從(cong)被動到(dao)主動：主(zhu)動隔(ge)振技術(shu)如(ru)何突(tu)破(po)精密控制(zhi)的 “低頻瓶(ping)頸(jing)”？

從(cong)被動到(dao)主動：主(zhu)動隔(ge)振技術(shu)如(ru)何突(tu)破(po)精密控制(zhi)的 “低頻瓶(ping)頸(jing)"？

在(zai)前(qian)幾(ji)期內(nei)容(rong)中(zhong)，我們從(cong)振動的(de)危害入(ru)手(shou)，逐(zhu)步拆解(jie)了被動隔(ge)振的原(yuan)理(li)、TMC 核心(xin)被動產(chan)品的(de)特性(xing)，也(ye)對比過不(bu)同(tong)場景下被動系(xi)統的適用(yong)邊(bian)界。但(dan)隨著(zhe)精密制造向納(na)米(mi)級、亞(ya)埃級(ji)突(tu)破(po) —— 比如半(ban)導體(ti)光(guang)刻的(de)線(xian)寬逼近(jin) 1 nm，冷凍(dong)電(dian)鏡(jing)要捕捉分(fen)子級(ji)生(sheng)物(wu)結(jie)構，傳(chuan)統(tong)被動隔(ge)振逐(zhu)漸難(nan)以(yi)應(ying)對低頻微(wei)振動、復(fu)雜振動源(yuan)等(deng)挑戰。今(jin)天(tian)，我們就(jiu)聚(ju)焦主動隔(ge)振技術(shu)，揭開(kai)它如何通過 “主(zhu)動感(gan)知 + 實時抵消"，突(tu)破(po)被動系(xi)統的瓶(ping)頸(jing)，為(wei)超(chao)精密設(she)備築(zhu)起(qi)更(geng)精準的 “穩(wen)定防(fang)線"。

壹(yi)、什(shen)麽是(shi)主動隔(ge)振？

主動隔(ge)振是相(xiang)對於(yu)被動隔(ge)振而(er)言(yan)的主(zhu)動式振動控(kong)制技術，它通過 “傳(chuan)感(gan)器實時感(gan)知(zhi)振動 - 控(kong)制器計算抵消策略(lve) - 執行器(qi)產生(sheng)反向力" 的閉(bi)環系(xi)統，主(zhu)動抵(di)消傳(chuan)入(ru)設(she)備的振動，而(er)非像被動隔(ge)振那樣僅通過彈(dan)簧(huang)、阻尼(ni)等(deng)元件被動過濾(lv)振動。

核(he)心(xin)區(qu)別(bie)在於(yu) “主(zhu)動對抗"：

被動隔(ge)振是 “給(gei)設(she)備裝減震(zhen)墊"，只能在振動頻率(lv)高於(yu)自(zi)身(shen)共振頻率(lv)時(shi)發揮(hui)作(zuo)用(yong)；主動隔(ge)振則(ze)是給(gei)設(she)備配(pei)實時(shi)響應(ying)的(de)"穩(wen)定管(guan)家’"，即使在(zai)低頻段(duan)（如(ru) 0.5-2Hz）也(ye)能精準抑(yi)制振動，且(qie)無需(xu)妥協 “阻尼(ni) - 隔振" 的兩(liang)難(nan)關(guan)系。

二(er)、主動隔(ge)振技術(shu)的(de)“成長(chang)史(shi)"

主(zhu)動隔(ge)振的技(ji)術(shu)根源(yuan)可追(zhui)溯(su)至(zhi)反饋控制系(xi)統，但(dan)針對振動控(kong)制的專用(yong)系統(tong)發展(zhan)，大(da)致(zhi)經(jing)歷(li)了三個階段(duan)：

1. 技(ji)術萌(meng)芽(ya)期(qi)（20 世(shi)紀(ji) 60-80 年(nian)代(dai)）：源(yuan)於(yu)國(guo)防(fang)與(yu)航空

反饋控制系(xi)統在(zai)二(er)戰期間(jian)因國(guo)防(fang)需(xu)求快速發展(zhan)（如戰鬥機(ji)操控(kong)、daodan制(zhi)導(dao)），而(er)主動隔(ge)振脫胎(tai)於(yu)這(zhe)壹(yi)領(ling)域(yu)的機(ji)電(dian)控(kong)制系統(tong)。早在 1960 年(nian)代(dai)，直(zhi)升機(ji)座(zuo)椅等(deng)場景已(yi)開(kai)始(shi)研(yan)發主動振動抵(di)消技術，此時的(de)主(zhu)動系(xi)統更(geng)偏向特(te)定場景的定制(zhi)化設(she)計，尚(shang)未形成商業(ye)化產品，核(he)心(xin)目標是(shi)解(jie)決(jue)軍事裝(zhuang)備、航空(kong)設(she)備的振動舒(shu)適性(xing)與(yu)穩(wen)定性(xing)問題(ti)。

2. 商業(ye)化起(qi)步(bu)期（20 世紀(ji)末(mo) - 21 世(shi)紀(ji)初(chu)）：進(jin)入(ru)精密制造領(ling)域(yu)

隨著(zhe)半(ban)導體(ti)、光(guang)學(xue)等(deng)行業(ye)對精度要求提(ti)升，主(zhu)動隔(ge)振開(kai)始(shi)向(xiang)民(min)用(yong)領(ling)域(yu)滲透(tou)，但(dan)初期(qi)普(pu)及(ji)速(su)度較(jiao)慢，核(he)心(xin)原因在於(yu)：

•系(xi)統結(jie)構復雜(za)，需(xu)集成傳(chuan)感(gan)器、控制器(qi)、執行器(qi)，成本遠高於(yu)被動隔(ge)振；

•安裝(zhuang)調試(shi)難(nan)度大(da)，配(pei)套(tao)電(dian)子設(she)備常需(xu)手(shou)動調試(shi)，對操作(zuo)人員要求高；

•與(yu)被動隔(ge)振相比，部分(fen)場景下性能提升不(bu)顯(xian)著(zhu)，性(xing)價比優勢不突(tu)出。

3. 快(kuai)速發展(zhan)期（近(jin) 20 年(nian)）：技術突(tu)破(po)與(yu)需(xu)求驅動

兩(liang)大(da)趨(qu)勢推動主(zhu)動隔(ge)振進(jin)入(ru)快速發展(zhan)階段(duan)：

壹(yi)方面半(ban)導體(ti)行業(ye)需(xu)求激增(zeng)：晶圓(yuan)量(liang)產效率(lv)與(yu)成本控(kong)制要求提(ti)升，光(guang)刻、檢(jian)測(ce)工藝(yi)中(zhong)，矽(gui)晶圓(yuan)需(xu)通過重型或高速運動平(ping)臺與(yu)光學元(yuan)件精密對位，即使數(shu)毫米(mi)的(de)位移，也(ye)會因設(she)備解(jie)析度逼近(jin) 1 納(na)米(mi)而(er)產生(sheng)致(zhi)命(ming)影響，主(zhu)動系(xi)統可有(you)效(xiao)抑(yi)制此類殘(can)余振動；

另壹(yi)方面數(shu)字(zi)信(xin)號(hao)處理(li)技術進(jin)步(bu)：早期模(mo)擬電(dian)路主動系(xi)統雖(sui)低噪(zao)聲、寬(kuan)頻帶(dai)，但(dan)需(xu)手(shou)動調節(jie)，難(nan)以(yi)處理(li)非線(xian)性(xing)場景；數字(zi)控(kong)制器(qi)（基於(yu) DSP、FPGA）的(de)出現，實現了自動校(xiao)準、復雜算法（如前(qian)饋(kui)控制）的應(ying)用(yong)，還可通過軟(ruan)件升級(ji)優(you)化性能，更(geng)適配(pei)半(ban)導體(ti)設(she)備等(deng) OEM 場景。

三、為什(shen)麽用(yong)主動隔(ge)振？

被動隔(ge)振的固有局限(xian)，使其(qi)在超(chao)精密場景下 “力不(bu)從(cong)心(xin)"，這也(ye)是主動隔(ge)振成為(wei)剛需(xu)的核心(xin)原因：

1.       低頻共(gong)振放大(da)：被動系(xi)統的 “死穴"

被動隔(ge)振本質(zhi)是 “質(zhi)量(liang) - 彈簧 - 阻尼(ni)器" 系(xi)統，共(gong)振頻率(lv)通常為 1-2Hz，當(dang)外(wai)界振動頻率(lv)接(jie)近(jin)或(huo)低於(yu)該(gai)值(zhi)時(shi)，會出現振動放大(da)（如(ru)被動氣浮(fu)隔振器在(zai) 2Hz 左右可能放大(da)振動 10 倍以(yi)上）。

而(er)超(chao)精密場景中(zhong)，1Hz 的地(di)面微(wei)振動會(hui)導致(zhi)半(ban)導體(ti)晶圓(yuan)檢(jian)測(ce)定位偏差，低頻 的(de)建(jian)築(zhu)搖(yao)擺會(hui)讓(rang)冷凍(dong)電(dian)鏡(jing)成像出現 “模糊偽影"，這些(xie)都(dou)是(shi)被動隔(ge)振無法(fa)應(ying)對的。

2.       “阻尼(ni) - 隔振" 兩(liang)難(nan)：顧此失彼(bi)

被動系(xi)統存在固有矛盾(dun)：想(xiang)降低共振放大(da)，需(xu)增加(jia)阻尼(ni)，但(dan)會削(xue)弱(ruo)高頻隔(ge)振效果(guo)；想(xiang)提升高頻隔(ge)離，需(xu)減少(shao)阻尼(ni)，卻會(hui)讓低頻共(gong)振更(geng)顯著(zhu)。例(li)如(ru)原子力(li)顯(xian)微(wei)鏡(jing)（AFM）觀測(ce)原子級(ji)結(jie)構時，既需(xu)要抑(yi)制 2Hz 左右的人員走動振動，又(you)需(xu)要隔離高頻環(huan)境(jing)噪(zao)聲，被動隔(ge)振根本無(wu)法同(tong)時滿(man)足(zu)。

3. 復(fu)雜(za)振動源(yuan)場景下被動隔(ge)振 “束手(shou)無(wu)策"

超(chao)精密設(she)備常面臨(lin)多(duo)源(yuan)振動幹(gan)擾(rao)：既有地(di)面微(wei)振動，又(you)有設(she)備自身(shen)運動（如(ru)半(ban)導體(ti) XY 工作(zuo)臺、機(ji)器人手(shou)臂）產生(sheng)的(de)振動。被動隔(ge)振無法(fa)區(qu)分(fen)這(zhe)些(xie)振動源(yuan)，只能統壹(yi)過濾(lv)，導(dao)致(zhi)部分(fen)頻段(duan)振動超(chao)標；而(er)主動隔(ge)振可通過 “反饋 + 前(qian)饋(kui)" 復合(he)控(kong)制(zhi)，同(tong)時(shi)應(ying)對多源(yuan)幹(gan)擾(rao)。

四(si)、主動隔(ge)振的核(he)心(xin)組件和(he)原(yuan)理

主(zhu)動隔(ge)振系統(tong)必須(xu)具備三個關(guan)鍵組(zu)件：傳(chuan)感(gan)器、力執行器(qi)和(he)控(kong)制回(hui)路。少(shao)壹(yi)個都(dou)不(bu)能稱之(zhi)為 “真(zhen)正(zheng)的主動系(xi)統"：

•       振動傳(chuan)感(gan)器：相當(dang)於(yu) “眼(yan)睛(jing)"，實時(shi)監測(ce)振動信(xin)號(hao)。常見的有加(jia)速度計(ji)（測(ce)慣性(xing)振動、高頻段(duan)靈(ling)敏(min)）、地(di)震(zhen)檢波(bo)器(qi)（速(su)度傳(chuan)感(gan)器，低頻振動靈(ling)敏）、位移傳(chuan)感(gan)器（測(ce)相對地(di)面位置，精度達納(na)米(mi)級）

•       控(kong)制(zhi)回(hui)路：相當(dang)於(yu) “大(da)腦(nao)"，基於(yu)傳(chuan)感(gan)器信(xin)號(hao)計算抵消方案(an)。早期以(yi)模擬(ni)電(dian)路為主(zhu)（低噪(zao)聲、寬(kuan)頻帶(dai)），如今(jin)主流(liu)是數字(zi)控(kong)制器(qi)（支持(chi)復(fu)雜算法，可自(zi)動校(xiao)準、軟(ruan)件升級(ji)），能處理(li)非線(xian)性(xing)反饋和(he)前(qian)饋(kui)邏輯。

•       力(li)執行器(qi)：相當(dang)於(yu) “手(shou)"，根(gen)據(ju)控制(zhi)指令產生(sheng)反向力抵消(xiao)振動。常見類型有壓電(dian)陶(tao)瓷（PZT，響應(ying)快(kuai)、剛度高，分(fen)辨(bian)率(lv)ji高，行程有限）、直(zhi)線電(dian)機(ji) / 音圈(quan)電(dian)機(ji)（動態(tai)性能jijia，大(da)行程範圍、不支持(chi)負載(zai)）、氣動執行器(qi)（成本低，響應(ying)速(su)度較(jiao)慢）。

工作(zuo)原(yuan)理(li)：像端著(zhe)水(shui)杯(bei)走(zou)路壹(yi)樣 “實時(shi)平(ping)衡"

主動隔(ge)振的本質(zhi)是負反饋控制系(xi)統，原(yuan)理其(qi)實很直(zhi)觀：當(dang)地(di)面或(huo)負載(zai)產生(sheng)振動時(shi)，傳(chuan)感(gan)器先捕捉到振動信(xin)號(hao)（比如加(jia)速度、速(su)度）；信(xin)號(hao)傳(chuan)入(ru)控制單(dan)元(yuan)，控(kong)制器(qi)通過預(yu)設(she)算法（如 PID 控制(zhi)、自(zi)適應(ying)控(kong)制），算出 “需(xu)要多大(da)的(de)反向力" 才能抵消(xiao)振動；執行器(qi)接(jie)收指令，產生(sheng)與(yu)振動方(fang)向相反、大(da)小(xiao)相(xiang)等(deng)的力(li)（比如振動向(xiang)上時(shi)，執行器(qi)向下施(shi)力(li)）；最(zui)後(hou)，傳(chuan)感(gan)器持續(xu)監測(ce)抵消(xiao)效(xiao)果(guo)，控制器(qi)實時(shi)調整輸出，直(zhi)到振動被抑(yi)制到(dao)目標範(fan)圍。

這就(jiu)像妳端著(zhe)壹(yi)杯(bei)水(shui)走(zou)路，手(shou)會(hui)主動調整力度抵(di)消(xiao)身(shen)體(ti)晃(huang)動 —— 手(shou)是(shi) “執行器(qi)"，眼睛(jing)和(he)平(ping)衡感(gan)是 “傳(chuan)感(gan)器"，大(da)腦(nao)是 “控(kong)制器"，最(zui)終讓(rang)水(shui)杯(bei)保(bao)持(chi)穩(wen)定。主(zhu)動隔(ge)振系統(tong)，就(jiu)是用(yong)機械(xie)和(he)電(dian)子元(yuan)件實(shi)現了這種(zhong) “實時(shi)平(ping)衡(heng)"。

五、主動隔(ge)振的兩(liang)大(da)主(zhu)流(liu)技術路線：並聯(lian)式 vs 串(chuan)聯(lian)式

主動隔(ge)振系統(tong)主(zhu)要分(fen)為(wei)  “並聯(lian)式"和(he)“串(chuan)聯(lian)式" 。這裏的“並聯(lian)"和(he)“串(chuan)聯(lian)"，是(shi)指用(yong)於(yu)抵(di)消振動的(de)力執行器(qi)與(yu)支撐(cheng)負載(zai)的彈簧之間(jian)的連(lian)接(jie)方(fang)式——並聯(lian)表(biao)示(shi)執行器(qi)與(yu)彈簧平(ping)行連(lian)接(jie)，串(chuan)聯(lian)表(biao)示(shi)執行器(qi)與(yu)彈簧串(chuan)聯(lian)連(lian)接(jie)

並聯(lian)式主動隔(ge)振                                 串(chuan)聯(lian)式主動隔(ge)振

（1）       並聯(lian)式主動系(xi)統

左側示(shi)意圖(tu)展(zhan)示(shi)的是(shi)並聯(lian)式主動隔(ge)振系統(tong)：在(zai)傳(chuan)統(tong)被動“質(zhi)量(liang) - 彈簧 - 阻尼(ni)器"系(xi)統基礎上，在(zai)隔振負載(zai)（質量(liang)塊）上安(an)裝了振動傳(chuan)感(gan)器（可能是加(jia)速度計(ji)或(huo)速(su)度傳(chuan)感(gan)器）。傳(chuan)感(gan)器采集的(de)振動信(xin)號(hao)經(jing)處理(li)後(hou)，傳(chuan)輸至控(kong)制(zhi)器，再(zai)通過功(gong)率(lv)放大(da)器(qi)驅動力(li)執行器(qi)，產生(sheng)與(yu)振動方(fang)向相反、大(da)小(xiao)相(xiang)等(deng)的抵(di)消(xiao)力(li)（示(shi)意圖(tu)僅展(zhan)示(shi)了壹(yi)個方向(xiang)，實(shi)際應(ying)用(yong)中(zhong)需(xu)通過6個傳(chuan)感(gan)器和(he)6個執行器(qi)實現六(liu)自(zi)由度振動控(kong)制）。

並聯(lian)式系統中(zhong)的執行器(qi)通常是某(mou)種(zhong)機械(xie)執行器(qi)，比如直(zhi)線電(dian)機(ji)或音圈(quan)電(dian)機(ji)，這類執行器(qi)多基於(yu)磁(ci)線圈(quan)原(yuan)理(li)工作(zuo)。 需(xu)要重點註意的(de)是(shi)，音圈(quan)電(dian)機(ji)、直(zhi)線電(dian)機(ji)這類執行器(qi)本身(shen)無法(fa)承(cheng)受(shou)系(xi)統(tong)負載(zai)，它們的作(zuo)用(yong)僅僅(jin)是提供校正(zheng)力。因此，在並聯(lian)式系統中(zhong)，必須(xu)搭配(pei)被動部件（與(yu)執行器(qi)並聯(lian)）來(lai)承(cheng)受(shou)負載(zai)。這些(xie)被動部件可以(yi)是機(ji)械(xie)彈簧(huang)（如模具彈(dan)簧），也(ye)更(geng)常采用(yong)空氣隔(ge)振器。並聯(lian)式系統的(de)核(he)心(xin)結構特點(dian)是：被動部件和(he)力(li)執行器(qi)在同壹(yi)平面內(nei)對負載(zai)施(shi)加(jia)作(zuo)用(yong)。

並聯(lian)式是在傳(chuan)統(tong)被動 “質(zhi)量(liang) - 彈簧 - 阻尼(ni)器" 系(xi)統基礎上，給(gei)隔振負載(zai)裝了振動傳(chuan)感(gan)器（加(jia)速度計(ji)或(huo)速(su)度傳(chuan)感(gan)器）。傳(chuan)感(gan)器采集信(xin)號(hao)後(hou)，傳(chuan)給(gei)控制器(qi)，再(zai)通過功(gong)率(lv)放大(da)器(qi)驅動力(li)執行器(qi)，產生(sheng)反向抵消力(li)（實際應(ying)用(yong)中(zhong)，需(xu)要 6 個傳(chuan)感(gan)器和(he) 6 個執行器(qi)，實現六(liu)自(zi)由度振動控(kong)制）。

這裏要註意：並聯(lian)式的執行器(qi)（比如直(zhi)線電(dian)機(ji)、音圈(quan)電(dian)機(ji)）本身(shen)不能承(cheng)受(shou)系(xi)統(tong)負載(zai)，只能提供(gong)校正(zheng)力，所以(yi)必須(xu)搭配(pei)被動部件（如(ru)機(ji)械彈(dan)簧、空氣隔(ge)振器）來(lai)承(cheng)重，且被動部件和(he)執行器(qi)在同壹(yi)平面內(nei)對負載(zai)施(shi)力(li)。

不過它(ta)有(you)個短板(ban)：傳(chuan)感(gan)器裝在負載(zai)上，會(hui)同時捕捉到 “地(di)板傳(chuan)遞的振動" 和(he) “負載(zai)自身(shen)的噪(zao)聲"（比如儀(yi)器自(zi)身(shen)共振、內(nei)部運動部件振動、人員操作(zuo)幹(gan)擾(rao)）。系(xi)統(tong)沒(mei)法(fa)區(qu)分(fen)這(zhe)些(xie)信(xin)號(hao)，只能壹(yi)起(qi)處理(li)，這會導(dao)致(zhi)帶(dai)寬問題(ti) —— 擴大(da)檢(jian)測(ce)帶(dai)寬會影響穩(wen)定性(xing)，降低靈敏(min)度又(you)會影響消(xiao)振效果(guo)，尤(you)其在低頻段(duan)，受(shou)被動部件共(gong)振影響較(jiao)大(da)。

但(dan)它也(ye)有優勢：在(zai) “板載(zai)運動消(xiao)振"（比如儀(yi)器內(nei)部部件運動產(chan)生(sheng)的(de)振動）方(fang)面表現出色(se)。比如半(ban)導體(ti)設(she)備裏的工作(zuo)臺，來(lai)回(hui)運動的(de)質量(liang)和(he)加(jia)速度是(shi)已(yi)知(zhi)的(de)，可提(ti)前(qian)把(ba)參(can)數(shu)輸入直(zhi)線電(dian)機(ji)，讓電(dian)機(ji)預判並抵(di)消(xiao)振動，消(xiao)振效果(guo)很(hen)好

（2）       串(chuan)聯(lian)式主動系(xi)統

串(chuan)聯(lian)式在基本組(zu)件之(zhi)外(wai)，多了個 “中(zhong)間(jian)質量(liang)塊"（高頻特(te)性(xing)好(hao)的剛性(xing)結構），傳(chuan)感(gan)器就裝在(zai)這(zhe)個質量(liang)塊上；被動彈(dan)簧用(yong)的是(shi)剛度較(jiao)大(da)的(de)橡膠(jiao)彈(dan)性(xing)隔(ge)振器，而(er)非空(kong)氣隔(ge)振器；執行器(qi)通常是壓電(dian)疊(die)堆(dui)（大(da)小(xiao)像壹(yi)卷硬(ying)幣，由陶(tao)瓷晶體(ti)構成，利(li)用(yong) “逆壓電(dian)效(xiao)應(ying)"—— 通電(dian)後(hou)會(hui)根(gen)據(ju)電(dian)壓大(da)小(xiao)膨(peng)脹(zhang)或(huo)收縮(suo)），且(qie)能同時(shi)承(cheng)重（這和(he)並聯(lian)式執行器(qi)不同）。

它的優勢很突(tu)出：當(dang)地(di)板產(chan)生(sheng)振動時(shi)，會先傳(chuan)到(dao)執行器(qi)，再(zai)被中(zhong)間(jian)質量(liang)塊上的(de)傳(chuan)感(gan)器檢測(ce)到 —— 此時振動還(hai)沒傳(chuan)到(dao)負載(zai)！傳(chuan)感(gan)器把信(xin)號(hao)傳(chuan)給(gei)反饋系統，執行器(qi)立刻產(chan)生(sheng)反向力抵消(xiao)振動。而(er)且被動彈(dan)簧能過濾(lv)負載(zai)自身(shen)的噪(zao)聲，傳(chuan)感(gan)器幾乎只(zhi)檢(jian)測(ce)地(di)板振動，所(suo)以(yi)在寬(kuan)頻帶(dai)尤其是(shi)低頻段(duan)，消(xiao)振效果(guo)更(geng)好。另外(wai)，中(zhong)間(jian)質量(liang)塊和(he)被動彈(dan)簧構成的(de)二(er)級隔振結構，還能疊(die)加(jia)其他(ta)隔振系統(tong)。

不(bu)過它(ta)也(ye)有局限(xian)：壓電(dian)疊(die)堆(dui)的行程有限，只能在微(wei)米級別調節(jie)。而(er)且它(ta)沒法(fa)消除(chu)負載(zai)自身(shen)產生(sheng)的(de)振動。

兩(liang)者(zhe)對比：看(kan)傳(chuan)遞函數(shu)曲(qu)線更(geng)直(zhi)觀

從(cong)傳(chuan)遞函數(shu)曲(qu)線（紅色(se)是並聯(lian)式，藍色(se)是串(chuan)聯(lian)式）能清晰(xi)看(kan)到：

l                      並聯(lian)式在 1Hz 左右，因空氣隔(ge)振器等(deng)軟(ruan)彈(dan)簧(huang)，會(hui)出現明(ming)顯的(de)振動放大(da)峰(feng)，高頻段(duan)隔(ge)振效果(guo)雖(sui)越來(lai)越好(hao)，但(dan)很難(nan)實(shi)現寬頻帶(dai)wan全(quan)隔(ge)振；

l                      串(chuan)聯(lian)式的共振頻率(lv)極低（由系(xi)統帶(dai)寬調諧參(can)數(shu)和(he)濾(lv)波器(qi)決定(ding)，非機(ji)械(xie)部件共(gong)振），在 1-2Hz 以(yi)下就(jiu)能實現出色(se)消振，且曲(qu)線(xian)更(geng)接(jie)近(jin) “完(wan)quan隔(ge)振" 的理(li)想(xiang)狀態（接(jie)近(jin)零(ling)值(zhi)）。

六(liu)、主(zhu)動隔(ge)振能解(jie)決(jue)哪(na)些(xie) “被動解(jie)決(jue)不了" 的問題(ti)？

對比被動系(xi)統，主動隔(ge)振的優(you)勢(shi)主要集中(zhong)在 2 個關(guan)鍵場景：

1. 低頻微(wei)振動抑(yi)制：從(cong) “放大(da)" 到(dao) “衰減 90%+"

被動系(xi)統在 1-3Hz 容易放大(da)振動，而(er)主動系(xi)統（如串(chuan)聯(lian)式壓電(dian)系(xi)統）在 0.6Hz 以(yi)下就(jiu)能發揮(hui)作(zuo)用(yong)，能把低頻振動衰(shuai)減 90% 以(yi)上 —— 比如從(cong) 10μm/s 降到(dao) 1μm/s 以(yi)下，wanquan滿(man)zu冷凍(dong)電(dian)鏡(jing)、AFM 等(deng)原子級(ji)設(she)備的需(xu)求。

2. 快速穩(wen)定：從(cong) “數秒(miao)" 到(dao) “幾(ji)百毫秒(miao)"

被動氣浮(fu)隔振器受(shou)擾(rao)動後(hou)，可能要數秒(miao)才能穩(wen)定；而(er)主動系(xi)統通過反饋控制，穩(wen)定時(shi)間(jian)能縮短(duan)到幾百毫(hao)秒(miao)甚(shen)至更(geng)短。比如半(ban)導體(ti)檢(jian)測(ce)中(zhong)，平臺移(yi)動後(hou)需(xu)要快速(su)恢(hui)復穩(wen)定，主(zhu)動系(xi)統能直(zhi)接(jie)提(ti)升設(she)備的吞(tun)吐量(liang)。

七、哪(na)些(xie)場景需(xu)要主動隔(ge)振？

並非所(suo)有(you)精密場景都(dou)需(xu)要主動隔(ge)振 —— 盲目選擇(ze)會(hui)增(zeng)加(jia)成本，反而(er)可能因系統(tong)復雜(za)導(dao)致(zhi)新(xin)問題(ti)。判斷(duan)是(shi)否(fou)需(xu)要主動隔(ge)振，大(da)致(zhi)來(lai)講(jiang)可分(fen)為(wei)兩(liang)類(lei)不同(tong)需(xu)求的應(ying)用(yong)場景：振動敏(min)感型與(yu)穩(wen)定時(shi)間(jian)敏感(gan)型(xing)：

1. 振動敏(min)感型： “高要求" 場景

地(di)面振動噪(zao)聲過高：比如在結構薄弱(ruo)或高層建(jian)築(zhu)中(zhong)（建(jian)築(zhu)搖(yao)擺效(xiao)應(ying)明(ming)顯），常規被動系(xi)統沒法應(ying)對低頻放大(da)；

設(she)備本征(zheng)靈敏(min)度ji高：比如原子力(li)顯(xian)微(wei)鏡(jing)（AFM）、掃描(miao)隧道(dao)顯微(wei)鏡(jing)（STM），它們(men)有(you)原(yuan)子級(ji)分(fen)辨(bian)率(lv)，對微(wei)幅振動極為敏(min)感(gan)。

這兩(liang)種(zhong)情況(kuang)中(zhong)，被動系(xi)統的隔離性能其實(shi)足(zu)夠(gou)，但(dan)在 0.7Hz-3Hz 頻段(duan)會(hui)放大(da)地(di)面振動，而(er)主動系(xi)統（如慣性反饋方案(an)）剛好(hao)能解(jie)決(jue)這個問題(ti)。

2. 穩(wen)定時(shi)間(jian)敏感(gan)型(xing)：“隔(ge)振夠(gou)了，但(dan)等(deng)不起(qi)"

這(zhe)類場景的核心(xin)問題(ti)是：被動氣浮(fu)隔振系統(tong)的(de)隔振性能man足(zu)要求，但(dan)穩(wen)定時(shi)間(jian)太(tai)長(chang)。

判斷方法很簡單(dan)：如(ru)果(guo)負載(zai)在擾(rao)動（如(ru)平臺運動）停止後(hou)，只(zhi)要等(deng)足(zu)夠(gou)久就能穩(wen)定工作(zuo)，那(na)說明(ming)只是(shi) “穩(wen)定時(shi)間(jian)不夠(gou)"，用(yong)主動系(xi)統能大(da)幅縮短(duan)穩(wen)定時(shi)間(jian)，提升效(xiao)率(lv)。

隨著(zhe)半(ban)導體(ti)、生(sheng)命(ming)科(ke)學等(deng)領(ling)域(yu)對精度的(de)要求越來(lai)越高，主動隔(ge)振技術(shu)還(hai)會不斷(duan)叠(die)代(dai) —— 未(wei)來(lai)，或許(xu)會(hui)有(you)更(geng)小(xiao)巧(qiao)、更(geng)智能、成本更(geng)低的系(xi)統，為(wei)更(geng)多精密設(she)備築(zhu)起(qi) “穩(wen)定防(fang)線"。值(zhi)得壹(yi)提的是(shi)，在(zai)主(zhu)動隔(ge)振領(ling)域(yu)，TMC基於(yu)數(shu)十年(nian)的技術積累，提(ti)供了完整的解(jie)決(jue)方案(an)。覆(fu)蓋(gai)了從(cong)常規升級(ji)到(dao)jiduan苛刻的(de)各(ge)種(zhong)應(ying)用(yong)場景。

預告：了解(jie)了主動隔(ge)振的原(yuan)理(li)，下壹(yi)步就是(shi)認(ren)識真正(zheng)的"實力派選手(shou)"，下(xia)壹(yi)期，我們將(jiang)深入探訪TMC主(zhu)動隔(ge)振產品家(jia)族(zu)。