(a) Schéma de l’horloge originale de Huygens. (b) Structure du système d’horloge MEMS Huygens. (c) Mode de fonctionnement du résonateur MEMS. (d) Image d’un résonateur MEMS microfabriqué. PLL : boucle à verrouillage de phase ; TIA : amplificateur trans-impédance ; Va : tension de commande continue de l’oscillateur actif ; Vb : tension de commande continue de l’oscillateur passif ; Réf : référence. Crédit : Xueyong Wei et al.
Dans le cadre d’une évolution significative pour la miniaturisation des appareils électroniques, une étude publié en ingénierie a rapporté la création d’une horloge à systèmes microélectromécaniques (MEMS) qui offre une précision et une stabilité améliorées. L’article s’intitule “Horloge MEMS Huygens basée sur des résonateurs micromécaniques synchronisés”.
L’horloge, qui utilise le principe de synchronisation découvert par Christiaan Huygens, se compose de deux oscillateurs MEMS synchronisés et d’un système de compensation de fréquence.
La recherche détaille comment l’horloge MEMS Huygens améliore la stabilité à court terme, avec l’écart d’Allan (une mesure de la précision de l’horloge au fil du temps) s’améliorant d’un facteur de 3,73, passant de 19,3 ppb à 5,17 ppb à 1 seconde. La stabilité à long terme de l’horloge est également considérablement améliorée, l’écart d’Allan s’améliorant de 1,6343 × 105 fois pour atteindre 30,9 ppt à 6 000 secondes.
Pour obtenir ces résultats, les chercheurs ont développé un système de compensation de fréquence qui neutralise les caractéristiques température-fréquence de l’oscillateur MEMS, maintenant ainsi la précision de l’horloge en contrôlant le courant du résonateur. Cette innovation a conduit à une méthode très efficace de compensation simultanée des changements de fréquence dans les deux oscillateurs, consommant seulement 2,85 mW∙°C−1.
Le schéma de solution complet de l’étude ouvre la voie à des oscillateurs MEMS de haute précision et élargit le champ d’application de la synchronisation dans la technologie MEMS. Avec le rétrécissement continu des composants électroniques, cette avancée offre des perspectives prometteuses aux secteurs qui dépendent d’un chronométrage précis, comme les télécommunications, la navigation et le traitement des données.
À mesure que la demande de sources de synchronisation plus précises et plus fiables augmente, l’horloge MEMS Huygens présentée dans cette étude devrait avoir un impact substantiel sur l’avenir des systèmes microélectromécaniques et leur intégration dans les technologies quotidiennes.
Plus d’information:
Xueyong Wei et al, Horloge MEMS Huygens basée sur des résonateurs micromécaniques synchronisés, Ingénierie (2024). DOI : 10.1016/j.eng.2023.12.013
Fourni par l’ingénierie
Citation: L’horloge MEMS Huygens améliore la précision et la stabilité du chronométrage (12 juin 2024) récupéré le 12 juin 2024 sur
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2024-06-12 21:30:02
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