新型低相位噪声高稳定性 MEMS 超级 TCXO 取代射频系统中的石英 OCXO

据Frost and Sullivan 报道，数据优势很可能决定未来冲突的结果。当今的国家安全部队在动态的作战环境中面临着来自坚定而复杂的攻击者的多重战略挑战。为了应对持续存在的新型威胁，国防力量必须实现互联。  他们必须共享实时信息，以增强态势感知和分析能力，从而做出更快、更有效的决策。用于监视、情报、侦察和通信的射频（RF）系统在更快地发现威胁和更快地做出反应方面发挥着至关重要的作用，但在争夺主导权的战斗中，射频频谱已经出现了拥堵和争夺。

实时协作的努力造成了数据交换的高度复杂性。先进的传感器、监控系统和通信设备产生了前所未有的数据流，需要高数据速率、低延迟和高安全性的系统。这推动了对带宽的爆炸性需求。

为了满足带宽需求，射频系统必须更有效地利用射频频谱。精确时序有助于提高效率： SiTime 的新型低相噪、高稳定性 MEMS Super-TCXO 是在冲突中取得成功的基石，可在射频系统中提供更快、更准确、更可靠和更安全的数据传输。

时钟是射频系统性能的核心

近年来，美国国防部制定了 “联合全域指挥与控制（JADC2）”战略，利用先进的网络加固技术加强部队与战略伙伴之间的协作。该战略致力于提高指挥与控制（C2）决策的速度、效率和效果。这项工作包括建立一个综合传感器生态系统，以全面了解背景环境。该战略还涉及网络传输基础设施，以特别提高速度和带宽。该战略支持更好的决策制定以及跨域活动监控，即使在电磁频谱衰减和有争议的情况下也是如此。

频率精度是有效信号处理的基石，可确保信号同步、有效频谱使用、干扰缓解、抗干扰和可靠的系统性能。高性能时钟可确保射频系统--例如战术无线电、数据链路、先进传感器和卫星通信用户终端--在任何时间和任何环境条件下都能提供一致的性能。这可确保整个任务期间的运行能力。

频率源的稳健性是现代射频系统的关键选择标准。随着互联性扩展到弹药、小型无人机、小型卫星和其他应用领域，导致操作场景的多样化，频率基准必须能在各种环境下运行。因此，解决方案不仅必须具有良好的频率稳定性和相位噪声，还必须具有跨温度稳定性、低振动敏感性、抗冲击性以及更小的尺寸、重量和功率（SWaP）。

新型射频级低相噪硅 MEMS 超级 TCXO 取代石英 TCXO 和 OCXO

石英 TCXO 和 OCXO 是射频系统的传统定时源。虽然它们在许多情况下都是行之有效的解决方案，但其局限性也是众所周知的：它们可能很脆弱，会因温度或振动而产生频率跳变，而且体积庞大、功耗高。这往往导致系统设计更加复杂，以适应石英振荡器的局限性。或者，定制振荡器解决方案价格昂贵，开发和采购周期长。

SiTime 是硅 MEMS 时序技术的先驱，现在可为射频系统提供改变游戏规则的低 SWaP-C（尺寸、重量、功率-成本）产品。SiTime 的新型 Endura™ 低噪声 Super-TCXO是坚固耐用的低相位噪声 MEMS 振荡器，具有以下特性：

l  低近距离相位噪声： 对于 10 MHz 载波，10 kHz 偏移时的相位噪声为 -161 dBc/Hz

l  低宽带相位噪声： 对于 10 MHz 载波，宽带相位噪声为 -175 dBc/Hz

l  卓越的频率稳定性： 10 秒内 1E-11 Allan 偏差

l  无与伦比的 g 灵敏度： 1E-11/g

l  高度坚固的设计： > 20,000 g 的抗冲击能力

l  石英 OCXO 级频率稳定性： 在整个温度范围（-40 至 105°C）内均为 ±0.1 ppm，无温度引起的频率跳变

l  极其紧凑高效： 5.0 x 3.5 x 1.2 mm3，< 150 mW，表面贴装封装

Endura 低噪声超级 TCXO® 相位噪声对随机振动（根据 MIL-STD-883 方法 2026，50 Hz 至 2 kHz）几乎不敏感，即使振幅高于石英。来自三个不同制造商的三个石英 TCXO 在振动下表现出相同的行为，相位噪声增加了 20 dBc/Hz：这是由于 COTS 石英 TCXO 的固有结构造成的。

      Endura Super-TCXO 性能的关键在于其用作频率源的硅 MEMS 谐振器。MEMS 谐振器比典型的石英谐振器小近 1,000 倍，由高强度硅材料制成，封装在超洁净腔体中，消除了导致频率跳变、老化和故障的污染。高纯度半导体工艺的使用带来了无与伦比的质量和可靠性，具有出色的部件间可重复性、可预测的系统性能和 10 亿小时的故障间隔时间（MTBF）。由于 MEMS 谐振器重量轻、材料强度和结构设计优异，Endura Super-TCXO 具有很强的抗冲击性，对振动不敏感。

      Endura Super-TCXO 利用 SiTime 的 DualMEMS® 技术实现了出色的温度稳定性。由于 MEMS 谐振器体积小，DualMEMS 技术可将两个 MEMS 谐振器紧密结合在同一芯片上。第一个 MEMS 谐振器（TempFlat® 谐振器）旨在实现超低温度系数。第二个 MEMS 谐振器 TempSense 谐振器则有意设计成具有高温系数。两个 MEMS 谐振器之间的频率差可提供极其精确的温度读数（约 30 微开尔文），从而实现精确、快速的温度补偿。

用于下一代稳健可靠射频系统的低 SWaP-C Super-TCXO

      SiTime 新推出的 Endura 低相噪 Super-TCXO 可用于设计新型战术无线电、卫星通信用户终端、数据链路和先进传感器，这在以前是不可能实现的。Endura Super-TCXO 可提高通信灵敏度、质量和可靠性，支持开发具有高速数据传输速率、低延迟和频谱利用率的系统，以实现实时、数据知情决策和快速协调，这对提高行动效率至关重要。