每個電子系統(tǒng)都需要一個計時裝置.石英晶體諧振器通常是首選解決方案.然而,振蕩器將諧振器與振蕩器集成電路配對成一個完整的集成時序器件,與XTALs相比有幾個優(yōu)點.微機電系統(tǒng)定時技術(shù)進一步擴展了這些優(yōu)勢.系統(tǒng)設(shè)計師不再需要繞過XTALs的限制,接受用水晶設(shè)計的頭痛和風險.

SiTime振蕩器在一個有源器件中包括微機電系統(tǒng)諧振器和振蕩器集成電路,如右圖所示.該架構(gòu)支持健壯,高性能,靈活的時序產(chǎn)品,易于設(shè)計到系統(tǒng)中.

1.即插即用振蕩器簡化了系統(tǒng)設(shè)計

從表面上看,使用石英晶體的振蕩器設(shè)計看起來可能是直截了當?shù)?特別是考慮到這項技術(shù)的成熟.但是當將晶振與振蕩器電路匹配時,有無數(shù)的設(shè)計參數(shù)需要考慮.這些參數(shù)包括晶體運動阻抗,諧振模式,驅(qū)動電平和振蕩器負電阻(衡量振蕩器增益).此外,對于并聯(lián)諧振模式晶體,必須考慮負載電容,它應(yīng)考慮到印刷電路板寄生電容以及振蕩器電路中可能包含的片內(nèi)集成電容.

必須仔細考慮所有這些參數(shù),以確保電路的可靠啟動和運行.因為振蕩器電路要求諧振器與振蕩器電路緊密匹配,晶振廠家不能保證晶體的啟動.相比之下,振蕩器是一個完全集成的解決方案.振蕩器制造商將石英諧振器與振蕩器電路相匹配,從而減輕電路板設(shè)計者的負擔.因為匹配誤差被消除,振蕩器啟動由SiTime保證.簡而言之,振蕩器是一種即插即用的解決方案,大大簡化了系統(tǒng)設(shè)計.

微機電系統(tǒng)振蕩器消除了設(shè)計顧慮

晶體運動阻抗和振蕩器負電阻

振蕩器電路必須具有足夠的增益和相移,以滿足巴克豪森振蕩標準.特別重要的是晶體的運動阻抗和振蕩器的負電阻(相當于增益).如果振蕩器增益不足以克服石英諧振器的運動阻抗,電路可能無法啟動.振蕩器的使用消除了這些問題.

晶體諧振模式,頻率調(diào)諧電容和片內(nèi)振蕩器電容石英晶振可以串聯(lián)或并聯(lián)諧振模式諧振,但通常只針對這兩種模式之一進行校準.如果針對并聯(lián)諧振進行校準,它們需要通常指定的特定負載電容.但是,如果不使用合適的電容,頻率誤差可能會超過數(shù)據(jù)表

規(guī)格.振蕩器集成電路可能具有集成芯片電容,也可能不具有集成芯片電容,必須將集成芯片電容與來自振蕩器集成電路的印刷電路板連接,連接線和引線框的寄生電容一起考慮,以確保最佳頻率精度.

相比之下,微機電系統(tǒng)振蕩器將諧振器和石英晶體振蕩器/鎖相環(huán)集成到一個封裝中,無需外部電容來調(diào)諧諧振頻率.

晶體驅(qū)動水平

必須小心確保振蕩器電路不會過驅(qū)動晶體諧振器.過激勵諧振器會導(dǎo)致石英晶體諧振器加速老化,在極端情況下,會損壞晶體.相比之下,微機電系統(tǒng)諧振器不會老化.