每個電子系統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相比有幾個優點.微機電系統定時技術進一步擴展了這些優勢.系統設計師不再需要繞過XTALs的限制,接受用水晶設計的頭痛和風險.

SiTime振蕩器在一個有源器件中包括微機電系統諧振器和振蕩器集成電路,如右圖所示.該架構支持健壯,高性能,靈活的時序產品,易于設計到系統中.

1.即插即用振蕩器簡化了系統設計

從表面上看,使用石英晶體的振蕩器設計看起來可能是直截了當的,特別是考慮到這項技術的成熟.但是當將晶振與振蕩器電路匹配時,有無數的設計參數需要考慮.這些參數包括晶體運動阻抗,諧振模式,驅動電平和振蕩器負電阻(衡量振蕩器增益).此外,對于并聯諧振模式晶體,必須考慮負載電容,它應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集成電容.

必須仔細考慮所有這些參數,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,大大簡化了系統設計.

微機電系統振蕩器消除了設計顧慮

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,頻率調諧電容和片內振蕩器電容石英晶振可以串聯或并聯諧振模式諧振,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據表

規格.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,微機電系統振蕩器將諧振器和石英晶體振蕩器/鎖相環集成到一個封裝中,無需外部電容來調諧諧振頻率.

晶體驅動水平

必須小心確保振蕩器電路不會過驅動晶體諧振器.過激勵諧振器會導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,微機電系統諧振器不會老化.