気象気球ラジオゾンデ

ラジオゾンデは、気象観測気球によって大気圏に運ばれる電池駆動のテレメトリー機器です。高高度、そしてしばしば極低温から、ラジオゾンデはセンサーデータを地上局に送信します。ラジオゾンデに搭載されるタイミング製品は、広範囲の温度下でも確実に動作する必要があります。

SiTimeのMEMSタイミングソリューションは、幅広い温度範囲から衝撃や振動まで、過酷な堅牢な性能を発揮します。さらに、小型・軽量のパッケージで提供され、低消費電力機能も備えています。

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世界中で毎日数百基のラジオゾンデが打ち上げられ、気象データの重要な情報源となっています。ラジオゾンデは、高度、気圧、気温、相対湿度、風、宇宙線、オゾン濃度といった様々な大気パラメータを測定します。データは無線リンクを介して地上局に送信されます。

ラジオゾンデはいくつかの時計に依存しています。

• マイクロコントローラクロック：通常16～40MHzの範囲です。この用途には水晶振動子も使用できますが、SiTime社の発振器には多くの利点があります（4ページ参照）。
• RTCクロック：GPSには時刻表示機能があるため、このアプリケーションではオプションです。一部のラジオゾンデには時刻表示機能が搭載されています。
• GNSS 受信機クロック: TCXO によって提供されます。
• RF 送信機クロック: 使用される送信機チップセットに応じて、水晶共振器、発振器、または TCXO によって提供できます。

ラジオゾンデにおけるSiTime発振器の利点

• 広い動作温度範囲:地上から成層圏まで、ラジオゾンデは広い温度範囲にさらされます。
• -55℃での動作保証： MEMS技術は、水晶振動子に特有の問題、特にコールドスタート（低温で水晶振動子が発振を開始できない）の影響を受けません。水晶振動子のこの限界に対する解決策は、水晶駆動電流を増やすことです。しかし、水晶振動子の最大駆動電流を超えるリスクがあるだけでなく、消費電力も増加し、バッテリー駆動システムには悪影響を及ぼします。
• 衝撃と振動への耐性: MEMS 共振器はサイズが小さく、振動質量も低いだけでなく、シリコンの強度も優れているため、SiTime MEMS 発振器は水晶ベースの発振器に比べて衝撃と振動に対する耐性が 100 倍優れています。
• 低消費電力:温度が低いとバッテリー容量が低下するため、寒冷環境で動作するデバイスでは低消費電力がさらに重要になります。