Кварцевый резонатор

  • Печать

Кварцевый резонатор, пора прощаться...


Кварцевый резонатор или кварц, как его попросту называют радиолюбители, прослужил более 10 лет в устройствах синхронизации. На сегодняшний день его ресурсы исчерпаны и он готов оставить сцену радиоэлектронных компонентов. Основная причина в том, ему на смену пришли более прогрессивные технологии так называемые МЭМС — МикроЭлектроМеханическиеСистемы.


В принципе такого расклада и следовало ожидать, так как кварцевый резонатор в современном радиоэлектронном устройстве остается одним из самых громоздких электронных элементов. Последние разработки радиоэлектронных устройств можно сравнить с тем, что они стремятся пролезть в «игольное ушко». Кварцевый резонатор же не в состоянии этого сделать и остается по другую сторону. В этой связи технология микроэлектромеханических систем в скором времени вытеснит кварцы.
Что же такое МЭМС?
В последнее время на переднем плане соревнуются две технологии и вопрос о том, какая из них займет лидирующее место, остается пока открытым. Одна из них — электростатическая, а другая — пьезодинамическая. Каждая технология имеет как положительные стороны, так и недостатки.


На изображении слева представлен электростатический МЭМС-резонатор. Суть  его работы заключается в том, что подвижные части взаимодействуют с окружающим их электрическим полем. Подвижные элементы такой колебательной системы приходят в движение вследствие электростатического и емкостного воздействия.

В правой части изображения представлен другой тип резонаторов — электростатический. В этом случае предполагается использовать пьезоэлектрические актюаторы, которые позволяют преобразовать механические колебания в электрический сигнал, и наоборот,  электрический сигнал в механические колебания.
На данный момент впереди пока именно второй тип микро-резонаторов. По ряду многих характеристик и параметров он опережает электростатический вариант.

По сравнению с классическими кварцевыми резонаторами,  МЭМС обладают существенными преимуществами. Наравне с мизерными размерами, МЭМС обладают высокой надежностью, а также элементы на основе этой технологии имеют меньший коэффициент шума и низкий уровень потребление электроэнергии. Все это в совокупности представляет особое значение для производства современных  мобильных устройств. 

К примеру, резонаторы на основе МЭМС позволяют осуществлять установку непосредственно в чип, причем сразу несколько групп, если это необходимо. Генераторы, собранные на подобной микросистеме могут компенсировать дрейф колебаний частоты резонанса в широком диапазоне температур от -40 до +85 °C. От обычных кварцевых резонаторов такого ожидать не приходится. Кем-то было сказано, что "Скоро будем чинить молекулы". И в этом содержится большая доля истины.