Hoch exakte Timing-Lösung Atomuhr auf Chipbasis

Etwa 170 Millionen US-Dollar soll nach Marktdaten von Dedalus Consulting eine portable Atomuhr kosten. Nun wurde ein solches System auf Chipbasis vorgestellt.

Gerade einmal 50,8 mm x 50,8 mm x 17,8 mm groß und 75 g schwer ist die »LN CSAC« (Low Noise Chip Scale Atomic Clock), mit der Microsemi seine Atomuhrfamilie »Quantum« nun erweitert hat. Ihr Phasenrauschen von -87 dB/Hz bei einem 1-Hz-Offset und einem Grundrauschen von -155 dBc kommt mit einer Leistung von nur 240 mW aus. Die Allan-Abweichung bei 1 s verbessert sich auf <2 ∙ 10-11.

Die LN CSAC behält die Timing-Subsystem-Fähigkeiten von CSAC bei. Als Ausgangssignale stellt das System ein Sinussignal mit 10 MHz sowie einen digitalen Impuls pro Sekunde (PPS) im CMOS-Format mit 3,3 V Amplitude zu Verfügung. Zudem gibt es eine Schnittstelle zur Synchronisation sowie einen RS-232-Port für das Monitoring und die Steuerung.

LN CSAC kombiniert OCXO- (Oven Controlled Crystal Oscillator) und Standard-CSAC-Technologien, indem ein Quarzoszillator mit sehr geringem Rauschen in der Steuerschleife der Atomuhr eingesetzt wird, um die Allan-Abweichung und das Phasenrauschen zu optimieren. Die Genauigkeit der Atomuhr liegt bei ±5,0 ∙ 10-11, die Alterung ist mit unter 3,0 ∙ 10-10 pro Monat spezifiziert.

Als mögliche Anwendungsbereiche nennt das Unternehmen Unterwassersensoren für die seismische Suche nach Erdgas und Erdöl sowie hochgenaues Test- und Messequipment.