每個(gè)電子系統(tǒng)都需要一個(gè)定時(shí)裝置。晶體(XTAL)諧振器通常是首選解決方案。然而,與XTAL相比,將諧振器和振蕩器集成電路配對(duì)成一個(gè)完整的振蕩器并集成定時(shí)裝置具有許多優(yōu)勢(shì)。MEMS時(shí)序技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展了這些優(yōu)勢(shì)。系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員不再需要解決XTAL的局限性,也不需要接受使用晶體進(jìn)行設(shè)計(jì)的麻煩和風(fēng)險(xiǎn)。
SiTIme將很快在有源器件中包括MEMS器件和支持IC。如圖展示的結(jié)構(gòu)是一個(gè)可實(shí)現(xiàn)、可實(shí)現(xiàn)、靈活的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品被設(shè)計(jì)到系統(tǒng)中。
1.即插即用振蕩器簡(jiǎn)化了系統(tǒng)設(shè)計(jì)
從表面上看,使用應(yīng)時(shí)晶體設(shè)計(jì)振蕩器似乎很簡(jiǎn)單,尤其是考慮到這項(xiàng)技術(shù)的成熟。然而,當(dāng)晶體與振蕩器電路匹配時(shí),需要考慮許多設(shè)計(jì)參數(shù)。這些參數(shù)包括晶體運(yùn)動(dòng)阻抗、諧振模式、驅(qū)動(dòng)電平和振蕩器的負(fù)電阻,這是振蕩器增益的量度。此外,還必須考慮并聯(lián)諧振模式晶體的負(fù)載電容,其中應(yīng)考慮振蕩器電路中可能包含的PCB寄生電容和片內(nèi)集成電容。
必須仔細(xì)考慮所有這些參數(shù),以確保電路的可靠啟動(dòng)和運(yùn)行。由于振蕩器電路需要諧振器與振蕩器電路緊密配合,晶體供應(yīng)商無(wú)法保證晶體的啟動(dòng)。相比之下,振蕩器是一個(gè)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,從而減輕了電路板設(shè)計(jì)者的負(fù)擔(dān)。因?yàn)橄似ヅ湔`差,所以SiTIme保證了振蕩器的啟動(dòng)。簡(jiǎn)而言之,振蕩器是一種即插即用的解決方案,可以大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器消除了設(shè)計(jì)問(wèn)題。
晶體的運(yùn)動(dòng)阻抗和振蕩器的負(fù)電阻
振蕩器電路必須具有足夠的增益和相移,以滿(mǎn)足振蕩的巴克豪森準(zhǔn)則。尤其是晶體的移動(dòng)阻抗(ESR)和振蕩器的負(fù)電阻(相當(dāng)于增益)非常重要。如果振蕩器的增益不足以克服石英諧振器的運(yùn)動(dòng)阻抗,電路可能無(wú)法啟動(dòng)。這些問(wèn)題可以通過(guò)使用振蕩器來(lái)消除。
晶體諧振模式、頻率調(diào)諧電容和片內(nèi)振蕩器電容
應(yīng)時(shí)晶體可以以串聯(lián)或并聯(lián)諧振模式諧振,但通常這兩種模式中只有一種被校準(zhǔn)。如果它們針對(duì)并聯(lián)諧振進(jìn)行校準(zhǔn),則需要通常指定的特定負(fù)載電容。但是,如果沒(méi)有使用合適的電容,頻率誤差可能會(huì)超過(guò)數(shù)據(jù)手冊(cè)的規(guī)格。振蕩器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印刷電路板連接、焊線(xiàn)和振蕩器集成電路引線(xiàn)框的寄生電容一起考慮在內(nèi),以確保最佳的頻率精度。
相比之下,微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器將諧振器和振蕩器/鎖相環(huán)集成到一個(gè)封裝中,不需要外部電容來(lái)調(diào)諧諧振頻率。
晶體振蕩器驅(qū)動(dòng)電平
必須小心確保振蕩器電路不會(huì)過(guò)驅(qū)晶體諧振器。過(guò)驅(qū)動(dòng)諧振器會(huì)導(dǎo)致晶體諧振器加速老化,在極端情況下,會(huì)損壞晶體。相比之下,微機(jī)電系統(tǒng)諧振器不會(huì)老化。