部份球面石英晶体谐振器的设计

只有一边缘曲面的部分球面晶体谐振器常被用作低频范围的高Q值AT切器件。过去,已经提出过有关电极质量负载极小的均勻球面晶体的论述,但是要把只有一边缘曲面和镀回量不能忽略的扁平晶片的理论证明得使人信服就会困难得多。本文仿效以前的文章,通过对每一区域波导振荡模色散关系的严格推导,将问题简化为二维形式,精确到横向波数的二阶,这相当于标准的厚度切变截止模。已经采用一种量子力学的常用方法,把谐波振荡器的函数作为基本函数,并且根据这个基本函数以扰动法简化本征解。这种方法注意到了边界条件的自动匹配问题,而这的确需要对基本函数的大量数值加以积分计算,但是这一点用现代计算机是很容易完成的。     

温度补偿振荡器用SC切谐振器

本文介绍对SC切TCXO谐振器的频温一切角特性的测定情况。θ值是在下转折点温度范围+100℃至-70℃的数值。根据这种谐振器的频率温度(f-T)特性,测出了在不同温度范围(即-40℃—+75℃, -54℃—+85℃和0℃—+60℃)的最佳切角、最小频率偏移和最大频率-温度斜率。业已发现,用普通切割设备就能很容易达到切角公差。初步的滞后测量结果表明,SC切谐振器可以使TCXO的稳定度得到明显提高。     

晶片几何形状对AT和SC切石英谐振器加速灵敏度的影响

AT切谐振器的加速灵敏度与晶片的曲率密切相关。片子的球面变得较平时,加速灵敏度系数差不多随着屈光度值线性地减小。已经研究过四种类型的AT切谐振器:5MHz基模,5MHz三次泛音,10MHz三次泛音和20 MHz基模。已经发现给定球面的双凸谐振器并不比同样球面的平凸谐振器的加速灵敏度更低。据观察,晶片的曲率和SC切谐振器的加速灵敏度没有关系。设计的大量的基模和三次泛音AT与SC切谐振器已通过鉴定。至今,设计得最好的AT切谐振器的加速灵敏度并不比设计得最好的SC切谐振器的加速灵敏度差。     

氮化铝薄膜及复合体波谐振器

为了在超高频范围内对基模振荡器进行控制和运用滤波器,开展了对于小型体波谐振器的基本材料和器件特性的研究。本文报道了氮化铝(ALN)在构成复合谐振器几何形状和边缘支撑型晶片结构方面的性能。 ALN薄膜是在直流平板磁控管溅镀装置中,用中间电极溅射出来的AL和等离子气体中的N_2之间的等离子体反应生成的。一般溅镀条件是:溅镀压力=1×10~(-3)毛,空气含氮量=99.999％基片温度=200℃,直流功率-225瓦,溅镀率=1.2微米/小时。ALN薄膜的品质用扫描式电子显微镜(SEM)、X射线衍射法和奥格(Auger)电子分光镜进行鉴定。检测结果说明,溅镀的ALN薄膜具有严格的晶向结构,其C轴垂直于Si(硅)基片表面。对于由1.7微米ALN薄膜和8微米Si基片组成的谐振器,测出的基频串联谐振频率为328.53兆赫,基频并联谐振频率为328.61兆赫。这种规格谐振器的Q值约有7500,它在-20℃至+120℃范围内的实测温度系数约为-4×10~(-8)/℃。对于具有1.7微米ALN薄膜和6微米Si基片的谐振器,实测的温度系数是-6×10~(-6)/℃。这种规格谐振器的Q值约为5000,它的基频串联谐振频率是524.11兆赫,而基频并联谐振频率是524.45兆赫。应用微电子半导体加工技术,已经制成了边缘支撑型ALN晶片。晶片厚度为1.0至7微米,面积约为300平方微米。这种晶片是边缘支撑型的,这与以前报道的底膜支撑型薄膜是不相同的。厚度为6.5微米的典型ALN晶片在790兆赫附近产生基模谐振,耦合系数为10.3％。在-20℃至120℃范围内测得的温度系数可达到-20.5×10~(-6)/℃。目前,已按外延特性制造出具有水平C轴的氧化锌ZnO晶片。这种晶片显示出切变波谐振特性,这意味着晶片有很高的谐振Q和比较简单的模式结构。     

声表面波气体检测器

本文介绍一种利用声表面波的新型气体检测器的试验结果。声表面波(SAW)压电气体检测器由制作在一块压电衬底上的SAW双延迟线组成,每一延迟线都接有一振荡器。在一根延迟线振荡器的传播路径上涂以选择性吸收薄膜,而在另一传播路径上则不涂复而用作稳定参考。由吸附在涂有薄膜的延迟线上的气体所引起的质量负载或应力效应造成的相位延迟变化,导致相对于参考振荡器的频率偏移。这种频率偏移是与气体浓度成比例的。由于SAW能集中在薄膜附近,故检测器的灵敏度很高。另外,只要给SAW压电气体检测器涂以相应的选择性薄膜,就可以检测任何气体。为了证明这一点,现已制成一个利用三乙醇胺薄膜测量空气中二氧化硫(SO_2)的检测器,并且已经证明能够检测出浓度为10×10~(-9)的二氧化硫。对灵敏度、线性、再现性、选择性和可靠性的研究,发现在大多数情况下比其它类型的气体检测器优越。本文讨论器件性能(例如选择性和随时间的稳定性)的主要缺点,以及改善的可能方法和进一步研究的方向。     

利用GPS信号进行最佳时间和频率的传输

一、引言 GPS卫星系统的实现使原子钟的信号能到达任何一个拥有接收机的用户。原子钟和用户网两者的确切表征对获取最佳的时间和频率信息是重要的。本文将叙述从GPS的一套数据中获取最佳的时间和频率信息的方法和某些接近最佳且简单的数据处理技术。考虑三种简单的情况:情况A为“共视法”(Common-View approach);情况B为直接观测单个卫星,采样时间为几秒到几小时;情况C为观测单个卫星,每天几分钟,     

轻便型氢脉泽研制计划的试验结果

在美国空军支持下西格玛-托标准公司承担的定名为“轻便型氢脉泽的研究和发展计划”已经完成。从小型腔脉泽的新概念开始,通过对试验电路板脉泽的测试,该项工作已经从试验性泡和腔的最佳选择进展到对称之为“小型氢脉泽”第一台工作样机的设计、制造和测试。为了达到计划的目的,在过去的实践基础上提出一些新的试制和改进的要求。这些要求是:改进氢源,改善射束光学设备,新的选态器、新的腔频控制技术和Q的提高以及更小型的高效电子系统。本文介绍“小型氢脉泽”最近的试验结果,同时也将讨论氢脉泽进一步小型化和在改善大泡氢脉泽方面改进加工工艺的意义。     

国内和国际时间、频率的比对

利用卫星进行时间、频率比对的技术已为测量远地时钟之间的时间差及频率差提供了条件并大大地提高了测量精度。本文将对各种远地时钟比对技术做一扼要回顾,而重点放在全球定位系统(GPS)上。 GPS系统的问世首先为低成本、高精度、自动化地进行国际时间、频率的比对创造了条件。已经证明,当已知卫星星历表在几米之内时,这折算成地球表面上的两个远地时钟在同时接收GPS信号的时差仅为几个毫微秒。两个远地时钟的时差是简单地通过两地读数相减得到的,而每一地的读数则从共视测量值中减去一个差动延迟常数而得到。延迟常数可通过一开始的计算或测量获得。利用这种同时观测技术也可将其他共模误差如GPS时钟误差、电离层误差等消除或减少。由于GPS卫星轨道的黄道(ecliptic)的倾角很高,因此基本上可以做到所有北半球各观测点之间具有共视能力,而南半球的主要观测点则与北部的关键定时中心之间具有共视能力。本文也将对其他技术如“双向”卫星技术、LASSO、STIFT、GOES气象卫星系统及其有关技术等做一回顾和讨论。上述技术的现状将在对它们的用途和特点的叙述时一并讨论。有关将来的发展计划也将论及。     

加拿大国家研究院(NRC)的时间传递工作

加拿大的CHU分别以3.330兆赫(3千瓦)、7.335兆赫(10千瓦)和14.670兆赫(3千瓦)的频率连续进行广播。每分钟用法语和英语报时,而它的第31个至第39个秒脉冲用频移键控(FSK)时间码发播。加拿大广播公司每天在历书时中午12点用它们的法语线路,而在每天历书时下午1点用它们的英语线路向全加拿大广播NRC的时间信号。在直接远距离拔号(DDD)的电话线路上,可以用法语和英语询问通话时钟(Talking Clocks)。在具有三重冗余码(triply redundant Code)发生器和逻辑电路的DDD电话线路上也可以使用FSK码,以保证不出错码。已研制出一种原型遥控钟,它能测量并校正由于遥远位置产生的延迟,甚至通过卫星也能保证毫秒的精度。利用“交响乐”卫星进行的双路卫星时间传递实验,在与法国实验了四年,与德国实验了两年之后,于1983年7月1日结束。在NRC时间实验室附近建设了两座带有3米天线、功率为1瓦的卫星地面站。采用低功率连续波音调,通过加拿大Anik通讯卫星用6/4GHz的商用频段进行的双向传输实验,取得了亚毫微秒的精度。正在计划进行伪随机噪声码(Prn Code)的传输实验。     

国家标准局新的时间、频率服务

一、引言 1983年国家标准局(NBS)建立了两项新的时间和频率服务。这两项服务的建立使得用户能比以前更精确地、更不费力地得到溯源于NBS的时间和频率。这些新的服务可以为那些要求时间传递精度在3毫微秒到1微秒范围内的或要求频率校准性能在10~(-11)到10~(-14)范围内的用户服务。然而,有许多不需要这么高精度的应用,用户也能从这些服务得到好处,这是因为其自动化程度高,使用简单、并有NBS的帮助。