使用MEMS振蕩器代替晶體諧振器的 8 大理由（三）

5.??? MEMS 振蕩器對 EMI 的敏感度要低得多

電磁能在大多數(shù)系統(tǒng)中很常見，可以通過將晶體諧振器連接到包含振蕩器電路的 IC 的暴露 PCB 走線接收。 這種噪聲可以耦合到振蕩器電路中并傳遞到輸出端，可能會給系統(tǒng)增加抖動和噪聲。 然而，集成振蕩器在諧振器和振蕩器 IC 之間沒有暴露的 PCB 連接，并且將 MEMS 諧振器連接到 IC 的鍵合線或焊球非常短。 這使得 MEMS 振蕩器對 EMI 不那么敏感。 如下表和圖表所示，SiTime 振蕩器的靈敏度比晶體諧振器低 11.3 dBm（線性標(biāo)度為 134 倍）。

該測試是根據(jù) IEC 62132-2 標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行的，該標(biāo)準(zhǔn)將電磁能注入安裝被測設(shè)備 (DUT) 的橫向電磁 (TEM) 單元。

6.??? MEMS 振蕩器對振動的敏感度要低得多

抗振性很重要，因為電子系統(tǒng)經(jīng)常受到環(huán)境壓力的影響，尤其是部署在戶外的系統(tǒng)。 風(fēng)、重型車輛和火車是許多外部振動源的幾個例子。 此外，系統(tǒng)通常使用會引起振動的冷卻風(fēng)扇。 這些振動應(yīng)力會在晶體諧振器上引起頻移和噪聲。

一些需要非常穩(wěn)定的頻率的系統(tǒng)，例如無線基站和小基站，可能會因振動而出現(xiàn)系統(tǒng)故障和服務(wù)中斷。

MEMS 振蕩器具有抗振性，因為 MEMS 諧振器的質(zhì)量比石英諧振器的質(zhì)量低大約 1,000 到 3,000 倍。 這意味著施加在 MEMS 結(jié)構(gòu)上的給定加速度（例如來自沖擊或振動）將導(dǎo)致比其石英等效物低得多的力，從而導(dǎo)致低得多的頻移。 第 5 頁上的圖顯示，與石英振蕩器相比，SiTime MEMS 振蕩器的振動靈敏度低（更好）10 倍以上。 請注意，此圖基于石英振蕩器的測量結(jié)果，而不是無源晶體諧振器，但預(yù)計石英晶體諧振器的結(jié)果相當(dāng)。

7.??? MEMS 振蕩器可用于1 – 725MHz任何頻率

　　石英供應(yīng)基礎(chǔ)設(shè)施有幾個限制因素，可能導(dǎo)致提前期很長，大約為 12 到 16 周甚至更長。 限制之一是陶瓷封裝供應(yīng)商的數(shù)量有限。 另一個限制是頻率選項的可用性有限。 對于石英產(chǎn)品，除非使用可編程鎖相環(huán) (PLL)，否則每個頻率都需要不同的晶體切割。 因此，非標(biāo)準(zhǔn)頻率的提前期可能很長。

　　與晶體諧振器相比，MEMS 諧振器基于標(biāo)準(zhǔn)諧振器配置。 MEMS 振蕩器的輸出頻率是通過將 PLL 編程為不同的倍增值來生成的。 這實現(xiàn)了具有六位數(shù)精度的非常寬的頻率范圍。 此外，硅 MEMS 振蕩器是使用標(biāo)準(zhǔn)半導(dǎo)體工藝和封裝制造的。 由于 MEMS 振蕩器供應(yīng)商利用非常大的半導(dǎo)體行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，因此容量幾乎是無限的。

　　MEMS 振蕩器樣品可以在一天內(nèi)編程并提供，即使對于非標(biāo)準(zhǔn)頻率也是如此。 通過使用 SiTime 的低成本 Time Machine II 編程器和現(xiàn)場可編程振蕩器，設(shè)計人員可以立即在他們的實驗室中對振蕩器進(jìn)行編程，以在設(shè)備的工作范圍內(nèi)創(chuàng)建具有任何頻率、任何電源電壓和任何穩(wěn)定性的設(shè)備。 生產(chǎn)提前期僅為 6 至 8 周。

　　8. ? ?整個產(chǎn)品系列的認(rèn)證資格

　　針對最終使用（系統(tǒng)）條件的合格組件可能會消耗大量時間和資源。 然而，使用 MEMS 振蕩器可以減少認(rèn)證工作。 SiTime 產(chǎn)品基于可編程平臺，該平臺允許基本產(chǎn)品系列中的每個設(shè)備產(chǎn)生廣泛的頻率、電源電壓和穩(wěn)定性。 例如，如果已投入資源在特定輸出頻率下對 SiTime 設(shè)備進(jìn)行認(rèn)證，而新的電路板設(shè)計需要不同的頻率，則現(xiàn)有的認(rèn)證數(shù)據(jù)可能會擴(kuò)展到具有新頻率的部件。

　　相比之下，每個 XTAL 頻率都需要不同的石英空白。 如果設(shè)計需要高于 60 MHz 的頻率，則通常使用基模石英以外的不同技術(shù)。 三次泛音石英晶體通常用于更高的頻率。 這種模式會帶來額外的挑戰(zhàn)，以確?？煽康膯樱幢然灸Ｊ礁叩倪\動阻抗和不同的振蕩器電路），這需要進(jìn)行認(rèn)證。

結(jié)論

盡管存在固有的局限性，幾十年來晶體一直是電子計時的標(biāo)準(zhǔn)。 SiTime 的 MEMS 振蕩器克服了這些限制，與傳統(tǒng)石英晶體諧振器相比具有許多優(yōu)勢。 設(shè)計人員不再需要接受與 XTAL 相關(guān)的麻煩和限制。

用 MEMS 振蕩器代替 XTAL 的 8 大理由是：

?? 振蕩器“即插即用”——更容易設(shè)計，保證啟動

?? 質(zhì)量和可靠性提高 30 倍——降低成本，提高穩(wěn)健性

?? 更小的封裝和無/更少的蓋帽——減少了 PCB 面積

?? 驅(qū)動多個負(fù)載，取代 2 到 3 個石英晶體——降低成本、BOM 和 PCB 面積

?? 對電磁能的敏感性降低高達(dá) 134 倍——更穩(wěn)健

?? 對振動的敏感度降低 10 倍 – 更堅固

?? 可提供1 – 725MHz任何頻率 - 非常短的交貨時間

?? 一種 MEMS 產(chǎn)品覆蓋了很大的頻率范圍——減少了認(rèn)證工作

關(guān)于SiTime公司

SiTime 公司是全球領(lǐng)先的MEMS振蕩器品牌，公司成立于2005年。在美國、荷蘭、俄羅斯、烏克蘭等全球多處設(shè)有研發(fā)中心，具有自己主知識產(chǎn)權(quán)的MEMS 諧振器晶圓在德國BOSCH生產(chǎn)，CMOS晶圓在中國臺灣臺積電生產(chǎn)。封裝及測試有中國臺灣日月光、馬來西亞Carsem及新加坡UTAC。成立至今，已經(jīng)開發(fā)具于獨自專利的65種時鐘產(chǎn)品種類，廣泛應(yīng)用于消費、工業(yè)、汽車、通信、航天航空等行業(yè)。

關(guān)于SiTime大中華區(qū)樣品中心（簡稱：SiTime樣品中心）

SiTime全硅MEMS振蕩器已累計出貨超過20億片，越來越多的全球一流電子廠商正受益于SiTime所提供的優(yōu)越價值，并一致認(rèn)為SiTime是最優(yōu)的時鐘選擇！

為更好的服務(wù)與支持越來越多的客戶應(yīng)用，SiTime公司與晶圓電子（Jointech）共同合作成立“SiTime樣品中心”，并推出24小時急速樣品服務(wù)。可提供免費樣品、現(xiàn)貨直采、替代選型、技術(shù)支持等服務(wù)！

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