Endura SiT5543 Super-TCXO重新构建了航空航天和国防领域的精确定时架构

2024-10-30 21:56:08400

新型 Endura Super-TCXO 重新构建了航空航天和国防领域的精确定时架构,可靠性提高了 100 倍


利用坚固耐用、易于设计的 MEMS 时序提升数据网络性能

       世界各地的武装力量正面临着日益复杂的威胁,并正在大力实施能够更快检测和应对这些威胁的先进系统。数据网络是这些新兴系统的支柱。为了在动态环境中实现最高的运行性能,当今先进的航空航天和国防通信与网络系统依赖于坚固耐用的精密时序技术,以准确可靠地同步数据流。


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      军事服务依赖于在动态地面、海上和空中行动中收集的大量数据,并正在实施大规模云计算、大数据分析、人工智能和机器学习基础设施,以加快威胁检测和响应速度。在高速数据传输中,时钟漂移的容差越来越小,这使得时钟稳定性变得越来越重要。在极端温度、加速度、振动或冲击等恶劣的运行环境中,通过最大限度地减少时钟信号漂移,实现无差错数据的同步传输和接收,精确时序至关重要。


Endura 强固型 MEMS Super-TCXO 可随时提供服务


     为满足这些关键任务要求,SiTime 为其经过现场验证的 Endura™ MEMS 强固型 Super-TCXO® 系列增添了新成员--SiT5543。这款温控振荡器重新定义了航空航天和国防领域的 TCXO 领域,在具有挑战性的环境中具有无与伦比的稳定性。SiTime 的新型SiT5543 Super-TCXO在 -40°C 至 95°C 的温度范围内具有前所未有的 ±5 ppb 频率稳定性。此外,它在快速温度瞬变期间具有出色的稳定性,频率斜率为 0.3 ppb/°C,在振动条件下的加速度灵敏度为 0.01 ppb/g。目前,市场上还没有稳定性优于 ±100 ppb 的石英 TCXO。与市场上公开销售的石英 TCXO 相比,SiT5543 的温度频率稳定性提高了 20 倍,令人印象深刻。



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四个 SiT5543 Super-TCXO DUT 在 -40°C 至 95°C 温度范围内的频率稳定度测量值在±5 ppb 规格范围内,并显示出出色的器件间可重复性。


      在 SiTime Super-TCXO 推出之前,设计人员必须使用恒温石英振荡器 (OCXO) 才能实现 ±5 ppb 的频率稳定性。使用石英 OCXO 有几个缺点。众所周知,石英 OCXO 价格昂贵、体积庞大、易损坏、功耗高、交货期长。SiT5543 克服了这些问题,为坚固耐用系统的设计人员提供了更好的选择。与石英 OCXO 相比,SiT5543 的可靠性提高了 100 倍,功耗降低了 2 倍,体积缩小了 40%,是高速数据通信、军事网络和航空电子等应用中 OCXO 的理想替代品。


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      与同类石英 OCXO 相比,SiT5543 Super-TCXO 结构紧凑,尺寸仅为 7 x 5 毫米,高度仅为 2 毫米,具有更高的可靠性、更低的功耗和更小的尺寸。

      SiT5543 Super-TCXO 显著降低了误码率、系统尺寸和功耗,同时提高了在恶劣工作条件下的可靠性和运行性能。这款基于 MEMS 的 Super-TCXO 的技术指标使安全、定时加密技术达到了一个新水平,可保护军用无线电、GPS 接收机、导航和制导系统免受干扰事件的影响。Endura Super-TCXO 在温度和振动条件下具有高速网络所需的稳定性,而高速网络正是当今航空航天和国防系统的支柱。与传统的石英替代品相比,MEMS 技术具有更强的稳定性,因此在满足苛刻的操作要求方面,它能降低风险、周期时间和成本。

硅 MEMS 定时技术是强大的推动力

      SiT5543 Endura Super-TCXO 专为实现卓越的动态性能而设计。作为 SiT5543 核心的 MEMS 谐振器采用高纯度硅,使其能够利用 MEMS 定时技术的诸多优势,在气流、温度扰动、振动、冲击和 EMI 等环境压力下提供最可靠的定时。MEMS 谐振器封装在低真空、无颗粒的腔体内,其设计和制造工艺实现了极低的老化和高可靠性。


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SiT5543 采用 DualMEMS 架构,由安装在混合信号 CMOS IC 上的两个 MEMS 组成,在温度变化和快速温度瞬变时具有卓越的稳定性。


      SiT5543 采用 SiTime 的DualMEMS®技术,在单个芯片上安装两个 MEMS 谐振器。其中一个谐振器针对超稳定温度稳定性进行了优化,而另一个谐振器则针对温度传感进行了优化,用于温度补偿。这使得频率稳定性在温度变化时接近线性。SiT5543 的典型频率斜率 (dF/dT) 为 ±0.3 ppb/°C。这种设计还能降低随机噪声,在 10 秒平均时间内实现 1.5e-11 ADEV 的稳定性。MEMS 谐振器的结构和极低的质量使其具有很强的抗冲击和抗振动能力,加速度灵敏度达到 0.01 ppb/g(业内最佳),抗冲击能力达到 20,000 g。


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SiT5543 Super-TCXO 的测量频率与温度斜率 (dF/dT) 在 0.3 ppb/°C(典型值)规格范围内。


      SiT5443 Super-TCXO 表面贴装尺寸小,仅为 7 mm x 5 mm,高度仅为 2 mm,功耗要求低,并具有减轻恶劣工作条件影响的独特能力,因此可降低设计成本和复杂性。由于出厂时可对其进行编程,使其支持 1 至 60 MHz 的输出频率,从而避免了定制振荡器的高成本、高风险和高延迟。SiT5543 具有 I2C 数字控制功能,可用于即时频率调整或在线用户定义补偿。数字控制可提供对噪声不敏感的频率调整和平滑的频率偏移。在 85°C 温度条件下的 20 年老化指定值低至 ±150 ppb,因此无需进行系统级老化补偿。

       SiT5543 MEMS Super-TCXO 采用世界一流的半导体工艺制造,具有统计过程控制和 6Σ 规格限制,可确保开箱即可靠运行,在实验室和实际应用中均符合规格要求。

       总之,SiT5443 能够实现更快、更低延迟的数据传输,并降低动态环境中的误码率。系统设计人员不再需要使用昂贵、笨重、定制的 OCXO,因为它们对加速度、冲击和振动高度敏感。

Endura SiT5543 Super-TCXO 的亮点

l  1 60 MHz 可编程输出频率

l  -40°C +95°C 温度范围内具有 ±5 ppb 的稳定性

l  ±0.3 ppb/°C 温度斜率稳定性

o   ppb/g 加速灵敏度

l  每日 0.5 ppb 老化

l  ±150 ppb 老化 20

l  秒至最终温度稳定性

l  I2C 的可选 ±3200 ppm 数字控制

l  20,000 g 冲击下的生存能力

l  2.5V 电源下 110 mW 典型功耗

l  2.5 3.3V 电源电压

l  7.0 mm x 5.0 mm 陶瓷表面贴装封装


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