浮標(biāo) 研究和工藝 原子鐘 儀器 天文學(xué)和大地測量 空間跟蹤 天體導(dǎo)航 |
通訊 電視通訊 輕便式、分區(qū)式、手提式 無線電設(shè)備和電話 航空，航海 導(dǎo)航 儀器 計(jì)算機(jī) 數(shù)字系統(tǒng) 陰極射線顯示器 軟盤 調(diào)制解調(diào)器 標(biāo)簽，標(biāo)志 公用事業(yè) 傳感器 |
手表和鐘 無線電話 家用電話 無線電設(shè)備和高頻設(shè)備 彩電 便攜電視系統(tǒng) 家用計(jì)算機(jī) VCR和電視攝象機(jī) 業(yè)余無線電臺 玩具和游戲機(jī) 起搏器 其他醫(yī)用設(shè)備 自動化 引擎控制，收音機(jī)，鐘 Trip 計(jì)算機(jī)，GPS |
| 工藝 | 年產(chǎn)量 | 單價(jià) | 全世界年交易額 |
| 石英晶體 | ~200億 | ~$1($0.1—3000) | ~$12 億 |
| 原子頻率標(biāo)準(zhǔn) | |||
| 氫鐘 | ~10 | $200000 | $2 百萬 |
| 銫射束的頻率標(biāo)準(zhǔn) | ~500 | $50000 | $2 千5 百萬 |
| 銣電池的頻率標(biāo)準(zhǔn) | ~60000 | $2000 | $1 億2 千萬 |
1714 年，英國政府對第一個(gè)生產(chǎn)出能夠測定6 個(gè)星期航海30 海哩的航船經(jīng)度的時(shí)鐘（即準(zhǔn)確度為每年3 秒的時(shí)鐘）賞以20000 英鎊的獎(jiǎng)金。英國人John Harrison 于1735 年成功的發(fā)明了天文鐘而得到了這筆錢。
今天的電子導(dǎo)航系統(tǒng)還要求更高的精確度。由于光（無線電波）每微秒傳播300 米，比如，航船的計(jì)時(shí)誤差為1ms，則導(dǎo)航誤差為300km。在全球定位系統(tǒng)中，衛(wèi)星中的原子鐘和接收機(jī)中的石英晶體振蕩器提供納秒級的精確度。最后的（全球）導(dǎo)航精確度大約為10m（見第8 章關(guān)于GPS 的詳細(xì)介紹）。
商用雙路無線電臺：過去，由于商用雙路無線電臺用戶數(shù)目的增長，信道間隔已經(jīng)變窄，較高頻率的頻譜必須分配來適應(yīng)這種需要，由于發(fā)射機(jī)和接收機(jī)來說，較窄的信道間隔和較高的工作頻率均要求嚴(yán)格的頻率容限。1940 年只有幾千臺商用廣播電臺的發(fā)射機(jī)投入使用，500ppm 的容限就足夠了。今天，工作在800MHz 以上的步話機(jī)，必須保持2.5ppm 的頻率容限或更高。896~961MHz 和935~940MHz 移動式無線電頻帶要求主站的頻率容限為0.1ppm，而要求移動站的頻率容限為1.5ppm。
為了適應(yīng)更多用戶的需要，對頻率準(zhǔn)確度的要求會越來越高。例如，NASA 正在研制使用步話機(jī)手持終端的個(gè)人衛(wèi)星通訊系統(tǒng)，該系統(tǒng)的上限頻率為30GHz,下限頻率為20GHz，信道間隔為10KHz,對終端頻率的準(zhǔn)確度的要求為10-8。
康華爾電子
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