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SiTime lanzó recientemente la plataforma Endura Epoch, un oscilador controlado por horno MEMS (OCXO) diseñado para aumentar la seguridad de los sistemas PNT contra fallas como fallas. SiTime desarrolló esta plataforma para proteger al personal y prevenir fallas de equipos críticos. La plataforma Endura Epoch proporciona un reloj local «ultraestable» para dispositivos electrónicos de misión crítica en caso de una falla del GPS, afirma la compañía.
La plataforma Endura Epoch proporciona un reloj estable y de alta precisión. Imagen cortesía de SiTime
SiTime lo describe como una secuela “robusta” de la plataforma Epoch lanzada en septiembre.
“Robustización” mediante tecnología MEMS
El objetivo principal de la nueva plataforma Endura Epoch es proporcionar sincronización precisa y redundante para servicios de posicionamiento, navegación y sincronización (PNT) de misión crítica en caso de una interrupción del GPS.
Debido a que el GPS se basa en cuatro satélites para calcular la ubicación precisa del receptor, es vulnerable a ataques como interferencias, en las que una señal de RF amplificada intercepta las señales GPS entrantes. Cuando la funcionalidad GPS de un dispositivo se ve comprometida, se requiere una fuente de reloj de respaldo con la misma precisión para continuar funcionando correctamente.
Los osciladores del sistema microelectromecánico (MEMS) de la plataforma Endura Epoch permiten redundancia con un reloj preciso que ofrece una frecuencia programable de 10 MHz a 220 MHz. Algunas variantes de la plataforma Endura Epoch también pueden funcionar sin un reloj de referencia (condición de retención) con un error de tiempo de solo tres microsegundos durante 24 horas.
Error de tiempo de la era Endura. Imagen cortesía de SiTime
Debido a que el oscilador utiliza MEMS (diminutas estructuras de silicio) en lugar de un cristal de cuarzo, es físicamente más robusto en un factor de forma pequeño. Según SiTime, la plataforma Endura Epoch ofrece una sensibilidad a los golpes 20 veces mejor, una confiabilidad 30 veces mejor y una sensibilidad g (la sensibilidad de un dispositivo a la aceleración) 70 veces mejor que el cristal de cuarzo.
El pequeño factor de forma lo tiene todo
Según la hoja de datos (disponible previa solicitud a SiTime), la plataforma Endura Epoch es el «oscilador controlado por horno MEMS robusto más pequeño de la industria» con un tamaño de solo 9 mm x 7 mm. SiTime ofrece la plataforma en cuatro versiones diferentes: SiT7111, SiT7112, SiT7101 y SiT7102.
La plataforma Endura Epoch tiene un factor de forma pequeño y se adapta a varios sistemas PNT. Imagen cortesía de SiTime
Si bien los cuatro tienen la misma huella física, cada variante difiere en términos de tiempo de espera, rango de frecuencia y exceso de temperatura en partes por mil millones (ppb). En este contexto, ppb se refiere a la desviación de la frecuencia del oscilador de la temperatura de funcionamiento permitida (-40°C a 95°C). El SiT7111 tiene un ppb de sobretemperatura de solo 1, lo que lo hace muy estable cuando cambia la temperatura ambiente.
Los osciladores basados en MEMS son cada vez más importantes
Debido a su resiliencia, las tecnologías basadas en MEMS son cada vez más importantes para aplicaciones que requieren durabilidad física y estabilidad frente a influencias ambientales. Estas aplicaciones no se limitan sólo a los semiconductores y la defensa. La NASA ha llevado a cabo una extensa investigación sobre osciladores MEMS para aplicaciones espaciales, como satélites que están sujetos a graves tensiones ambientales por vibración, aceleración y temperatura.
Mediciones de MEMS frente a osciladores de cristal de cuarzo. Imagen cortesía de ECS Inc Internacional
Si bien los MEMS tienen claras ventajas, los osciladores de cristal destacan en determinadas áreas. Por ejemplo, los osciladores de cristal de cuarzo generalmente tienen un mejor rendimiento de ruido de fase y fluctuación. Según ECS Inc. International, el cuarzo tiene un factor Q (calidad) mejor que el MEMS, lo que lo hace útil para aplicaciones sensibles a la fluctuación y donde la resistencia ambiental es menos importante.
Sin embargo, los OCXO de Endura pueden servir como solución provisional cuando los sistemas PNT pierden señales de GPS debido a inclemencias del tiempo, suplantación de identidad, interferencias u otras interferencias.
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