标准COTS振荡器的局限性,标准COTS振荡器通常为满足大众市场需求而设计,在面对极端环境时,其性能会大打折扣.例如,在高温或低温环境下,COTS振荡器的频率稳定性会受到严重影响.根据相关研究,普通COTS振荡器在温度范围从-40°C到+85°C变化时,频率漂移可能高达±50ppm.这对于一些对频率精度要求极高的应用,如卫星通信中的信号同步,是无法接受的偏差,可能导致信号传输错误,数据丢失等严重后果.

在高湿度,强电磁干扰等环境中,COTS振荡器同样面临挑战.其密封性能往往不足以抵御湿气侵入,从而影响内部电路的正常工作.同时,由于缺乏有效的电磁屏蔽设计,在强电磁干扰环境下,COTS振荡器容易受到外界干扰,产生频率抖动和相位噪声,进而降低整个系统的性能.抗辐射能力严重不足,在太空,核工业等辐射环境中,标准COTS振荡器几乎无法正常工作.辐射会对振荡器内部的半导体材料和电路造成损害,引发多种问题.比如,总电离剂量(TID)辐射会导致CMOS器件的阈值电压漂移,使电路的逻辑功能出现错误.单粒子效应(SEE)则可能引发单粒子翻转(SEU),导致存储单元的数据错误,或产生单粒子锁定(SEL),使芯片进入高电流状态,甚至烧毁芯片.在卫星所处的低地球轨道环境中,辐射剂量可达每年数krad,在这样的环境下,标准COTS振荡器的寿命可能会被大幅缩短,无法满足卫星长期稳定运行的需求性能一致性与可靠性存疑,COTS器件的制造工艺和质量控制标准相对宽松,不同批次甚至同一批次的产品之间,性能可能存在较大差异.这是因为COTS器件的生产往往更注重成本和产量,而在性能一致性和可靠性方面的投入相对较少.这种性能的不一致性在大规模应用中会带来严重问题.例如,在通信6G基站晶振阵列中,如果使用的COTS振荡器性能参差不齐,可能导致各个基站之间的信号同步出现偏差,影响整个通信网络的覆盖范围和通信质量.而且,COTS振荡器在长期使用过程中,由于材料老化,工艺缺陷等原因,出现故障的概率较高,这对于需要长期稳定运行的系统来说,无疑是一个巨大的隐患.

行业趋势与应用需求推动转变

随着航天航空晶振产业的迅猛发展,小卫星星座计划如雨后春笋般涌现.这些小卫星通常运行在低地球轨道,面临着强烈的辐射环境.据统计,未来几年内,全球计划发射的小卫星数量将超过数万颗.这些小卫星对星载电子设备的可靠性和小型化提出了极高的要求.抗辐射振荡器由于其出色的抗辐射性能和在恶劣环境下的稳定性,成为小卫星频率控制的理想选择.在卫星通信领域,随着5G乃至未来6G通信技术向太空的拓展,对卫星通信设备的频率精度和稳定性要求进一步提高.抗辐射振荡器能够在复杂的太空环境中,确保通信信号的准确传输和接收,满足高速率,大容量通信的需求.

在军事国防领域,现代化战争对武器装备的信息化,智能化程度要求越来越高.无论是战斗机,导弹等武器平台,还是雷达,通信等军事装备,都需要高精度,高可靠性的频率控制设备.在战场环境中,电磁干扰,辐射等因素复杂多变,标准COTS振荡器难以满足军事装备在这种极端条件下的稳定运行需求.抗辐射振荡器凭借其强大的抗干扰和抗辐射能力,能够为军事装备提供稳定的频率基准,确保装备在复杂战场环境下的作战效能.在核工业领域,核电站的控制系统,辐射监测设备等对电子设备的可靠性和稳定性要求极高.核电站内部存在着一定程度的辐射,标准COTS振荡器在这种环境下的使用寿命和性能难以保证.抗辐射振荡器则能够在核辐射环境中稳定工作,为核工业设备的安全运行提供可靠保障.

Rakon作为频率控制和定时解决方案的领先制造商,一直致力于技术创新.从传统的振荡器技术到如今的先进频率控制产品,Rakon不断投入研发资源,提升自身技术实力.采用抗辐射振荡器技术,Rakon能够进一步拓展其技术边界,开发出更适应复杂环境的频率控制产品.例如,Rakon推出的MercuryR™专用集成电路(ASIC),具有高达100krad的总电离剂量(TID)抗性.基于该ASIC开发的抗辐射振荡器,不仅能够在太空等辐射环境中稳定工作,还实现了更小的尺寸,更好的频率稳定性(从±100ppb降低到几ppb)以及更高的抗冲击和抗振动性能.这种技术创新不仅有助于Rakon满足现有市场对高性能振荡器的需求,还能够开拓新的市场领域,如深空探测,高可靠性工业控制等,从而在激烈的市场竞争中占据更有利的地位.

Rakon瑞康为什么应该放弃标准COTS振荡器而改用抗辐射的振荡器

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