低 SWaP MEMS OCXO 增強(qiáng) A-PNT 和出色的保持能力
來源:http://m.eitherspanlaw.com 作者:億金電子 2024年11月08
GPS 可隨時(shí)隨地使用,為武裝部隊(duì)提供精確的定位和導(dǎo)航。軍事行動(dòng)是圍繞基于 GPS 的定位、導(dǎo)航和授時(shí) (PNT) 技術(shù)構(gòu)建的,因?yàn)榕c傳統(tǒng)系統(tǒng)相比,GPS 具有更高的準(zhǔn)確性、可用性和可靠性。彈性和可靠的 PNT 對于任務(wù)成功至關(guān)重要。
不幸的是,GPS 信號容易受到干擾、欺騙和網(wǎng)絡(luò)攻擊。這些攻擊多年來有所增加。事實(shí)上,GPS World 指出,今年 3 月,東歐 1,600 多架飛機(jī)的 PNT 系統(tǒng)受到 GPS 干擾的影響。除了 GPS 攻擊之外,無意的環(huán)境因素也會損壞或中斷 GPS 信號。云層覆蓋、樹冠、崎嶇的地形或城市峽谷、電離層風(fēng)暴和太陽耀斑都會干擾 GPS 信號。無論信號中斷是有意還是無意,它都會破壞 PNT 的準(zhǔn)確性和可靠性,從而可能危及國防運(yùn)營。保證 PNT (A-PNT) 系統(tǒng)增強(qiáng)了 GPS 以減輕這些干擾,從而獲得更具彈性和可靠的 PNT。
保持準(zhǔn)確的時(shí)間是可靠定位和導(dǎo)航的基礎(chǔ),并可實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵戰(zhàn)術(shù)系統(tǒng)的同步。本文介紹了為什么與石英 OCXO 甚至芯片級原子鐘 (CSAC) 相比,新型商用現(xiàn)貨 (COTS) MEMS 恒溫控制振蕩器 (OCXO) 具有低尺寸、低重量和低功耗 (SWaP) 的特點(diǎn)是軍用 A-PNT 系統(tǒng)的有吸引力的選擇。
本地時(shí)鐘成為 A-PNT 的核心
GPS 為 PNT 系統(tǒng)提供參考時(shí)鐘,即計(jì)時(shí)源。參考計(jì)時(shí)不僅對于位置和導(dǎo)航至關(guān)重要,而且對于同步軍事行動(dòng)中使用的系統(tǒng)也至關(guān)重要,例如指揮和控制、通信和情報(bào)、監(jiān)視和偵察 (ISR)。
在 A-PNT 系統(tǒng)中,如果 primary timing reference 不可信或不可用,則本地 clock 成為 timing accuracy 的來源。本地時(shí)鐘需要在 GPS 信號丟失期間保持準(zhǔn)確的時(shí)間,無論是秒、分鐘、小時(shí)還是天。PNT 系統(tǒng)即使在 GPS 信號丟失期間也能以指定的精度水平運(yùn)行的能力稱為保持。保留時(shí)間以指定時(shí)間間隔內(nèi)的時(shí)間誤差來衡量。保持性能由本地時(shí)鐘定義。
本地時(shí)鐘需要對環(huán)境條件具有彈性,包括溫度變化、加速度和振動(dòng)。在校準(zhǔn)到外部參考時(shí)鐘后,它們也可能隨著時(shí)間的推移而漂移。因此,選擇本地時(shí)鐘需要特別小心。例如,本振時(shí)鐘需要在任務(wù)期間滿足預(yù)期應(yīng)力參數(shù)內(nèi)的保持要求,例如溫度變化和振動(dòng)。保持性能取決于振蕩器在溫度、艾倫偏差和日常老化以及沖擊和振動(dòng)等機(jī)械力下的穩(wěn)定性。
在大多數(shù)軍事任務(wù)配置文件中,找到一個(gè)在 24 小時(shí)內(nèi)提供 1 μs 時(shí)間誤差的低 SWaP 振蕩器并非易事。傳統(tǒng)上,嚴(yán)格的要求要求需要定制的振動(dòng)補(bǔ)償 OCXO,該 OCXO 的交貨時(shí)間可能很長且價(jià)格昂貴。另一種選擇是小型化原子鐘,它的交貨時(shí)間也很長,甚至更昂貴,在振動(dòng)下性能不佳,而且又大又重。然而,今天,A-PNT 系統(tǒng)有了一種新的卓越保持替代方案:Endura Epoch 平臺™ OCXO。新型 MEMS Endura Epoch OCXO 提供 A-PNT 彈性和低 SWaP。
利用 MEMS Timing 技術(shù)提供行業(yè)基準(zhǔn)性能
Epoch 平臺將先進(jìn)的硅MEMS諧振器技術(shù)與優(yōu)化的控制電路和創(chuàng)新封裝相結(jié)合,以克服傳統(tǒng)石英 OCXO 的局限性。自 15 年前將硅 MEMS 振蕩器推向市場以來,SiTime 通過持續(xù)專注的創(chuàng)新不斷改進(jìn) MEMS 計(jì)時(shí)技術(shù)的性能。
SiTime 使用硅 MEMS 諧振器作為頻率源。MEMS 諧振器比典型的石英諧振器小約 1,000 倍,由封裝在超潔凈腔中的高強(qiáng)度硅材料制成,消除了導(dǎo)致頻率跳躍、老化或故障的污染。硅 MEMS 技術(shù)利用高純度半導(dǎo)體工藝實(shí)現(xiàn)無與倫比的質(zhì)量和可靠性。MEMS 諧振器重量輕、材料強(qiáng)度高、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)好,可實(shí)現(xiàn)抗沖擊和抗振動(dòng)的設(shè)計(jì)。相比之下,石英 OCXO 通常會犧牲 SWaP 和性能,以實(shí)現(xiàn)與 Epoch OCXO 相同水平的抗沖擊和抗振性。
Endura Epoch OCXO 在以下方面優(yōu)于商用抗振 OCXO:
1、0.01 ppb/g g 靈敏度 – 提高 70 倍
2、在 -40 至 +95°C 溫度范圍內(nèi)具有 ±1 ppb 的穩(wěn)定性 – 性能提高 20 倍
3、±0.01 ppb/°C ΔF/ΔT,溫度斜率穩(wěn)定性 – 提高 10 倍
4、5E-12 艾倫偏差 (ADEV),0.1 至 1,000 秒 – 提高 4 倍
5、每天 0.1 ppb/天的老化 – 提高 10 倍
Endura Epoch OCXO 解決了傳統(tǒng)抗振 OCXO 的尺寸和功率問題:
1、9.0 x 7.0 x 3.6 mm3 表面貼裝封裝 – 體積縮小 20 倍
2、0.35 克 – 比振動(dòng)補(bǔ)償石英 OCXO 設(shè)計(jì)輕 100 倍
2、0.35 克 – 比振動(dòng)補(bǔ)償石英 OCXO 設(shè)計(jì)輕 100 倍
3、420 mW 典型 (3.3V) 功耗 – 功耗降低高達(dá) 2 倍
Epoch OCXO 采用 SiTime 專有的 DualMEMS® 技術(shù),該技術(shù)將 TempFlat® MEMS 諧振器和 TempSense MEMS 溫度傳感器組合在同一芯片上。TempFlat 諧振器針對超低頻溫度系數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,而 TempSense 傳感器針對溫度傳感進(jìn)行了優(yōu)化。位于同一芯片上的兩個(gè) MEMS 諧振器之間的頻率差提供了極其精確的溫度讀數(shù)(大約 30 微開爾文),并且允許非常精確的加熱器控制和快速溫度補(bǔ)償。專有的混合信號電路可以進(jìn)行優(yōu)化,以提供最大穩(wěn)定性所需的嚴(yán)格控制,并具有出色的外部噪聲抗擾度。
Endura Epoch MEMS OCXO 利用大批量行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體和組件制造,實(shí)現(xiàn)無與倫比的質(zhì)量和可靠性、較短的交付周期和可用性。根據(jù)統(tǒng)計(jì)過程控制和六西格瑪規(guī)范對制造進(jìn)行管理,以提供客戶在其系統(tǒng)性能中看到的部件間一致性。
Endura Epoch OCXO 在緊湊、易于使用的封裝中提供性能和可靠性,有望在 GPS 競爭環(huán)境中實(shí)現(xiàn)更高水平的 A-PNT 系統(tǒng)性能。SiTime 與客戶保持密切關(guān)系,以了解使用案例,并致力于提供市場領(lǐng)先的解決方案,以滿足他們現(xiàn)在和未來的需求。Endura Epoch MEMS OCXO 可在 10 MHz 至 220 MHz 的頻率范圍內(nèi)隨時(shí)提供,并提供 I2C 或 SPI 頻率牽引選項(xiàng)。
正在載入評論數(shù)據(jù)...
相關(guān)資訊
- [2024-12-16]高級Wi-Fi信號過濾: Wi-Fi 6E / 7個(gè)共...
- [2024-12-13]開始您的比賽—從開球到最后達(dá)陣的精...
- [2024-12-13]電池管理系統(tǒng)時(shí)序解決方案
- [2024-12-07]4個(gè)需要超穩(wěn)定振蕩器的應(yīng)用
- [2024-12-06]質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的重要性:AEC-Q200 和 IATF ...
- [2024-12-06]次世代運(yùn)算能力
- [2024-12-05]精密頻率器件:現(xiàn)代電子學(xué)的心臟
- [2024-12-03]MEMS時(shí)序解決方案:電動(dòng)汽車充電