石英晶振的末端是否接近?可能不是.然而,隨著新的集成體聲波(BAW)器件的出現,晶體將在許多時鐘和定時電路中被替換.鑒于大多數工程師必須在某些時候處理或處理時鐘和定時電路,因此您應該考慮這一點.

大塊聲波背景

多年來,BAW設備一直被用作高頻濾波器.它們的小尺寸和高Q選擇性使它們成為手機前端表面聲波(SAW)濾波器的競爭對手.SAW濾波器適用于高達約1.5 GHz的頻率.高于該頻率,BAW優于6 GHz左右,使其成為高頻LTE和5G蜂窩頻段以及Wi-Fi應用的理想選擇.

BAW的物理結構類似于石英晶體,但要小得多.其配置使得它可以在硅芯片上制造,這對于石英晶體是不可能的.

BAW是一種與石英晶體不同的小結構.它由兩塊金屬板或薄膜之間的超薄壓電薄膜組成(圖1).當被電壓激發時,器件以特定頻率振蕩,如晶振.頻率取決于壓電薄膜的厚度.

圖2顯示了BAW的等效電路.它類似于晶體等效電路.兩個平行板形成電容器CP,其與特定諧振的串聯RLC電路并聯.BAW用作振蕩器中的穩定頻率確定元件.

這里顯示的是BAW的電氣等效電路.

突破

BAW在過濾器層次結構中找到了一個利基,并且看到了更多的使用.他們的價格已經降到SAW的競爭范圍.在大的突破,但是,已經在征服它們集成到硅芯片的問題.現在,德州儀器(TI)已經找到了如何使用標準處理實踐和用于制造硅IC的晶圓廠制造BAW.這帶來了一些有趣的好處和新產品

主要的好處是它消除了外部晶體設置MCU或其他電路的時鐘速度的常見需求.對于許多應用,SoC MCU所需的唯一外部元件是貼片晶振和一些旁路電容.晶體是更大的器件,因此它決定了PCB的尺寸和布局.現在,需要晶體的新產品可以替換為具有集成BAW頻率確定組件的等效器件.這種微小的技術將對包含它們的MCU和設備(如所有產品)和任何需要時鐘發生器的電路產生全球影響.

BAW頻率源的應用

采用BAW頻率源的幾款TI產品中的首批產品之一是其流行的SimpleLink無線電收發器芯片,主要針對物聯網和藍牙,Zigbee,Wi-Fi和其他標準的其他短距離無線解決方案.其中一款帶有MCU的無線電是CC2652RB.這些器件使用2.4-GHz免許可頻段,并采用數字PLL和數字VCO提供輸出.PLL輸入參考是BAW時鐘.

BAW提供原始信號以生成48 MHz PLL參考.在1.8至3.6 V的石英晶振整個電源電壓范圍和-40至+ 85°C的溫度范圍內,頻率誤差小于40 ppm.它與48-MHz石英晶體振蕩器的性能相當.

BAW諧振器的功耗略微增加(<40μA),但不會影響接收器靈敏度.真正的獎金是降低BOM成本和減小PCB占用空間,為其他部件留出空間并改進布局.

另一個應用是替換通信網絡設備中的時鐘,如路由器和切換器.該設備使用PLL同步器來檢測有效時鐘,過濾時鐘信號以及執行其他功能.參考源通常是非常穩定但昂貴的溫度補償晶振(TCXO)或恒溫晶體振蕩器(OCXO).這些同步器現在可以用TI的新同步器IC LMK05318替換.它集成了BAW頻率參考,可以滿足ITU-T G.8262的抖動和噪聲標準.該IC符合即將推出的400-Gb / s網絡所要求的嚴格<150 fs標準.