艾博康晶振企業在RF,連接,電源,定時領域面臨新的挑戰

  Abracon晶振公司十多年來一直致力于為可穿戴設備和物聯網開發領先的解決方案,物聯網在功耗，電池壽命,連接性和處理能力方面面臨新的挑戰,新的要求迫使業界重新思考技術可以實現的目標,下一代節能MCU和RF芯片組設計降低了功耗,這會影響設計的所有方面,必要的是無源元件解決方案,全面滿足這些新要求,構建,設計和驗證方面的技術創新正在幫助物聯網中的工程師進入市場.

  定時:低功耗MCU和RF芯片組的設計旨在延長電池壽命,IC設計人員的實際情況是,他們的功率預算正在縮小,而且他們無法再使用大量的增益來驅動石英晶體,每個MCU和RF芯片組上的石英振蕩器電路中的振蕩器設計的一種新的吝嗇方法迫使晶體技術適應,晶體必須達到更輕的電鍍負載(CL)和更低的工作溫度下的等效串聯電阻(ESR),否則這些新的振蕩器電路不能支持振蕩,下一代低能量電路幾乎沒有希望能夠支持以前晶體中的9pF到12pF的電鍍負載,針對物聯網進行了優化,CL的電鍍負載低于8pF,某些頻率達到3pF,同時保持低ESR,此外,這些新IC設計的更低結電容意味著1pF量級的走線電容可能成為一個重要的誤差因素.

  射頻和連接:物聯網要求設備保持連接但分布式,這只能通過一系列IoT RF協議來實現,例如藍牙,WiFi,Zigbee,LoRaWAN,Sigfox和NB-IoT,此外,地理定位,位置跟蹤和庫存管理正迅速成為最受歡迎的物聯網應用程序之一,通過晶振優化的RF芯片,必須考慮每一滴能量,收音機必須醒來,消耗盡可能少的電量,然后再睡覺直到再次召喚,這種低占空比的RF活動可以延長電池壽命,然而,在主動發送和接收時,無線電應該消耗盡可能少的功率,系統內優化以最低的電流消耗提供最佳范圍.

  動力與能源:每個系統都需要電源調節,在物聯網中,期望電池壽命長,這一切都歸結為設備消耗的總能量以及在其使用壽命期間可用的能量,能量收集的新技術正在成為現實,但如果沒有固有的高效電力輸送和調節,它們就毫無意義,需要開關模式電源中的低損耗,這推動了電感器技術的發展,在降低直流電阻的同時石英晶體振蕩器實現高電感可以實現更高效的電源電路,為了說明效率的重要性,電源電路的效率從70％提高到95％,其功耗降低了80％以上,在所有條件相同的情況下,系統的總體能量需求減少了25％,從而延長了電池壽命.

  IoT系統中使用的許多芯片和貼片晶振由于尺寸最小,可能無法與終端系統匹配,估計地平面的精確尺寸或芯片天線的匹配網絡的精確值可能并不總是可能的,只有在測試中心頻率和峰值增益的系統內驗證才能用作天線完整系統RF優化的基礎,Abracon的物聯網天線解決方案提供出色的增益,支持多種頻段的頂級協議,如LoRaWAN,Sigfox,GPS/GLONASS/BEIDOU,WiFi/Zigbee和BLE.為了在減少干擾的同時提高系統電池壽命和范圍,Abracon的IoT天線由系統內優化服務提供支持.

  其他考慮因素包括電力輸送的形狀因子,隨著物聯網設備變得更加可移動,電力電纜連接變得不合需要,艾博康電子提出了可靠性,維護,環境甚至安全限制和挑戰,增加了石英晶振設計的成本和復雜性,相比之下,無線充電技術可以在不使用金屬觸點的情況下為物聯網設備供電,沒有暴露的金屬連接,這種充電方案簡化了設計并延長了耐用性,而不會犧牲充電時間.