據(jù)唐長(zhǎng)文副教授介紹,新一代頻率綜合器雖仍以寬帶為載體,但它的適用范圍幾乎已經(jīng)可以覆蓋所有的具有無線通訊功能的電子設(shè)備,如電腦中CPU的定時(shí)器、手機(jī)的智能終端等等。他相信,復(fù)旦頻率綜合器的最新研究成果,很快會(huì)應(yīng)用于下一代家用電子產(chǎn)品。
頻率綜合器是無線電子通訊設(shè)備中的心臟,最主要的工作就是保證信息傳輸?shù)姆€(wěn)定同步。小到電視機(jī),大到衛(wèi)星、雷達(dá)導(dǎo)航,都必須使用這一電子元件。過去,國內(nèi)使用的高端頻率綜合器幾乎都是進(jìn)口的。2002年唐長(zhǎng)文在復(fù)旦攻讀博士學(xué)位期間,就開始在導(dǎo)師閔昊教授指導(dǎo)下,研發(fā)中國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的高端頻率綜合器。
在2009年,唐長(zhǎng)文和閔昊教授團(tuán)隊(duì)關(guān)于頻率綜合器的研究成果首次被國際固態(tài)電路會(huì)議錄用。他們的新技術(shù)突破了以往頻率綜合器計(jì)數(shù)局限于整數(shù)的局面,將原本只能在4和5之間進(jìn)行的切換拓展為在4、4.5、5這三個(gè)數(shù)間進(jìn)行。這大大減小了其產(chǎn)生的頻率的誤差,提高了輸出信號(hào)的精度,也將產(chǎn)生的電子噪音降低了兩倍。與此同時(shí),該項(xiàng)研究還拓寬了頻率綜合器的帶寬,把其產(chǎn)生的頻率的最高值與最低值之比擴(kuò)展到了2,創(chuàng)造了單一功率電感電路振蕩頻率的世界紀(jì)錄。該新型頻率綜合器可以實(shí)現(xiàn)在20微秒(1秒=1000000微秒)內(nèi)精確鎖定頻道,這代表了當(dāng)年該領(lǐng)域的最高水平。
今年,唐長(zhǎng)文課題組進(jìn)一步攻克寬帶頻率綜合器芯片設(shè)計(jì)方面的幾個(gè)重大難題,實(shí)現(xiàn)了頻率綜合器的又一次重大突破,使復(fù)旦研發(fā)的中國版頻率綜合器更加完善、精準(zhǔn)。
與2009年的成果相比,新型頻率綜合器擁有更廣闊的帶寬,能夠?qū)崿F(xiàn)更為迅速的切換。其頻率的最高值與最低值之比再次打破唐教授團(tuán)隊(duì)自己一體電感生產(chǎn)商創(chuàng)造的世界紀(jì)錄,達(dá)到了2.4,極大地提高了工作速度和效率。這就好比拓寬了路面、增加了車道,可以容納來自四面八方更多的汽車,通行容量和速度都得到提升。簡(jiǎn)言之,帶寬的拓展為不同頻率在更廣闊的范圍中進(jìn)行快速切換提供了條件。
降低電子噪音對(duì)設(shè)備工作的干擾,是頻率綜合器研究中的另一個(gè)重要的難點(diǎn)。電流如同水流,在流動(dòng)的過程中會(huì)產(chǎn)生波動(dòng),尤如波浪起伏,電流波動(dòng)會(huì)引起電壓起伏,從而最終導(dǎo)致頻率的不準(zhǔn)確,這被稱為電子噪聲,會(huì)對(duì)綜合器的信號(hào)輸出產(chǎn)生不良影響。唐長(zhǎng)文課題組攻克了這一難題,提高了調(diào)整結(jié)果的準(zhǔn)確性,從而實(shí)現(xiàn)了電子噪聲為“零”的效果,確保輸出信號(hào)的穩(wěn)定性。