SiTime利用两个关键任务振荡器提高精确定时

在数字电子学中，最重要的设计考虑是定时：如果没有干净的时钟信号和正确设计的时序逻辑，什么都不会起作用。当我们将其外推到航空航天和国防等关键任务应用中时，时间就变得更加关键了。

本周，SiTime发布了两个新的振荡器系列，用于航空航天和国防领域的精确计时。

 

SiTime声称，新系列在极端条件下提供了5倍的稳定性、10倍的环境弹性和最佳的抖动。图片（已修改）由SiTime提供

 

在本文中，我们将讨论精确定时在这些应用中的重要性，以及SiTime新的Endura振荡器系列的一些独特功能。

 

航空航天和国防中的精确计时

在军事和航空航天应用中，设备有望实时工作，几乎没有误差。

在航空航天应用中，精确的定时对导航、制导和控制系统至关重要。例如，GPS系统可以依靠精确的定时来精确地确定车辆的位置。在这里，任何定时错误都可能导致GPS系统产生不正确的坐标，这可能导致导航错误，甚至碰撞。同样，在军事应用中，精确定时对制导、通信和雷达系统至关重要。这些系统依靠精确的定时来正常工作，并向操作员提供关键信息。

不幸的是，虽然这些用例最需要精确计时，但它们往往是最难实现的应用程序。其主要原因是，航空航天和国防应用往往部署在极端恶劣的环境条件下，存在极端温度、高振动和电磁干扰（EMI）。这些情况会导致传统振荡器产生抖动和漂移，导致系统故障，甚至任务失败。

 

TXCO和差分振荡器

为了克服恶劣环境条件的影响，两种振荡器设计已经变得非常流行。第一个设计是温度补偿晶体振荡器（TCXO）。

 

TXCO的高级示意图。图片由Vectron提供

 

在高水平上，TCXO使用温度补偿网络和牵引网络进行操作。

在该架构中，补偿网络感测影响振荡器输出的环境温度，并相应地驱动牵引网络以调整振荡器的频率。补偿网络的目的是产生一个电压，该电压是晶体温度响应的补充（180度异相），以有效地抵消温度的影响。有了TCXO，器件可以实现比标准VCXO高10倍到40倍的温度稳定性。

 

差分信号。图片由Cadence提供

 

另一种设计是差分振荡器。与标准差分信号一样，差分振荡器产生两个输出，一个时钟信号及其补码（180度相移版本）。如果两个差分信号的路由相同并且在空间上彼此接近，则任何环境噪声都将对两个信号产生同等的影响。在接收器处，这两个信号被彼此相减，有效地抵消了沿着PCB迹线遇到的任何共模噪声。通过这种方式，差分振荡器为精确定时提供了高稳定性和准确性。

 

SiTime推出Endura系列的两款附加产品

本周，SiTime发布了两个新的精密定时振荡器系列，用于航空航天和国防应用。

第一个系列是Endura SiT5541系列，这是一种基于加固TCXO的振荡器。该设备提供1–60 MHz的输出频率，同时在-40°C至105°C的温度范围内提供±10 ppb的稳定性。该设备还提供了对振动、气流和EMI的抵抗力。此外，该设备采用7毫米x 5毫米封装，功耗低至110毫瓦。

 

SiTime的SiT5541。图片由SiTime提供

 

本周发布的另一个SiTime系列是Endura SiT9551/SiT9356/SiT9357超低抖动差分振荡器。这些差分振荡器覆盖各种频率范围，产品满足从1MHz到920MHz的需求。此外，该系列产品在-55°C至125°C的全温度范围内具有9 fs/mV电源噪声抑制（PSNR）、0.04 ppb/g g g灵敏度和±20至±50 ppm频率稳定性。