Les modules de synchronisation hautes performances et compacts conçus par Microchip pour les applications de défense en environnement privé de signal GNSS (Global Navigation Satellite System) s’appuient sur un porte-feuille de plusieurs technologies d’oscillateurs en vue d’apporter précision et fiabilité aux missions critiques dans le domaine de l’aérospatiale et de la défense.
Les modules ciblent les applications qui reposent sur les technologies de positionnement, de navigation et de synchronisation - PNT, Position, Navigation and Timing - pour lesquelles Microchip propose d’apporter un couple précision/fiabilité élevé tout en accélérant le processus de développement à travers des plates-formes intégrées.
Ces cartes s’appuient notamment sur la mise en oeuvre d’oscillateurs GNSS dits “disciplinés” (GNSSDO, GNSS Disciplined Oscillators) avec des horloges atomiques embarquée et des oscillateurs concus par Microchip dont l’horloge CSAC (Chip-Scale Atomic Clock), l’horloge MAC (Miniature Atomic Clock) et les oscillateurs à quartz OCXO (Oven-Controlled Quartz ou oscillateur à quartz thermostat).
Les modules GNSSDO traitent les signaux de référence envoyés par le satellite ou par une source d'horloge alternative et “disciplinent” l’oscillateur embarqué, c’est-à-dire qu’ils le synchronisent selon le signal de référence, assurant ainsi une synchronisation précise, une stabilité élevée et des performances en maintien qui répondent aux besoins des applications critiques.
Ces modules sont utilisés sur les applications militaires et de défense, comme les radars, les communications satellites, les radios mobiles, les plateformes de véhicules et autres applications PNT critiques, y compris en environnement privé de signal GNSS.
Concrètement, un module GNSSDO se comporte comme un sous-système PNT au sein d’un système plus grand, ou bien comme un système autonome, fournissant une synchronisation précise, essentielle aux systèmes hautes performances.
Sur ses modules on retrouve des oscillateurs conçus et fabriqués par Microchip, des microcontrôleurs 32 bits et des circuits programmables (FPGA) de la série SmartFusion 2.
La famille comprend le module standard référencé MD-013 ULTRA CLEAN d’une dimension de 60 mm sur 114 mm qui prend en charge plusieurs constellations GNSS (GPS, Galileo, BeiDou et NavIC) ainsi qu’une entrée de référence externe. Ce module est conçu avec un oscillateur à quartz thermostaté (OXCO) qui procure des sorties d’horloges avec un très faible bruit de phase - -119 dBc/Hz à une dérive de 1 Hz et un plancher de bruit de -165 dBc/Hzet - et des caractéristiques de grande stabilité en fréquence à court terme mesurée selon la déviation d’Allan (*) - 3-13 pour un tau de 1s, 6-13 pour un tau de 10 s et 9—13 pour un taux de 100s.
Ce module peut générer un signal PPS (Plus Per Second) sous forme TTL, une onde sinusoïdale de 10 MHz et des sorties d’onde carrée 10 MHz qui sont “disciplinées” par un émetteur-récepteur GNSS embarqué à simple bande et à 72 canaux.
Le MD-300 quant à lui est un module GNSSDO pour environnements sévères, d’une taille de 38,1 mm sur 63, 5 mm, et qui intègre un oscillateur OCXO ou ou un TCXO sous forme de circuit MEMS en tant qu’oscillateur local. Il procure ainsi une faible sensibilité aux accélérations, une haute tolérance aux chocs et aux vibrations, ainsi qu’une faible sensibilité aux transitoires thermiques. Le MD-300 convient aux applications comme les drones et les équipements portables sur le terrrain.
Enfin, le module LM-010 est une plate-forme compacte (75 mm sur 88 mm ) qui fournit une synchronisation précise pour les applications en orbite terrestre basse (LEO, Low Earth Orbit) qui nécessitent la tolérance aux radiations ainsi qu’une très bonne stabilité et d’excellentes performances en maintien.
En tant que module de plateforme standard, le LM-010 génère un signal PPS TTL et des sorties sinusoïdales 10 MHz disciplinées par un signal d’entrée de référence externe. Le module embarque un oscillateur OCXO corrigé numériquement ou un CSAC à faible puissance.
« Nos modules peuvent être ajustés pour répondre aux exigences spécifiques de chaque application, que ce soit à travers une solution personnalisée ou des modifications progressives du produit standard, précise Randy Brudzinski, vice-président et responsable du département des systèmes de fréquence et de synchronisation de Microchip.
Les modules GNSSDO de Microchip utilisent un protocole de communication série standard et une interface graphique pour commander et contrôler l’unité. De nombreux paramètres peuvent être configurés à l’aide du logiciel, comme les entrées, les sorties, la commutation automatique, les paramètres de maintien, le suivi GNSS et les mesures GNSS brutes, ainsi que les messages de rapports issus de l’interface série.
(*) La variance d'Allan est une grandeur mathématique utilisée pour estimer la stabilité dans le temps de la fréquence des oscillateurs. Elle est précisée en fonction de la durée, ou pas d’échantillonnage, souvent désigné par la lettre grecque tau. La déviation d’Allan est alors une mesure des instabilités de l'oscillateur estimée pour une plage de valeurs de tau
