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Q-Tech太空级多输出CMOS振荡器突破极端环境的时钟基准技术

2025-09-06 09:19:38 金洛鑫电子

Q-Tech太空级多输出CMOS振荡器突破极端环境的时钟基准技术
太空环境对振荡器的威胁主要来自三个维度:宇宙辐射导致的器件性能衰退,极端温度循环引发的频率漂移,发射阶段强冲击造成的结构损伤.传统地面级振荡器在太空中的失效率高达87%,而Q-Tech通过"材料-结构-电路"三位一体的设计策略,构建了太空级多输出CMOS时钟振荡器的技术壁垒.

在抗辐射设计方面,Q-Tech晶振代理商采用辐射加固(Rad-Hard)工艺与抗单粒子效应(SEE)结构.以QT2021系列为例,其核心微控制器与数字补偿电路均采用特种工艺制造,总剂量辐射耐受能力达到50krad(Si),单粒子锁定(SEL)阈值≥75MeV-cm²/mg,远超NASA对近地轨道卫星的40krad(Si)辐射要求.这种设计可有效抵御范艾伦辐射带中的高能质子与电子冲击,避免时钟信号因辐射导致的瞬时中断或永久失效.对于更遥远的深空探测任务(如火星探测),Q-Tech还可提供定制化的QT625S/725S系列SAW振荡器,其辐射耐受能力提升至300krad(Si),满足地球同步轨道(GEO)及以外的极端辐射环境需求.

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极端温度适应能力是太空振荡器的另一核心指标.Q-Tech通过双模式温度传感补偿技术与高温稳定材料实现突破:QTCH系列采用AT/IT切割进口石英晶体,配合内置的自温度传感resonator,可在-55℃至+200℃的超宽温度范围内保持频率稳定,频率温度系数控制在±40ppm至±250ppm,而传统太空级振荡器在+150℃以上即出现明显性能衰减.在结构设计上,该系列采用密封陶瓷封装与镀金触点,不仅能隔绝太空真空环境对内部电路的侵蚀,还能通过金属外壳实现均匀热传导,避免局部温度过高导致的CMOS输出逻辑错误.针对太空电子系统多模块同步需求,Q-Tech创新开发了多通道CMOS输出晶振架构.不同于传统振荡器单路输出的局限性,QT2021系列与QTCH系列均支持2-4路独立CMOS逻辑输出(1.8V/2.5V/3.3V可选),每路输出均可提供10MHz-80MHz的可编程频率信号,相位噪声低至-135dBc/Hz(10kHz频偏).这种架构可同时为卫星的通信模块,导航系统,数据处理单元提供同步时钟,减少设备间的信号延迟,提升整体系统响应速度.某航天研究所测试数据显示,采用Q-Tech多输出振荡器的卫星数据处理系统,数据传输误码率从10??降至10??,同步精度提升3个数量级.

数字补偿算法:通过内置的辐射加固微控制器,实时采集晶体温度数据并进行动态补偿,在-40℃至+85℃范围内频率稳定度可达±20ppb,远超传统TCXO晶振(温补晶体振荡器)±100ppb的水平;低功耗设计:工作电流仅90mA(3.3V供电),待机电流低至5μA,较同精度OCXO减少90%以上功耗,特别适用于依靠太阳能供电的卫星系统;

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多输出灵活性:提供2路CMOS输出与1路sinewave输出,频率覆盖10MHz-80MHz,可满足不同模块的接口需求,输出信号上升时间≤10ns,确保高速数据传输的时序完整性.宽频率范围:支持1MHz-48MHz基本模式振荡,每路CMOS输出可独立编程,满足从低速传感器到高速通信模块的多样化需求;高抗恶劣环境能力:采用钛合金外壳与硅胶缓冲层,抗冲击能力达2000g,抗振动性能(10-2000Hz)频率偏差仅±2ppb,在月球车等表面探测设备中表现优异;超高辐射耐受:总剂量辐射耐受达300krad(Si),适用于木星,土星等强辐射环境的探测任务;6G低相噪晶振:10kHz频偏下相位噪声≤-135dBc/Hz,噪声基底低至-168dBc/Hz,确保高频通信信号的清晰度,减少信号干扰;电压控制功能:QT725S系列支持±5V电压控制,频率牵引范围达±100ppm,可实时补偿多普勒效应导致的频率偏移,提升深空通信的可靠性.

Q-Tech太空级多输出CMOS振荡器突破极端环境的时钟基准技术

SG3225CAN 25.0000M-TJGA6 EPSON SG3225CAN XO 25 MHz CMOS 1.8V ~ 3.3V ±50ppm
SG7050CAN 25.000000M-TJGA0 EPSON SG7050CAN XO 25 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
SG7050CAN 12.000000M-TJGA0 EPSON SG7050CAN XO 12 MHz CMOS 1.8V ~ 3.3V ±50ppm
SG7050CCN 20.000000M-HJGA0 EPSON SG7050CCN XO 20 MHz CMOS 5V ±50ppm
TG2520SMN 26.0000M-ECGNNM5 EPSON TG2520SMN TCXO 26 MHz Clipped Sine Wave 1.8V ±500ppb
SG-615P 22.1184MC0:ROHS EPSON SG-615 XO 22.1184 MHz CMOS, TTL 5V ±100ppm
SG-310SCF 48.0000MC3 EPSON SG-310 XO 48 MHz CMOS 3.3V ±100ppm
SG-310SDF 25.0000MB3 EPSON SG-310 XO 25 MHz CMOS 2.5V ±50ppm
SG-210STF 20.0000ML EPSON SG-210STF XO 20 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG-615P 7.3728MC0:ROHS EPSON SG-615 XO 7.3728 MHz CMOS, TTL 5V ±100ppm
VG-4231CE 27.0000M-PSCM0 EPSON VG-4231CE VCXO 27 MHz CMOS 3.3V ±37ppm
SG7050CAN 24.576000M-TJGA3 EPSON SG7050CAN XO 24.576 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG7050CAN 12.000000M-TJGA3 EPSON SG7050CAN XO 12 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG7050CAN 48.000000M-TJGA3 EPSON SG7050CAN XO 48 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG7050CAN 25.000000M-TJGA3 EPSON SG7050CAN XO 25 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG7050CAN 48.000000M-TJGAB EPSON SG7050CAN XO 48 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
SG7050CAN 8.000000M-TJGA3 EPSON SG7050CAN XO 8 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG7050CAN 10.000000M-TJGA3 EPSON SG7050CAN XO 10 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG7050CAN 27.000000M-TJGA3 EPSON SG7050CAN XO 27 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG7050CAN 24.000000M-TJGA3 EPSON SG7050CAN XO 24 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
TG2016SMN 26.0000M-ECGNNM0 EPSON TG2016SMN TCXO 26 MHz Clipped Sine Wave 1.8V ±500ppb
SG3225EAN 100.000000M-KEGA0 EPSON SG3225EAN XO 100 MHz LVPECL 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
SG5032VAN 156.250000M-KJGA0 EPSON SG5032VAN XO 156.25 MHz LVDS 2.5V ~ 3.3V ±50ppm
SG3225VAN 100.000000M-KEGA0 EPSON SG3225VAN XO 100 MHz LVDS 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
SG3225VAN 156.250000M-KEGA0 EPSON SG3225VAN XO 156.25 MHz LVDS 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
TG2520SMN 27.0000M-MCGNNM3 EPSON TG2520SMN TCXO 27 MHz Clipped Sine Wave 2.8V ~ 3.3V ±500ppb
SG-615P 12.0000MC3: ROHS EPSON SG-615 XO 12 MHz CMOS, TTL 5V ±100ppm
SG-615P 8.0000MC3: ROHS EPSON SG-615 XO 8 MHz CMOS, TTL 5V ±100ppm
SG-615P 16.0000MC3: ROHS EPSON SG-615 XO 16 MHz CMOS, TTL 5V ±100ppm
SG3225EAN 250.000000M-KEGA3 EPSON SG3225EAN XO 250 MHz LVPECL 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
SG7050EAN 125.000000M-KEGA3 EPSON SG7050 XO 125 MHz LVPECL 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
SG7050EAN 250.000000M-KEGA3 EPSON SG7050 XO 250 MHz LVPECL 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
SG7050EAN 200.000000M-KEGA3 EPSON SG7050 XO 200 MHz LVPECL 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
SG-8002CA 25.0000M-PCCL3 EPSON SG-8002 XO 25 MHz CMOS 3.3V ±100ppm
SG-8002CA 4.0000M-PCCL3 EPSON SG-8002 XO 4 MHz CMOS 3.3V ±100ppm
VG-4231CA 25.0000M-FGRC3 EPSON VG-4231CA VCXO 25 MHz CMOS 3.3V ±50ppm
TG-3541CE 32.7680KXB3 EPSON TG-3541CE TCXO 32.768 kHz CMOS 1.5V ~ 5.5V -
TG2016SMN 27.0000M-MCGNNM3 EPSON TG2016SMN TCXO 27 MHz Clipped Sine Wave 2.8V ~ 3.3V ±500ppb
TG2016SMN 38.4000M-MCGNNM3 EPSON TG2016SMN TCXO 38.4 MHz Clipped Sine Wave 2.8V ~ 3.3V ±500ppb
SG5032CBN 80.000000M-TJGA3 EPSON SG5032CBN XO 80 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG3225VAN 100.000000M-KEGA3 EPSON SG3225VAN XO 100 MHz LVDS 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
XG-1000CA 156.2500M-DBL3 EPSON XG-1000CA SO SAW 156.25 MHz CMOS 2.5V ±50ppm
SG3225VAN 80.000000M-KEGA3 EPSON SG3225VAN XO 80 MHz LVDS 2.5V ~ 3.3V ±30ppm
XG-1000CB 125.0000M-DBL3 EPSON XG-1000CB SO SAW 125 MHz CMOS 2.5V ±50ppm
SG3225VEN 156.250000M-DJGA0 EPSON SG3225VEN XO 156.25 MHz LVDS 2.5V ±50ppm
SG3225EEN 156.250000M-CJGA0 EPSON SG3225EEN XO 156.25 MHz LVPECL 3.3V ±50ppm
XG-2102CA 100.0000M-LGPAL3 EPSON XG-2102CA SO SAW 100 MHz LVDS 3.3V ±50ppm
SG3225HBN 156.250000M-CJGA3 EPSON SG3225HBN XO 156.25 MHz HCSL 3.3V ±50ppm
EG-2121CA 125.0000M-PHPAL3 EPSON EG-2121CA SO SAW 125 MHz LVPECL 2.5V ±100ppm
SG3225VEN 125.000000M-DJHA3 EPSON SG3225VEN XO 125 MHz LVDS 2.5V ±50ppm
SG3225EEN 200.000000M-CLGA3 EPSON SG3225EEN XO 200 MHz LVPECL 3.3V ±100ppm
EG-2121CA 156.2500M-PGPAL3 EPSON EG-2121CA SO SAW 156.25 MHz LVPECL 2.5V ±50ppm
SG-210STF 48.0000ML EPSON SG-210STF XO 48 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm
SG7050CCN 10.000000M-HJGA3 EPSON SG7050 XO 10 MHz CMOS 4.5V ~ 5.5V ±50ppm
EG-2121CA 125.0000M-LHPAB EPSON EG-2121CA SO SAW 125 MHz LVDS 2.5V ±100ppm
EG-2121CA 200.0000M-LGPNB EPSON EG-2121CA SO SAW 200 MHz LVDS 2.5V ±50ppm
EG-2121CA 100.0000M-LGPAB EPSON EG-2121CA SO SAW 100 MHz LVDS 2.5V ±50ppm
EG-2121CA 200.0000M-LGPAB EPSON EG-2121CA SO SAW 200 MHz LVDS 2.5V ±50ppm
SG5032CCN 3.276800M-HJGA3 EPSON SG5032 XO 3.2768 MHz CMOS 4.5V ~ 5.5V ±50ppm
SG5032CAN 4.000000M-TJGA3 EPSON SG5032 XO 4 MHz CMOS 1.6V ~ 3.6V ±50ppm

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