气象气球无线电探空仪

Spy balloon with solar panels, military equipment with camera on sky with clouds

无线电探空仪是一种由电池供电的遥测仪器,由气象气球携带进入大气层。无线电探空仪在高海拔地区(通常温度极低)将传感器数据传输到地面站。无线电探空仪中的计时产品必须在长期温度下可靠运行。

SiTime MEMS 时钟解决方案在严苛的工作条件下(从宽温到冲击和振动)均能提供强大的性能。此外,它们采用更小巧轻便的封装,并具有低功耗特性。

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SiTime MEMS计时优势

环保

卓越的温度稳定性

无冷启动问题

抗冲击和振动

尺寸和功率效率

占地面积小

低功耗

驱动多个负载

易于使用,经久耐用

宽工作温度

无石英可靠性问题

>20亿小时MTBF

每天,世界各地都会发射数百台无线电探空仪,它们是气象数据的重要来源。无线电探空仪可以测量各种大气参数,例如高度、气压、温度、相对湿度、风、宇宙射线、臭氧浓度等。数据通过无线电链路传输到地面站。

无线电探空仪依靠几个时钟:

  • 微控制器时钟:通常在 16 至 40 MHz 范围内。虽然晶体谐振器也可以用于此目的,但 SiTime 振荡器具有许多优势(参见第 4 页)。
  • RTC时钟:本应用中可选,因为GPS具有时钟功能。部分无线电探空仪已配备该时钟。
  • GNSS 接收器时钟:由 TCXO 提供。
  • RF 发射器时钟:可由晶体谐振器、振荡器或 TCXO 提供,具体取决于所使用的发射器芯片组。

无线电探空仪框图

无线电探空仪的 MEMS计时(商业级产品)

SiTime MEMS 时钟产品是各种工业应用的理想选择。它们可在工厂编程,提供多种频率、输出和电源电压选项组合,从而省去了石英产品所需的较长的交货时间和定制成本。

设备主要特点核心价值
MHz 振荡器
SiT8021 1至26 MHz
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  • 超低功耗:6.144 MHz、1.8 V、10 pF 负载时小于 270 µA
  • 1.5 x 0.8 毫米封装
  • ±50 和 ±100 ppm 选项
  • 1.62 至 3.63 V 电源
  • 节省电力,最大限度延长电池寿命
  • 节省电路板空间
MHz 振荡器
SiT8918 1至110 MHz
立即购买
  • -40°C 至 85°C
  • ±20 至 ±50 ppm 频率稳定性
  • 2.0 x 1.6 毫米、2.5 x 2.0 毫米、3.2 x 2.5 毫米、5.0 x 3.2 毫米、7.0 x 5.0 毫米封装
  • 高可靠性
  • 高温操作
  • 多种标准封装选项
  • 抗电磁干扰
差分振荡器
SiT9501 25 至 644.5 MHz(70 fs [1] IPJ)
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  • ±20 至 ±50 ppm 频率稳定性
  • LVPECL、LVDS、HCSL
  • 1.8 V 至 3.3 V
  • -40°C 至 105°C
  • 2.0 x 1.6 毫米、2.5 x 2.0 毫米、3.2 x 2.5 毫米封装
  • 满足严格的抖动要求
  • PCB布局小,布局更简单
  • 灵活性使设计变得简单
  • 更好的 MEMS 可靠性
超级TCXO
SiT5155 12 个频率,从 10 MHz 到 40 MHz
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  • ±0.5 ppm 频率稳定度
  • -40°C 至 105°C
  • 5.0 x 3.2 毫米封装
  • 专为 GNSS/GPS 设计
  • 更高的动态性能,可在严苛的环境下更快地锁定卫星
超级TCXO
SiT5376 1至220 MHz
立即购买
SiT5377 1至220 MHz
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  • ±0.1 至 ±0.25 ppm 频率稳定性
  • -40°C 至 105°C
  • 5.0 x 3.5 毫米封装
  • 专为射频系统设计
  • 低相位噪声
  • 数字控制,上拉至±400 ppm
32.768 kHz XO
SiT1532 32.768千赫
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SiT1534 1至32.768 Hz
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  • 典型功耗 900 nA
  • 1.2 V 至 3.63 V 操作
  • 1.5 x 0.8 毫米和 2.0 x 1.2 毫米封装
  • 节省电力,最大限度延长电池寿命
  • 可编程输出摆幅,进一步节省电力
  • 布局小,节省电路板空间
  • 内部 VDD 滤波无需外部旁路电容:降低 BOM 成本并进一步节省空间
32.768 kHz XO
SiT1569 1赫兹至462.5千赫兹兆赫
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  • 100 kHz 时目前的功耗3.3 µA
  • ±50 ppm 稳定性
  • 1.5 x 0.8 毫米封装
  • 节省电力,最大限度延长电池寿命
  • 可编程输出摆幅,进一步节省电力
  • 布局小,节省电路板空间
  • 内部 VDD 滤波无需外部旁路电容:降低 BOM 成本并进一步节省空间
32.768 kHz TCXO
SiT1552 32.768千赫
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  • ±5 至 ±20 ppm
  • 典型功耗 990 nA
  • 1.5 V 至 3.65 V 电源范围
  • 1.5 x 0.8 毫米封装
  • 节省电力,最大限度延长电池寿命
  • 可编程输出摆幅,进一步节省电力
  • 布局小,节省电路板空间
  • 内部 VDD 滤波无需外部旁路电容:降低 BOM 成本并进一步节省空间

[1] 12 kHz 至 20 MHz 积分范围

无线电探空仪的 MEMS计时(Endura 加固产品)

Endura 产品专为航空航天、国防和其他加固应用而设计。它们可在工厂编程,提供多种频率、输出和电源电压选项组合,从而省去了石英产品相关的较长的交货时间和定制成本。

设备主要特点核心价值
单端振荡器
SiT8944 1至60 MHz
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SiT8945 60至220 MHz
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  • 温度范围内频率稳定性为±10至±50 ppm
  • -55°C 至 105°C
  • 0.1 ppb/ g频率稳定度
  • 低抖动 0.5 ps RMS [1]
  • 1.8伏、2.5伏、3.3伏
  • 更好的频率和抖动裕度增强了系统稳定性和稳健性
  • 轻松获得任何设备配置
  • MEMS可靠性
  • 最大限度地减少振荡器的 EMI
差分振荡器
SiT9356 1至220 MHz
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SiT9357 220 MHz 至 944 MHz
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  • 低抖动 150 fs RMS [1]
  • LVPECL、LVDS、HCSL、FlexSwing
  • 温度范围内频率稳定性为±30 ppm
  • 1.8V、2.5V、3.3V
  • -55°C 至 125°C
  • 2.0 x 1.6 毫米 QFN 封装
  • 满足严格的抖动要求
  • PCB布局小,布局更简单
  • 灵活性使设计变得简单
  • 恶劣环境下的加速度灵敏度为 0.04 ppb/ g
  • MEMS可靠性
  • 最大限度地减少振荡器的 EMI
差分振荡器
SiT9551 14 个标准频率,从 25 MHz 到 644 MHz
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  • 低抖动 70 fs RMS [1]
  • LVPECL、LVDS、HCSL、FlexSwing
  • ±20 和 ±50 ppm 频率稳定性
  • 最高温度为 -55°C 至 125°C
  • 2016、2520 和 3225 套餐
  • 满足严格的抖动要求
  • PCB布局小,布局更简单
  • 灵活性使设计变得简单
  • 恶劣环境下的加速度灵敏度为 0.04 ppb/ g
  • MEMS可靠性
  • 最大限度地减少振荡器的电磁干扰
超级TCXO
SiT5146 1至60 MHz
立即购买
  • ±0.5 至 ±2.5 ppm 频率稳定性
  • -55°C 至 105°C
  • 5.0 x 3.2 毫米封装
  • 超宽工作温度
  • 低 0.31 ps 相位抖动 (rms)
  • 更高的动态性能,可在严苛的环境下更快地锁定卫星
32.768 kHz 超级 TCXO
SiT7910 32.768千赫
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  • ±0.1 至 ±0.4 ppm 频率稳定性
  • -55°C 至 105°C
  • 5 μA目前的功耗
  • 3.5 ppm 85°C 下 20 年老化
  • 2.5 x 2.0 mm 陶瓷封装
  • 低功耗和频率稳定性的独特组合——只有 MEMS 才能实现!
  • 实现快速 GNSS 信号采集,且不影响功率

[1] 12 kHz 至 20 MHz 积分范围

SiTime 振荡器对无线电探空仪的优势

  • 工作温度范围广:从地面到平流层,无线电探空仪暴露在很宽的温度范围内。
  • 保证在-55°C下工作: MEMS技术不受晶体问题的影响,尤其是冷启动问题(即晶体在低温下无法启动振荡)。解决石英体这一局限性的一个方法是增加晶体驱动电流。然而,除了存在超过晶体最大驱动电流的风险外,它还会消耗更高的功率,这对此类电池供电系统不利。
  • 抗冲击和振动能力:由于 MEMS 谐振器尺寸更小、振动质量更低,且硅强度更高,SiTime MEMS 振荡器的抗冲击和振动能力比基于晶体的振荡器高 100 倍。
  • 低功耗:由于电池容量会随着温度降低而下降,因此对于在寒冷条件下运行的设备来说,低功耗就显得更为重要。

MEMS计时性能优于石英

更高的可靠性

最小尺寸,更低的 BOM

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SiTime timing devices are up to 50x more reliable than legacy quartz
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SiTime – Better Quality, More Robust
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