Материалы

Сфера передачи данных и связи

В древние времена информация передавалась с помощью столбов дыма и флагов разного цвета. Существовало лишь ограниченное количество способов передачи подробной информации, например личные встречи или связь посредством писем. Все изменилось в 1876 году после изобретения Graham Bell (Грэм Белл) проводного телефона. Даже в Японии примерно 40 лет назад в каждой семье имелся стационарный телефон. После начавшегося в 1990-х перехода на цифровые технологии цифровые решения начали распространяться практически моментально, так что сегодня мы уже вступили в эру, когда телефон есть у каждого. С начала 1990-х технология мобильных телефонов постоянно совершенствовалась, и сейчас мы пользуемся смартфонами, обеспечивающими не только голосовую связь, но позволяющими также отправлять электронные письма, пользоваться Интернетом, принимать и отсылать видеосообщения, благодаря чему объем передаваемой информации возрос в огромной степени. Смартфоны сейчас есть у каждого человека. Вы можете разговаривать с другим человеком или передавать ему информацию в любое время и в любом месте, но в настоящее время намечаются существенные перемены к лучшему.

Не будет преувеличением сказать, что прошедший год (2020) стал первым годом связи стандарта 5G, и поэтому приборы на пьезокристаллах оказываются незаменимыми для реализации на практике 5G-решений для высокоскоростной связи с высокой пропускной способностью, с большим числом параллельных соединений и низким значением задержки.

Приборы на пьезокристаллах, необходимые для передачи информации

Оборудование для связи и передачи информации и пьезокристаллы. Кварц широко используется в качестве источника колебаний, с помощью которого благодаря присущим ему исключительным пьезоэлектрическим свойствам можно получать устойчивую частоту генерации. Изменения частоты опорного сигнала особенно неприемлемы в сфере беспроводной связи. В случае если в качестве источника частоты используется устройство на пьезокристаллах, сигнал будет стабильным, и связь будет устойчивой. И действительно, пьезокристаллы также используются в ваших мобильных телефонах и в беспроводных наушниках, и, выступая в качестве источника стабильной частоты, они внесли существенный вклад в развитие сферы связи и передачи информации. На рисунке 1 приведен пример сетевого соединения стандарта 5G.

Для каждого применения используются различные типы устройств на пьезокристаллах, например OCXO (термостатированный кварцевый генератор), VCXO (кварцевый генератор колебаний, управляемый напряжением) и SPXO (моноблочный кварцевый генератор частоты). Например, OCXO и SPXO служат для передачи данных, для которых требуется высокая стабильность частоты, они применяются для центральной базовой станции (секция центрального узла), а SPXO, VCXO и TCXO (высокоточные генераторы с температурной компенсацией) применяются для передачи данных в удаленной рабочей станции (секция удаленных/распределенных устройств). На терминалах мобильной связи TCXO и пьезокристаллические резонаторы с термисторами используются для объединения систем GPS/GNSS и 5G.

В системах беспроводной связи стандарта 5G также используется полоса частот 28 ГГц, называемая полосой миллиметровых волн. В таком высокочастотном диапазоне проблему представляет увеличение потребления энергии. Помимо этого, поскольку мы ставим перед собой цель создать операционную среду с возможностью подключения в любом месте для развития в будущем систем автономного вождения транспортных средств, в которой предполагается установка большого количества антенн, мы осознаем, что в будущем на рынке возникнет спрос на элементы малого размера, предлагаемые по низкой цене.

В условиях растущего спроса на высоконадежные недорогие компактные устройства с низким потреблением энергии, рассмотрим в качестве примера термостатированный кварцевый генератор ОСХО. В стандартном ОСХО для встроенного пьезокристаллического генератора будет поддерживаться постоянная температура, благодаря чему он станет генератором с кварцевой стабилизацией частоты. Высокая стабильность достигается при подавлении влияния колебаний частоты, вызванных изменениями температуры, но стандартный продукт имеет большой базовый размер, определяемый размером колебательного контура, включающего пьезокристаллический генератор, и поэтому теплоемкость и количество рассеиваемого тепла возрастают, вследствие чего возрастает потребление энергии.

Компания KDS имеет опыт успешной разработки термостатированных кварцевых генераторов OCXO, которые имеют более компактные размеры (7,3х4,9х2,0 мм) и более высокую производительность в сравнении с генераторами, производившимися ранее, благодаря своей уникальной конструкции, в которой в ядре OCXO применяется генератор Arkh.3G. Arkh.3G представляет собой продукт, который более чем на 85% меньше по объему и на 50% меньше по толщине в сравнении с обычными продуктами (является самым маленьким в мире пьезокристаллическим генератором класса 1612). Включение Arkh.3G в опорную часть устройств генерации привело к уменьшению их размеров, благодаря чему теплоемкость и количество рассеиваемого тепла были снижены практически до минимума. Помимо этого, ядро обычных продуктов, как правило, находится в воздушной среде, но в нашем продукте оно помещено в вакуум, и конструкция ядра затрудняет негативное воздействие, создаваемое конвективным теплообменом.

Уменьшение размеров ядра приводит к дальнейшему уменьшению общих размеров, например, до 5,0х3,2 мм. Более того, многослойная компоновка улучшает термоизоляцию при сохранении или лишь незначительном увеличении габаритных размеров, за счет чего достигается более высокая точность без увеличения размера. Мы также планируем расширить линейку предлагаемой продукции.

Стандартные термостатированные кварцевые генераторы OCXO монтируются вручную по причине их сложной конструкции и большого числа компонентов, за счет чего повышается себестоимость продукции и исключается возможность массового производства. С другой стороны, наши новые термостатированные кварцевые генераторы OCXO герметично упакованы в керамические корпуса, которые широко применяются благодаря простоте своей конструкции. Такая конструкция упрощает их монтаж на полностью автоматизированной производственной линии, что позволяет нам в больших количествах и по низким ценам поставлять термостатированные кварцевые генераторы OCXO на рынок базовых станций, для которого прогнозируется быстрый рост.

[OCXO: DC7050AS (Arkh.5G)]

Стабильность частоты в зависимости от температуры Энергопотребление

[TCXO: DSA/DSB535SGA]

Линейка продукции для базовой приемопередающей станции

Информацию по доступности кварцевых резонаторов производителя KDS, образцам и коммерческим условиям можно получить по телефонам или почте Этот адрес электронной почты защищён от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.. Мы будем рады Вам помочь!