Сегодня 31 июля 2026
18+
MWC 2018 2018 Computex IFA 2018
реклама
Новости Hardware

Созданы «атомные» часы для смартфонов — скорость связи и точность навигации выйдут на новый уровень

На ежегодном мероприятии Annual IEEE International Electron Devices Meeting (71-м по счёту) представлено интересное и чрезвычайно перспективное решение — кремниевые часы с точностью, почти сравнимой с атомными. Разработка на порядки меньше и значительно энергоэффективнее современных атомных часов — вплоть до возможности установки в смартфоны, что позволит связи и навигации шагнуть далеко вперёд по скорости и точности.

 Источник изображения: Matthew Parker

Источник изображения: Matthew Parker

Устройство создали исследователи Университета Мичигана (University of Michigan). В своей основе это MEMS (микроэлектромеханическая система). Часы имеют размер меньше кубика сахара, что резко контрастирует с лабораторными атомными часами размером со шкаф. Разработка также выгодно выделяется на фоне современных электронных часов, например продукции компании SiTime. Новинка проще и работает на основе фундаментальных законов физики, а не за счёт изощрённых электронных схем.

Новые часы используют вибрации кремниевой пластины с пьезоэлектрической плёнкой — это генерирует базовый временной сигнал. Прорыв обеспечило легирование кремния фосфором, что сделало материал физически устойчивым к температурным изменениям и позволило электронике активно корректировать дрейф частоты.

Второй находкой стало использование встроенного датчика температуры. Электроника обнаруживает изменения и автоматически регулирует нагреватель, а также вносит коррекции в физические свойства кремниевой плёнки, электрически изменяя её жёсткость, что компенсирует внешние воздействия. В диапазоне температур от −40 °C до +85 °C частота практически не меняется. После 8 часов работы отклонение составляет всего 102 наносекунды, что при линейном масштабировании на неделю даёт дрейф чуть более 2 микросекунд. Это в 100 раз точнее существующих коммерческих MEMS-генераторов (например, от SiTime).

По сравнению с атомными часами разработка по точности уступает лучшим лабораторным моделям на несколько порядков, но сопоставима со стабильностью миниатюрных атомных часов, при этом занимая в десятки раз меньше места и потребляя в 10–20 раз меньше энергии. Атомные часы требуют серьёзной изоляции от окружающей среды и отличаются высоким энергопотреблением, что делает их непригодными для компактных устройств.

Разработка финансируется DARPA с целью создания часов, отклоняющихся не более чем на 1 мкс за неделю. Такие часы могут в корне изменить работу электроники там, где GPS недоступен: в космосе и под водой. Наконец, станет возможным устанавливать более точные часы в смартфоны, гарантируя повышение скорости передачи пакетов, что будет востребовано в будущем по мере роста скоростей передачи данных.

Источник:

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.
Материалы по теме

window-new
Soft
Hard
Тренды 🔥
Илон Маск опроверг слухи об отделении от Tesla китайского бизнеса по производству электромобилей 3 мин.
Первые тесты Radeon RX 9050 показали, что она до 30 % медленнее GeForce RTX 5050 47 мин.
Tesla выпустила 10-миллионный электромобиль — китайцы уже наступают на пятки 47 мин.
Keychron выпустила мышь-трекбол Nape Pro 49 мин.
Роботакси Zoox стало первой машиной без руля, получившей разрешение на перевозки людей в США за деньги 51 мин.
Apple устала от дефицита памяти — Тим Кук заговорил о поиске новых поставщиков, намекая на китайцев 52 мин.
NOAA откажется от суперкомпьютеров HPE Cray для прогнозирования погоды, отдав предпочтение Google Cloud 60 мин.
В загадочных сбоях Большого адронного коллайдера обвинили тёмную материю 2 ч.
Уборка без компромиссов: чем интересен вертикальный пылесос Trouver G70 Detect 3 ч.
Японская фабрика Sony возобновит выпуск датчиков изображений после мощного землетрясения 4 ч.