據唐長文副教授介紹,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可以覆蓋所有的具有無線通訊功能的電子設備,如電腦中CPU的定時器、手機的智能終端等等。他相信,復旦頻率綜合器的最新研究成果,很快會應用于下一代家用電子產品。
頻率綜合器是無線電子通訊設備中的心臟,最主要的工作就是保證信息傳輸的穩定同步。小到電視機,大到衛星、雷達導航,都必須使用這一電子元件。過去,國內使用的高端頻率綜合器幾乎都是進口的。2002年唐長文在復旦攻讀博士學位期間,就開始在導師閔昊教授指導下,研發中國自主知識產權的高端頻率綜合器。
在2009年,唐長文和閔昊教授團隊關于頻率綜合器的研究成果首次被國際固態電路會議錄用。他們的新技術突破了以往頻率綜合器計數局限于整數的局面,將原本只能在4和5之間進行的切換拓展為在4、4.5、5這三個數間進行。這大大減小了其產生的頻率的誤差,提高了輸出信號的精度,也將產生的電子噪音降低了兩倍。與此同時,該項研究還拓寬了頻率綜合器的帶寬,把其產生的頻率的最高值與最低值之比擴展到了2,創造了單一功率電感電路振蕩頻率的世界紀錄。該新型頻率綜合器可以實現在20微秒(1秒=1000000微秒)內精確鎖定頻道,這代表了當年該領域的最高水平。
今年,唐長文課題組進一步攻克寬帶頻率綜合器芯片設計方面的幾個重大難題,實現了頻率綜合器的又一次重大突破,使復旦研發的中國版頻率綜合器更加完善、精準。
與2009年的成果相比,新型頻率綜合器擁有更廣闊的帶寬,能夠實現更為迅速的切換。其頻率的最高值與最低值之比再次打破唐教授團隊自己一體電感生產商創造的世界紀錄,達到了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。簡言之,帶寬的拓展為不同頻率在更廣闊的范圍中進行快速切換提供了條件。
降低電子噪音對設備工作的干擾,是頻率綜合器研究中的另一個重要的難點。電流如同水流,在流動的過程中會產生波動,尤如波浪起伏,電流波動會引起電壓起伏,從而最終導致頻率的不準確,這被稱為電子噪聲,會對綜合器的信號輸出產生不良影響。唐長文課題組攻克了這一難題,提高了調整結果的準確性,從而實現了電子噪聲為“零”的效果,確保輸出信號的穩定性。