What is a chip-scale atomic clock (CSAC)?

Eine Chip-Scale-Atomuhru (CSAC) ist ein miniaturisierter atomarer Frequenzstandard, der kohärente Populationskontrolle (CPT) in einer Dampfzelle nutzt, um einen Oszillator zu stabilisieren. KCCS-CSACs verbrauchen nur 130 mW und eignen sich für batteriebetriebene und portable Anwendungen, bei denen Rubidium-Standards zu leistungshungrig sind.

How does CSAC compare to OCXO and rubidium?

CSAC offers better long-term stability than OCXO (ADEV <3E-11 at 1s vs <1E-12 for premium OCXO) but lower than rubidium (<1E-11). CSAC is much smaller and lower power (130 mW) than rubidium (<5 W), filling the gap between high-end OCXO and full-size atomic standards.

Is KCCS CSAC pin-compatible with Microsemi SA.45s?

Ja. KCCS-CSAC nutzt das SA.45s-pin-kompatible DIP-Gehäuse und erlaubt direkten Drop-in-Ersatz. Die Mehrfrequenzversion gibt 10, 16,384, 20 und 24,576 MHz gleichzeitig bei 150 mW aus, mit I2C/UART-Digitalschnittstelle.

What is the warm-up time for a CSAC?

KCCS chip-scale atomic clocks achieve rated stability within <3 minutes of power-on. This is comparable to high-end OCXOs and much faster than traditional rubidium standards (which typically require 5-10 minutes).

CPT Atomic Clock | ≤3W, ≤1μs Holdover | KCPTA50

Name: CPT-based Atomic Clock
Brand: KCCS
Availability: InStock

Key Specifications

Parameter	KCPTA50 Specification
Package (mm)	50.8 × 50.8 × 18
Output Frequency	10 MHz
Factory Frequency Offset	≤±5E-11
Frequency Stability	≤5E-11/s, ≤3E-11/10s, ≤1E-11/100s
Aging (after 24h continuous)	≤5E-12 / 24h
Frequency vs. Temperature	≤5E-11 (-40~+80℃)
Frequency Accuracy (after 2h 1PPS lock)	≤±1E-12 / 24h
Time to Lock (@25℃)	≤10 minutes
Holdover (after 24h discipline)	≤1 μs / 24h
Power Consumption	Steady-State ≤3W (12V), Max ≤14W (12V)
Supply Voltage (Vdc)	+5 ~ +12
Operating Temp. Range	-40 ~ +80℃

Häufig gestellte Fragen

What is a CPT-based atomic clock?

Eine CPT-basierte Atomuhru nutzt die Technologie des kohärenten Populationsfangs, um einen Oszillator mit einer Rubidium-Dampfzelle zu stabilisieren. Anders als traditionelle CSACs, die Mikrowellenabtastung nutzen, erregen CPU-Uhren die Atome optisch und vermeiden so den Bedarf an einem Mikrowellenresonator. Das führt zu einem noch kleineren und leistungsärmeren atomaren Standard (~100 mW), der für die anspruchsvollsten tragbaren und batteriebetriebenen Anwendungen geeignet ist.

How does CPT atomic clock compare to conventional CSAC?

CPT-basierte Uhren bieten weitere Miniaturisierung und geringeren Leistungsverbrauch (~100 mW vs. 130 mW bei Standard-CSAC), indem sie die optische und die Mikrowellenanregung in einem einzigen kompakten Gehäuse integrieren. Obwohl die Rohstabilität etwas niedriger als bei traditionellen CSAC sein mag, bietet die CPT-Technologie den kleinsten Formfaktor und den niedrigsten Leistungsverbrauch in der Klasse der Atomuhren — ideal für platzbeschränkte und batteriebetriebene Systeme.

What applications benefit most from a CPT atomic clock?

CPT-Atomuhren glänzen in Anwendungen, bei denen GNSS-Signale nicht verfügbar oder unzuverlässig sind und Leistung/Größe kritisch sind: taktische Militärkommunikation, mann-tragbare PNT-Geräte, unbeaufsichtigte Bodensensoren, Unterwassersysteme und Plattformen für elektronische Kriegsführung. Sie bieten Holdover-Timing ohne den Leistungsnachteil von Rubidium-Standards.

How long does the CPT atomic clock take to warm up?

KCCS-CPT-Atomuhren erreichen die Nennstabilität innerhalb von unter 2 Minuten nach dem Einschalten. Dieses schnelle Aufwärmen kombiniert mit ~100 mW Dauerleistung macht sie geeignet für getaktete und batteriebetriebene Einsätze, bei denen Sofort-Start-Timing erforderlich ist.

CPT-Atomuhru