低 SWaP MEMS OCXO 可延长 A-PNT 的保持时间，即使在恶劣环境中也是如此

       全球定位系统可随时随地为武装部队提供精确的定位和导航。军事行动围绕基于 GPS 的定位、导航和授时（PNT）技术展开，因为与传统系统相比，GPS 具有更高的精确度、可用性和可靠性。灵活可靠的 PNT 对任务的成功至关重要。

       遗憾的是，GPS 信号容易受到干扰、欺骗和网络攻击。这些攻击近年来有增无减。事实上，《GPS 世界》称，今年 3 月，整个东欧有 1600 多架飞机的 PNT 系统受到 GPS 干扰的影响。除 GPS 攻击外，无意的环境因素也会破坏或中断 GPS 信号。云层、树冠、崎岖地形或城市峡谷、电离层风暴和太阳耀斑都会干扰 GPS 信号。无论是有意还是无意的信号干扰，都会影响 PNT 的准确性和可靠性，从而可能危及国防行动。有保障的 PNT（A-PNT）系统增强了 GPS 的功能，以减少这些干扰，从而提高 PNT 的弹性和可靠性。

       保持准确的时间是可靠定位和导航的基石，也是实现关键战术系统同步的基础。与石英 OCXO 甚至芯片级原子钟 (CSAC) 相比，本文将介绍为何新型商用现货 (COTS) MEMS 恒温振荡器 (OCXO) 在低尺寸、低重量、低功耗 (SWaP) 方面是军用 A-PNT 系统的一个极具吸引力的选择。

本地时钟成为 A-PNT 的核心

       GPS 为 PNT 系统提供参考时钟，即定时源。参考授时不仅对定位和导航至关重要，而且对同步指挥与控制、通信以及情报、监视和侦察（ISR）等军事行动中使用的系统也至关重要。

        在 A-PNT 系统中，如果主要授时基准不可信或不可用，本地时钟就会成为授时精度的来源。无论是秒、分、小时还是天，本地时钟都需要在 GPS 信号丢失时保持准确的时间。即使在 GPS 信号丢失期间，PNT 系统仍能按照规定的精度水平运行的能力称为保持时间。保持时间是以指定时间间隔内的时间误差来衡量的。保持性能由本地时钟决定。

        本地时钟需要能够适应环境条件，包括温度变化、加速度和振动。根据外部参考时钟校准后，本地时钟也可能随时间漂移。因此，选择本地时钟需要特别小心。例如，本地振荡器时钟需要满足任务期间预期压力参数内的保持要求，如温度变化和振动。保持性能取决于振荡器在温度、阿伦偏差、日常老化以及冲击和振动等机械力作用下的稳定性。

       在大多数军事任务环境下，要找到一个能在 24 小时内保持 1 µs 时间误差的低 SWaP 振荡器并非易事。传统上，严格的要求要求定制振动补偿 OCXO，而这种 OCXO 的交付周期长、价格昂贵。另一种替代方案是微型化原子钟，它同样需要较长的准备时间，价格甚至更贵，在振动条件下性能较差，而且体积大、重量重。然而，如今有了一种新的适用于 A-PNT 系统的优质保持器替代品：Endura Epoch Platform™ OCXO。新型 MEMS Endura Epoch OCXO 具有 A-PNT 弹性和低 SWaP。

一个 PNT 系统示例在恒温条件下使用 Epoch OCXO 进行老化补偿后，可在 24 小时内实现 1 µs 的时间误差。实现这一目标仅需 420 mW 的功耗，是振动补偿 OCXO 功耗的一半。

利用 MEMS 定时技术实现行业基准性能

Epoch 平台结合了先进的硅 MEMS 谐振器技术、优化的控制电路和创新的封装，克服了传统石英 OCXO 的局限性。自 15 年前向市场推出硅 MEMS 振荡器以来，SiTime 通过持续专注的创新，不断提高 MEMS 定时技术的性能。

SiTime 使用硅 MEMS 谐振器作为频率源。MEMS 谐振器比典型的石英谐振器小 1000 倍，由高强度硅材料制成，封装在超洁净腔内，消除了导致频率跳变、老化或故障的污染。硅 MEMS 技术采用高纯度半导体工艺，具有无与伦比的质量和可靠性。MEMS 谐振器重量轻、材料强度高、结构设计合理，可实现抗冲击和抗振动设计。相比之下，石英 OCXO 通常要牺牲 SWaP 和性能，才能达到与 Epoch OCXO 相同的抗冲击和抗振动水平。

Endura Epoch OCXO 在以下方面优于商业振动等级 OCXO：

l  ppb/g g 灵敏度- 提高 70 倍

l  在 -40 至 +95°C 温度范围内的 ±1 ppb 稳定性- 提高 20 倍

l  ±0.01 ppb/°C ΔF/ΔT，温度斜率稳定性- 提高 10 倍

l  5E-12 阿伦偏差 (ADEV)，0.1 至 1,000 秒- 改进 4 倍

l  每天 0.1 ppb 老化- 性能提高 10 倍

Endura Epoch OCXO 解决了传统振动额定 OCXO 的尺寸和功率问题：

l  9.0 x 7.0 x 3.6 mm3 表面贴装封装- 尺寸缩小 20 倍

l  0.35 克 -比振动补偿型石英 OCXO 设计轻达 100 倍

l  典型功耗为 420 mW（3.3V）- 功耗 降低达 2 倍

      Epoch OCXO 采用 SiTime 专有的 DualMEMS® 技术，该技术将 TempFlat® MEMS 谐振器和 TempSense MEMS 温度传感器结合在同一芯片上。TempFlat 谐振器针对超低频温度系数进行了优化，而 TempSense 传感器则针对温度感应进行了优化。位于同一芯片上的两个 MEMS 谐振器之间的频率差异可提供极其精确的温度读数（约 30 微开尔文），从而实现非常精确的加热器控制和快速温度补偿。专有的混合信号电路可进行优化，以提供最大稳定性所需的严格控制，并具有出色的抗外部噪声能力。

      Endura Epoch MEMS OCXO 采用大批量工业标准半导体和装配制造，具有无与伦比的质量和可靠性，交货期短，可用性高。制造过程按照统计过程控制和六西格玛规范进行管理，以实现部件与部件之间的一致性，客户可以从系统性能中看到这一点。

      Endura Epoch OCXO 性能卓越，可靠性高，结构紧凑，易于使用，有望将 GPS 环境下的 A-PNT 系统性能提升到一个新的水平。SiTime 与客户保持密切联系，了解客户的使用情况，并致力于提供市场领先的解决方案，满足客户现在和未来的需求。Endura Epoch MEMS OCXO 的频率范围为 10 MHz 至 220 MHz，提供 I2C 或 SPI 频率拉动选项。