Китай высокая стабильность атомных часов заводы

Вот что редко говорят: когда слышишь про ?высокую стабильность? китайских атомных часов, половина поставщиков на рынке подменяет понятия. Говорят про долговременную стабильность 10?13, а на деле в рабочих условиях дрейф на порядок выше. Мы в 2018 году через это прошли, когда закупили три разных модуля у производителей из Шэньчжэня — при тесте в виброизолированной стойке один экземпляр показывал заявленные параметры, а два других начинали плавать при скачках температуры от -5°C.

Почему стабильность — это не только цифры в паспорте

Начну с примера: в 2020 году мы тестировали рубидиевые стандарты частоты от ООО Чэнду Хэнюй Чуансян Технология. В спецификации указано 5×10?12 за сутки, но важнее было то, как они вели себя при коммутации нагрузки. Большинство китайских модулей тогда давали всплеск фазы до 20 наносекунд, а их плата с подогревом термостата справлялась за 3 минуты вместо стандартных 7. Это та самая ?непаспортная? характеристика, которую понимаешь только после десятка установок в реальные системы.

Кстати, про их сайт https://www.cdhycx.ru — там нет красивых 3D-рендеров, зато есть схемы подключения с разметкой по напряжениям, которые мы сразу использовали при интеграции в станции синхронизации для железнодорожных сетей. Видно, что документацию писали инженеры, а не маркетологи.

Ошибка многих — смотреть только на Allan deviation. Я в прошлом году видел, как конкурентный модуль с заявленными 2×10?13 при суточной стабильности нарабатывал ошибку 1.3 микросекунды за месяц из-за нелинейного дрейфа кварцевого генератора. Пришлось переделывать всю калибровочную процедуру на объекте.

Как заводы обходят проблемы с компонентной базой

В Шанхае на выставке 2022 инженер из Чэнду показывал мне рубидиевую ячейку их производства — не стандартная Philips, а собственная разработка с керамическим подогревателем. Говорит, из-за санкций не могли стабильно получать импортные, поэтому пять лет назад начали делать вертикально интегрированное производство. Сейчас у них стабильность атомных часов держится на уровне 3×10?1? при температуре от -40°C, но признался, что первые партии 2019 года приходилось дорабатывать прямо у заказчиков — добавляли дополнительную термостабилизацию платы.

Именно здесь многие китайские производители проседают — берут хорошую рубидиевую ячейку, но экономят на схеме ФАПЧ. В результате шум квантового перехода маскируется фазовым шумом местного осциллятора. У ООО Чэнду Хэнюй Чуансян Технология в новых моделях частотно-временных модулей это учтено — ставят гетеродины с подавлением гармоник до -85 дБ, что для ценовой категории до 3000 евро неплохо.

Заметил интересную деталь: их инженеры присылают не просто протокол калибровки, а графики прогрева за 48 часов с пометками, в какие моменты включалась система компенсации магнитного поля. Такие мелочи показывают, что люди понимают разницу между лабораторными и полевыми условиями.

Практические кейсы: где стабильность критична

В прошлом месяце поставили их оборудование для систем измерения времени на сейсмостанцию в Якутии. Там проблема не в температуре, а в перепадах влажности — конденсат на разъемах давал паразитную емкость, что сдвигало частоту на 0.02 Гц. Пришлось им звонить, они за два дня прислали переработанную версию платы с дополнительным покрытием. Это тот случай, когда производитель не просто продает, а сопровождает продукт.

Для базовых станций 5G брали их частотно-временные модули — там требовалась не столько абсолютная точность, сколько быстрая релокализация после потери сигнала GPS. Их плата с двойным режимом работы (от внутреннего атомного стандарта и от сети) показала восстановление за 12 секунд против 25 у немецкого аналога. Хотя при этом суточная стабильность была на 15% хуже — компромисс, который оказался оправдан.

Коллеги из Новосибирска как-раз тестировали их оборудование для определения стандарта частоты в сравнении с Microchip — при одинаковых параметрах в паспорте, их модуль давал меньший гистерезис при циклическом изменении температуры от -30°C до +60°C. Видимо, сказывается калибровка каждой единицы на производстве.

О чем не пишут в рекламных буклетах

На их производстве в Чэнду я видел, как тестируют отклик на вибрацию — не по ГОСТ, а по собственному методу, имитирующему транспортировку в грузовике по грунтовой дороге. После 8 часов таких испытаний модуль калибруют заново. Говорят, с 2021 года это обязательный этап для всех продуктов, после того как была партия с отказом кварцевого резонатора после доставки в Монголию.

Еще важный момент — их атомные часы заводы используют рубидий-87 с обогащением до 98%, а не стандартный 85%. Это дает лучшую стабильность линии поглощения, но требует перенастройки системы оптической накачки. В 2019 у них были проблемы с воспроизводимостью параметров от партии к партии, но сейчас вижу, что выровняли процесс.

Кстати, про термостабилизацию — в их новых моделях применяют не просто термокомпенсацию, а предиктивный алгоритм подогрева, который учитывает тепловую инерцию корпуса. На практике это значит, что при резком похолодании на улице модуль не ждет дрейфа частоты, а заранее поднимает температуру термостата. Мелочь, но для арктических объектов существенно.

Что будет дальше с китайскими стандартами частоты

Сейчас они экспериментируют с компактными цезиевыми стандартами — видел прототип размером с книгу. Проблема пока в том, что система вакуумирования занимает 60% объема, но инженеры говорят, что к 2025 сделают полностью твердотельную версию. Если получится, это перевернет рынок мобильных систем навигации.

Интересно, что ООО Чэнду Хэнюй Чуансян Технология не гонится за рекордными параметрами для лабораторий — их ниша именно промышленные применения, где важна надежность в жестких условиях. Например, их частотно-временные платы для измерения частоты в энергетике работают при помехах до 100 В/м, что проверяли на подстанциях в Красноярске.

Последнее наблюдение: их инженеры стали чаще приезжать на пусконаладку к российским заказчикам. В прошлом квартале сами настраивали систему синхронизации для аэропорта Внуково — попутно дорабатывали ПО для фильтрации импульсных помех. Такое впечатление, что они не столько продают, сколько совместно с клиентами доводят продукты до реальных потребностей. И это, пожалуй, главное отличие от многих других производителей.