时机就是一切。然而,到目前为止,传统的基于石英的时间选择已经迫使用户在大小、准确性和功耗之间进行权衡。这在用于精密和关键(如军事)应用的通信设备中尤其成问题。
炉控晶体振荡器(ocxo)仍然适用于许多产品,但其规格不足以满足更新、高端设备的需求。原子钟的精度和稳定性是理想的,但广泛使用的基于gps的时钟由于尺寸、重量和效率的考虑是不切实际的。Symmetricom已经用它的SA.45s芯片级原子钟(CSAC)解决了这个问题。
原子钟是一种精确而稳定的振荡器,其频率是基于特定材料中原子的振荡。大多数原子钟使用铯133或铷的气态原子。世界各地的标准组织使用铯133的振荡(准确地说,是9,192,631,770个周期)作为1秒的定义。
所有政府和商业的计时设备,包括GPS卫星的精确计时信号,都是基于这种原子钟。这些GPS信号通常被接收和解码,以恢复精确的定时信号,用于各种高精度设备,如蜂窝基站。
Symmetricom已经应用了微电子机械系统(MEMS)和其他复杂的封装来产生这个频率来控制标准振荡器的输出,具有惊人的准确性和稳定性,减少了物理封装的尺寸和功耗。
的SA.45s(见图)CSAC提供原子钟的准确性和稳定性,同时在尺寸、重量和功率方面提供了显著的改进。它的体积只有16毫升,重量只有35克,只需要115 mW,提供的时间精度比它所替代的更高功率的基于石英的解决方案,如ocxo和温度补偿晶体振荡器(tcxo),好两个数量级。
该设备工作在3.3 V dc,输出10兆赫兹方波。频率精度为±5 × 10-11,稳定性小于2 × 10-10 /秒。此外,SA.45s CSAC具有±50 ns的精度输出1 pps。兼容cmos的RS-2332接口便于内部监控和外部控制和调整。1-pps同步输入也可用于与外部源同步。
由于其超高精度和低功耗,SA.45s CSAC实现了一系列全新的便携式和其他应用,如拆卸(背包)简易爆炸装置(IED)干扰器,无人机(uav),下一代背负式无线电和军用手持GPS设备,还有地球物理传感器,包括水下探测高乐听器/水听器。SA.45s CSAC在延时时钟中特别有用,即使另一个定时源(如GPS信号)丢失,它也能保持定时和频率控制。
事实上,早期采用率者已经验证了SA.45s CSAC的先进技术优势。水下传感器制造商已经利用CSAC的低功耗和增加的稳定性来延长任务持续时间。依赖于军用GPS系统的用户已经发现,CSAC具有稳定性,即使在长期GPS中断期间也能保持同步,而且它还能实现快速信号重新采集。它的小尺寸和极低的功耗提供了这些好处,即使在单人背包系统。
SA.45s CSAC是Symmetricom量子原子振荡器家族的成员。它有两个版本。选项001操作范围为-10°C至70°C的商业应用,选项002操作范围为-40°C至85°C的军事应用。sa .45型CSAC目前在美国上市,起价1500美元,数量不多。