使用MEMS振蕩器代替晶體諧振器的 8 大理由（一）

2021-11-26 18:06:17

每個電子系統都需要一個定時裝置。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成一個完整的振蕩器并集成定時裝置具有許多優勢。MEMS時序技術進一步擴展了這些優勢。系統設計人員不再需要解決XTAL的局限性，也不需要接受使用晶體進行設計的麻煩和風險。

SiTIme將很快在有源器件中包括MEMS器件和支持IC。如圖展示的結構是一個可實現、可實現、靈活的產品。這些產品被設計到系統中。

1.即插即用振蕩器簡化了系統設計

從表面上看，使用應時晶體設計振蕩器似乎很簡單，尤其是考慮到這項技術的成熟。然而，當晶體與振蕩器電路匹配時，需要考慮許多設計參數。這些參數包括晶體運動阻抗、諧振模式、驅動電平和振蕩器的負電阻，這是振蕩器增益的量度。此外，還必須考慮并聯諧振模式晶體的負載電容，其中應考慮振蕩器電路中可能包含的PCB寄生電容和片內集成電容。

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。由于振蕩器電路需要諧振器與振蕩器電路緊密配合，晶體供應商無法保證晶體的啟動。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，從而減輕了電路板設計者的負擔。因為消除了匹配誤差，所以SiTIme保證了振蕩器的啟動。簡而言之，振蕩器是一種即插即用的解決方案，可以大大簡化系統設計。

微機電系統振蕩器消除了設計問題。

晶體的運動阻抗和振蕩器的負電阻

振蕩器電路必須具有足夠的增益和相移，以滿足振蕩的巴克豪森準則。尤其是晶體的移動阻抗(ESR)和振蕩器的負電阻(相當于增益)非常重要。如果振蕩器的增益不足以克服石英諧振器的運動阻抗，電路可能無法啟動。這些問題可以通過使用振蕩器來消除。

晶體諧振模式、頻率調諧電容和片內振蕩器電容

應時晶體可以以串聯或并聯諧振模式諧振，但通常這兩種模式中只有一種被校準。如果它們針對并聯諧振進行校準，則需要通常指定的特定負載電容。但是，如果沒有使用合適的電容，頻率誤差可能會超過數據手冊的規格。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、焊線和振蕩器集成電路引線框的寄生電容一起考慮在內，以確保最佳的頻率精度。

相比之下，微機電系統振蕩器將諧振器和振蕩器/鎖相環集成到一個封裝中，不需要外部電容來調諧諧振頻率。

晶體振蕩器驅動電平

必須小心確保振蕩器電路不會過驅晶體諧振器。過驅動諧振器會導致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。