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word完美格式 精心整理 学习帮手 微机械振动谐振器的规模集成极其振荡器实现[0] 英文摘要：micromechanical RF filters and reference oscillators based on recently demonstrated vibrating on-chip micromechanical resonators with Q’s10,000 at 1.5 GHz are described as an attractive solution to the increasing count of RF components (e.g., filters) expected to be needed by future multi-band, multimode wireless devices. Indeed, as vibrating RF MEMS devices are perceived more as circuit building blocks than as stand-alone devices, and as the frequency processing circuits they enable become larger and more complex, the makings of an integrated micromechanical circuit technology begin to take shape, perhaps with a functional breadth not unlike that of integrated transistor circuits. 关键词：微机械谐振器，振动，微机械规模集成，微机械振荡器 一、微机械振动谐振器的前途 当前电子系统的性能主要受时钟和参考频率的准确性和稳定性的限制。比如GPS锁定GPS卫星伪随机信号并完成定位的能力和速度很大程度上受限于GPS内部时钟与卫星时钟的同步程度。不幸的是，当前最好的时钟和参考频率（比如原子钟和温度稳定晶体振荡器）经常是因为体积太大或是功耗太大而不能应用于手持设备中。这使得我们只能把最好的方案放在桌面上，而不能让它出现在用户手里。这些用户常常只能选择其它不够稳定的产品。事实上，如果有种技术能够使我们最好的时钟和参考频率能够实现小型化和低功耗，进入手持设备，那它将会多么得受欢迎啊。 在许多需要时钟和频率控制的应用领域，手持无线通信设备一直收益于小型化技术，自从能够实现无源器件的高Q值以后，无线子系统的设计前提已经悄悄地发生了变化。原因很简单：成本和体积。特别的，陶瓷滤波器、表面声波滤波器、石英晶振和现在的薄膜体声波滤波器，能够得到500~10000的Q值，这是射频（RF）、中频（IF）滤波和频率发射器所需要的。但它们都是外围器件，需要用接口与晶体管模块连接，占用很大的空间，并且增加组装成本。 图1 未来多模接收机的系统框图 （可以看出在不考虑直接转换结构时，射频无源部分将增多） 为了减少现代手机中的外围器件，直接转换[1]（direct-conversion）或低中频[2]接收机结构去除了中频滤波器，同时，集成电感技术也移除了应用于偏置、匹配网络中的外围电感[3]。尽管这些方法可以降低价格，但它们常常使晶体管电路变得更复杂，对电路性能（如动态范围）的要求也更加严格，整个系统的耐用性和功效都会或多或少的降低。但是，未来多波段、多模可重构手机很可能对高Q值射频滤波器有巨大的需求，可能每个手机都要配备各种无线标准的通道，这是去除中频滤波器没法解决的问题。图1以多频带手机接收部分为例，展示了这类系统的简化框图。可以清楚的看到，高Q值射频滤波器（不是中频滤波器）是需要的。由于高Q值射频滤波器不能移除，找到一种新的、成本低的、可以集成的高Q值器件是很有必要的，尤其是需要将无源器件和晶体管集成在同一个芯片上时。 基于以上考虑，MEMS技术拥有将机械特性和机械机制缩小到微米尺度（乃至纳米尺度），已经为跨度显示（spanning displays）、感应器和流体系统提供了小型化、低功耗的方案，并且正在为手持无线设备中的计数器和频率控制模块提供小型化、低功耗的方案[4][5]。特别的，硅微加工技术现在能生产出Q值大于10000的GHz频段的片上谐振器微机械振动[6][7]，频率与Q值的乘积大于2.751013[6]，温度稳定度在27到107高于18ppm[8]，并且在一年时间里寿命稳定度高于2ppm[9] [10] 。它们也被集成到振荡器电路中，其相位噪声性能满足全球移动通信系统（GSM）的参考频率标准 [11]-[13]。并且MEMS技术