Wie bei vielen Technologien spiegelt die zunehmende Allgegenwärtigkeit von Radar-basierten Erkennungssystemen die zunehmenden Fortschritte bei der Integration, Miniaturisierung und geringeren Leistungsaufnahme von Silizium wider. Die schnelle Einführung von Radarsensoren in Transport- und Industrieanwendungen wird einerseits durch Sicherheits-, Effizienz- und Automatisierungstrends vorangetrieben und andererseits durch die Reduzierung von Größe, Leistung und Kosten auf der Systemseite gefördert.
Von der Kollisionsvermeidung und Hinderniserkennung bis hin zur Messung und Entfernungsmessung sind Radarsysteme auf eine genaue Taktreferenz am Frontend angewiesen. Jüngste Fortschritte in der Silizium-MEMS- und analogen IC-Technologie bieten kleinere, äußerst zuverlässige und äußerst robuste Timing-Lösungen mit geringerem Stromverbrauch für diese Anwendungen. Der SiT1576 Super-TCXO™ ist ein solches Beispiel. Dieses MEMS-basierte Gerät ist aufgrund seiner einzigartigen Kombination aus programmierbarer Frequenz, geringem Platzbedarf, extrem geringem Stromverbrauch und Genauigkeit ideal für Radar-basierte Erkennungssysteme mit kleinem Formfaktor.
Im Gegensatz zu anderen TCXOs (temperaturkompensierten Oszillatoren) ist der SiT1576 werkseitig zwischen 1 Hz und 2 MHz programmierbar und kann so an die Frequenz von SoCs und MCUs mit geringem Stromverbrauch angepasst werden. Dieser Super-TCXO ist im Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C auf ±5 ppm genau und verbraucht bei einer flexiblen Versorgungsspannung zwischen 1,8 V und 3,3 V nur Mikroampere Strom. Der SiT1576 bietet eine zuverlässige, kompensierte Referenz für den ADC und das Radar-AFE (analoges Frontend). Da dieser Super-TCXO selbstkompensiert ist, benötigt das System keinen externen, stromintensiven Systemkalibrierungsaufwand, um die Frequenzstabilität aufrechtzuerhalten, was die Systemleistung weiter reduziert.
SiT1576 Super-TCXO macht die Systemkalibrierung überflüssig und verbraucht µAmpere
Im oben gezeigten Beispiel liefert ein MEMS Super-TCXO die Timing-Referenz für den ADAS-Sensor. Der SiT1576 ist für den Betrieb bei 256 kHz programmiert, verbraucht weniger als 10 µA über Temperatur und benötigt nur 1,2 mm 2 Platinenfläche.
Automobil- und Industriesysteme arbeiten unter rauen Bedingungen mit hohen Temperaturen und schnellen Anstiegsraten. Temperaturgradienten können jedoch zu Systemproblemen führen. Die enge thermische Kopplung des internen Temperatursensors des SiT1576 in Kombination mit einer Kompensations-Bildwiederholfrequenz von 3 Hz sorgt dafür, dass die Genauigkeit auch bei einem Temperaturgradienten von bis zu 2 °C/Sek. erhalten bleibt. Für steilere Temperaturgradienten kann der SiT1576 werkseitig auf schnellere Bildwiederholraten von bis zu 24 Hz programmiert werden und behält dennoch die Stabilität bei Temperaturgradienten von bis zu 20 °C/Sek.
Die 1 Hz bis 2 MHz Super-TCXOs von SiTime sind ultrakleine Mikroleistungs-Referenzquellen, die neue architektonische Optionen für Radar-basierte Erkennungsanwendungen bieten, bei denen Platz, Leistung und Zuverlässigkeit immer wichtiger werden. Gemeinsam ermöglichen Fortschritte in der MEMS-Timing-Technologie und im analogen IC-Design die Reduzierung von Größe und Leistung in Radarsensorsystemen.