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眾所周知,在數(shù)字音頻中,由于DA轉(zhuǎn)換器中使用的基準(zhǔn)時鐘信號所具有的相位噪聲,音質(zhì)會劣化,"DSO531SHH晶振"是專門用于音頻用途而開發(fā)的,具有優(yōu)異的噪聲性能的石英晶體振蕩器.在振蕩電路中采用低噪聲工藝的同時,根據(jù)石英振子的參數(shù),采用將振動水平,負(fù)電阻等最佳化,低相位噪聲化的振蕩電路(IC),與KDS晶振以往機(jī)型相比,實(shí)現(xiàn)了10~20dB左右的低相位噪聲化.

很快,汽車將擁有自己的超級計算機(jī).并且這些時鐘提供了這些系統(tǒng)的心跳,汽車將需要超過70個計時設(shè)備.雖然今天的汽車依賴于GPS和備用攝像頭等SITIME晶振的計時設(shè)備,但自動駕駛汽車需要更精確的計時.他們必須把時間保持在十億分之一秒！基于微機(jī)電系統(tǒng)的時序解決方案提供任意頻率,更寬的溫度范圍,更高的頻率穩(wěn)定性,更好的封裝選項(xiàng)的晶振元件,可編程電磁干擾降低特性,高質(zhì)量和可靠性以及較短的提前期.最重要的是,SiTime的微機(jī)電系統(tǒng)振蕩器能夠承受惡劣汽車環(huán)境中出現(xiàn)的振動,電噪聲,快速氣流和溫度瞬變,同時性能穩(wěn)定且符合規(guī)格.

可編程晶振就是可以滿足任何頻點(diǎn)的晶體振蕩器,經(jīng)過頻率發(fā)生器的放大或縮小后實(shí)現(xiàn)各種不同的總線頻率.可編程晶振的低電流參數(shù)指標(biāo)有著重要功能.以下示例說明了降低輸出擺幅和頻率如何影響電流消耗.通過使用可編程納米驅(qū)動器降低輸出擺幅并將輸出頻率降至1Hz,可以實(shí)現(xiàn)盡可能低的電流消耗.這種組合實(shí)際上可以消除輸出級和負(fù)載電流的電流消耗.

石英晶體振蕩器因產(chǎn)品的高精度,高性能等特點(diǎn),早已被廣泛應(yīng)用在各式各樣的電子產(chǎn)品中,石英晶振的出現(xiàn)給社會及科技帶來了巨大的福音,讓更多的智能化,高技術(shù)的產(chǎn)品公眾于世.石英晶體振蕩器與石英晶體諧振器都是提供穩(wěn)定電路頻率的一種電子器件.石英晶體振蕩器是利用石英晶體的壓電效應(yīng)來起振,而石英晶體諧振器是利用石英晶體和內(nèi)置IC共同作用來工作的.振蕩器直接應(yīng)用于電路中,諧振器工作時一般需要提供3.3V電壓來維持工作.

本應(yīng)用筆記主要介紹了將32.768K晶振連接到實(shí)時時鐘(RTC)的晶體選擇和布局技術(shù).它還提供有關(guān)振蕩器電路設(shè)計標(biāo)準(zhǔn),系統(tǒng)設(shè)計和制造問題的信息.振蕩器是皮爾斯型振蕩器的CMOS反相器變體.圖1顯示了一般配置.這些RTC包括集成負(fù)載電容(CL1和CL2)和偏置電阻.皮爾斯振蕩器利用以并聯(lián)諧振模式工作的晶體.并聯(lián)諧振模式中使用的晶體被指定為具有特定負(fù)載電容的特定頻率.

Silicon Labs新的Si54x超系列XO系列為設(shè)計人員提供了更高的性能,可靠性和高要求時序應(yīng)用的安心感并推出了一系列新的高性能石英晶體振蕩器(XOs),提供業(yè)界最低抖動頻率的靈活解決方案.Si54xUltra系列XOs可在整個工作范圍內(nèi)為整數(shù)和小數(shù)頻率提供低至80飛秒的超低抖動性能.這些XO為要求苛刻的應(yīng)用(包括100G/200G/400G線路卡和光學(xué)模塊,超大規(guī)模數(shù)據(jù)中心,寬帶,無線基礎(chǔ)設(shè)施,廣播視頻,工業(yè),測試和測量以及軍事/航空航天)

在穩(wěn)定性,可靠性,穩(wěn)健性以及低相位噪聲和抖動方面具有優(yōu)勢,微機(jī)電系統(tǒng)MEMS晶振正在進(jìn)軍汽車和電信等應(yīng)用領(lǐng)域,這些應(yīng)用需要提高定時性能和高性能可承受極端環(huán)境條件的可靠性部件.其中一個例子是MicrochipTechnologyInc.的DSA系列,該系列于今年早些時候首次亮相,是業(yè)界首款汽車級多輸出MEMS振蕩器."技術(shù)進(jìn)步和現(xiàn)代車輛中復(fù)雜電子系統(tǒng)的日益普及需要卓越的時序性能和可靠性,"Microchip表示."對于確保在當(dāng)今高度先進(jìn)的汽車系統(tǒng)中精確操作,時序精度,精度和對惡劣環(huán)境的耐受性至關(guān)重要."

在高性能市場中,頻率控制制造商也在改進(jìn)其恒溫晶體振蕩器(OCXO),壓控晶體振蕩器(VCXO)和溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)的產(chǎn)品陣容.極端的環(huán)境條件.為了滿足這些要求,SiliconLabs的產(chǎn)品組合現(xiàn)在包括提供頻率靈活性和低抖動的Si539x時鐘以及Si56XUltra系列石英晶體振蕩器(XO)和VCXO.EcliptekLLC還提供卓越的RMS相位抖動和相位噪聲性能,提供多電壓石英晶體振蕩器,占地面積小,尺寸為2.5×3.2mm(帶有四個焊盤).該器件的穩(wěn)定性低至±20ppm,工作溫度范圍為-40°C至85°C.

溫補(bǔ)晶體振蕩器(TCXO)在各種應(yīng)用中用作穩(wěn)定的頻率參考或時鐘.它們現(xiàn)在提供非常小的SMD封裝.由于高拉伸性,最好的溫度補(bǔ)償只能通過基波中的振蕩晶體來實(shí)現(xiàn).因此,對于大部分穩(wěn)定的TCXO,頻率范圍限制在最大約50至70MHz.然而,許多應(yīng)用需要明顯更高的頻率,因此在應(yīng)用中需要倍頻.這需要額外的空間并導(dǎo)致不期望的干擾頻譜.這里現(xiàn)在設(shè)置新的TCXO類型AXLE113HF和AXLE145HF公司AXTAL到11毫米×小SMD晶振封裝在9毫米和14毫米×9毫米穩(wěn)定的輸出頻率高達(dá)200MHz的標(biāo)準(zhǔn)尺寸提供.這兩種型號的噪聲非常低,并且具有幾個飛秒的非常低的相位抖動.

雖然半導(dǎo)體數(shù)據(jù)表提供了在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境中測量的規(guī)格,但了解設(shè)備在現(xiàn)實(shí)世界中的運(yùn)行方式非常重要.這對于汽車振蕩器來說更為重要,因?yàn)榧词乖贏EC-Q100/200認(rèn)證下,一些關(guān)鍵規(guī)格也會受到環(huán)境壓力因素的不利影響,而這些壓力因素并不總是經(jīng)過測試.自動駕駛汽車市場繼續(xù)升溫,主要汽車制造商等在自動駕駛汽車技術(shù)方面進(jìn)行了大量投資.隨著關(guān)于自動駕駛車輛何時成為主流的爭論仍在繼續(xù),有一點(diǎn)是肯定的-必須充分實(shí)現(xiàn)自主車輛安全.一個經(jīng)常被忽視的方面是與時序解決方案相關(guān)的挑戰(zhàn).

每個電子系統(tǒng)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(yōu)點(diǎn).微機(jī)電系統(tǒng)定時技術(shù)進(jìn)一步擴(kuò)展了這些優(yōu)勢.系統(tǒng)設(shè)計師不再需要繞過XTALs的限制,接受用水晶設(shè)計的頭痛和風(fēng)險.

許多晶體振蕩器在晶體的并聯(lián)諧振點(diǎn)和施加的負(fù)載電容下工作.負(fù)載電容定義為晶體封裝外部的有效電容,施加在晶體的端子之間,如圖1所示.石英晶振制造商指定給定的負(fù)載電容以及操作頻率.負(fù)載電容與制造商指定的負(fù)載電容不同的操作會導(dǎo)致相對于制造商指定頻率的振蕩頻率誤差.頻率誤差是由于晶體的電容"拉"引起的.這可以通過將并聯(lián)和負(fù)載電容并聯(lián)組合,然后將該總和并聯(lián)負(fù)載電容與運(yùn)動電容串聯(lián)組合來形成整體有效電容來證明.

日本電波工業(yè)株式會社(NDK)”為世界最大的石英晶振生產(chǎn)企業(yè)之一,同時其在中國蘇州建立的工廠也為中國同類企業(yè)中生產(chǎn)規(guī)模最大.本公司的產(chǎn)品為石英晶體諧振器,石英晶體振蕩器,石英晶體濾波器,聲表面波濾波器和光學(xué)低通濾波器等,被廣泛用于移動通信,辦公自動化,家電,汽車電子等領(lǐng)域.目前移動通信和汽車電子市場的市場份額均為世界第一,

存在外部電磁干擾源時,石英晶體振蕩器的相位噪聲和相位抖動可能會顯著增加.通過板級屏蔽或?yàn)V波可以減少到達(dá)振蕩器的電磁干擾,但這種方法并不總是成功的.通過評估各種振蕩器的電磁敏感度,我們可以確定影響電磁敏感度的因素,并了解正確的振蕩器設(shè)計如何將電磁干擾對時鐘性能的不利影響降至最低.

隨著汽車工業(yè)不斷增加基于電子的特征和系統(tǒng),對可靠的強(qiáng)大的自動升級計時解決方案也隨之增加.很快汽車將需要70個以上的計時裝置.幾十年來,計時元件都是基于石英晶振技術(shù)——以前是唯一能提供高穩(wěn)定性和高性能的可行選擇.然而,微機(jī)電系統(tǒng)諧振器計時解決方案正迅速成為首選技術(shù),因?yàn)樗鼈兲峁┝俗罡叩男阅芎涂煽啃?此外,這些微機(jī)電系統(tǒng)時序解決方案具有獨(dú)特的功能,可解決長期存在的時序問題,這些功能是新興汽車應(yīng)用在行業(yè)走向完全連接和安全的自主駕駛時所必需的.

SiTime絕對是一件事.它的單位出貨量每年幾乎翻倍.去年,SiTime出貨量約為4.25億顆MEMS計時設(shè)備,高于2014年的6500萬部.該公司已將超過10億臺設(shè)備銷售給工業(yè)和汽車系統(tǒng),這些設(shè)備受益于在寬溫度范圍內(nèi)保持CMOS振蕩器精確的能力.SiTime還為可能需要更低功耗或更小尺寸的消費(fèi)者和物聯(lián)網(wǎng)空間提供服務(wù).

恒溫晶體振蕩器(OCXO)市場報告根據(jù)烤箱控制晶體振蕩器(OCXO)行業(yè)中的領(lǐng)先部分(如類型,地區(qū),應(yīng)用,技術(shù)和精英參與者),包含重要的銷售和收入統(tǒng)計數(shù)據(jù).該報告針對歷史(2014-2019年)事件,關(guān)于行業(yè)現(xiàn)狀的討論,并提供截至2024年的有價值的預(yù)測信息.全面分析當(dāng)代趨勢,需求譜,增長率和關(guān)鍵區(qū)域烤箱控制晶體振蕩器(OCXO)的市場探索也體現(xiàn)在本報告中.領(lǐng)先的主要晶振有-NDK晶振,Epson晶振,Vectron晶振,Microcrystal晶振,Rakon晶振,BlileyTechnologies晶振,KDS晶振,Taitien晶振,CTS晶振,GreenrayIndustries晶振,NEL晶振,IDT晶振,Abracon晶振,KVG晶振.

沖擊和振動靈敏度:MEMS可編程晶振的可靠性得到改善,部分原因在于提高了半導(dǎo)體級的抗沖擊和抗振性.標(biāo)準(zhǔn)石英器件往往易碎,因?yàn)榫w是金屬或陶瓷封裝-50至100克的沖擊會使晶體破裂.因此,制造商必須實(shí)施特定的存儲,包裝和運(yùn)輸協(xié)議,以避免不小心處理.測試pMEMS振蕩器對沖擊和振動的抵抗力揭示了一個不同的故事.結(jié)果表明,這些裝置可以輕松存活超過1500克的沖擊和20克的振動