尺寸越來越小,功能越來越多的趨勢繼續(xù)主導(dǎo)著移動電子市場.隨著原始設(shè)備制造商和晶振制造商開發(fā)功能豐富的小型設(shè)備,他們必須在緊張的電力預(yù)算內(nèi)設(shè)計產(chǎn)品.此外,移動產(chǎn)品是在成本競爭環(huán)境中開發(fā)的,上市時間至關(guān)重要.

改進形式和功能取決于能夠以合適的價格提供更小尺寸,更多功能和更高性能的組件.沒有跡象表明這些趨勢會放緩,但傳統(tǒng)石英晶振計時元件正達到尺寸減小,性能改善和成本降低的極限.隨著消費產(chǎn)品功能越來越豐富,它們需要新的計時解決方案.

表1:智能手機和平板電腦中定時組件的使用示例

全硅微機電系統(tǒng)時序

移動設(shè)備制造商不再需要依靠不靈活的石英設(shè)備在其產(chǎn)品中提供計時或參考時鐘.最新的計時創(chuàng)新基于微機電系統(tǒng)技術(shù),這給移動消費電子產(chǎn)品帶來了顯著優(yōu)勢.與傳統(tǒng)的32.768K晶體相比,這些硅微機電系統(tǒng)時序解決方案為移動應(yīng)用提供了多種優(yōu)勢.

●尺寸更小–尺寸減少高達85%

●電池續(xù)航時間更長,功耗更低,最高可降低50%

●提高抗沖擊和抗振動能力,延長使用壽命,提高30倍

●卓越的穩(wěn)定性–比工業(yè)溫度高2倍的穩(wěn)定性

●組件數(shù)量減少–1個芯片,相比之下石英XTALs需要3個組件

可編程晶振改善移動系統(tǒng)

典型的智能手機或平板電腦設(shè)計,取決于應(yīng)用處理器,分區(qū)和它支持的其他功能,可以包含多個計時設(shè)備,包括一個或多個32千赫XTALs.

圖1:智能手機框圖 圖2:平板電腦框圖

在智能移動系統(tǒng)中,32.768KXTALs可以用SiT15xx32千赫微機電系統(tǒng)振蕩器(見表2)代替,以減小尺寸和功耗.低功耗SiT1602或SiT8008(見表3)等微機電振蕩器可以提供兆赫基準(zhǔn)時鐘,以提高性能.這些微機電系統(tǒng)振蕩器具有低功耗和額外的省電特性,并且極其堅固,無鉛,符合RoHS和REACH標(biāo)準(zhǔn).

表2:超低功耗1赫茲至32千赫茲微機電系統(tǒng)振蕩器(SiT15xx)

表3:低功率兆赫微機電系統(tǒng)振蕩器(SiT1602/SiT8008)

使用32千赫微機電系統(tǒng)振蕩器減小尺寸

典型的微機電系統(tǒng)振蕩器是全硅器件,包括堆疊在高性能模擬有源晶振集成電路頂部的微機電系統(tǒng)諧振器管芯.微機電系統(tǒng)振蕩器采用標(biāo)準(zhǔn)低成本SMD晶振塑料封裝,封裝尺寸小至2.0x1.2毫米,非常適合需要XTAL封裝兼容性的應(yīng)用.為了滿足更小移動設(shè)備的需求,SiT15xx微機電系統(tǒng)振蕩器也提供1.5x0.8x0.55H毫米CSPs(芯片級封裝).石英供應(yīng)商不能提供芯片級封裝.

圖3:最小的32千赫器件(1.5x0.8x0.55H毫米CSP)

SiT15xx32千赫系列是空間至關(guān)重要的移動應(yīng)用中替代傳統(tǒng)石英晶體的理想選擇.與普通的2.0x1.2毫米SMDXTAL封裝相比,SiT15xxCSP解決方案減少了多達85%的占用空間.與XTAL不同,SiT15xx系列具有獨特的輸出,可直接驅(qū)動至芯片組的XTAL-IN引腳.不再需要傳統(tǒng)石英晶體諧振器所需的外部元件(見圖4和5).除了消除外部輸出負載電容外,SiT15xx器件還具有特殊的電源濾波功能,因此無需外部Vdd旁路去耦電容.這一特性進一步簡化了設(shè)計,并使占地面積盡可能小.內(nèi)部電源濾波旨在抑制最高50mVpp至5MHz的噪聲.

薄型(0.55毫米高)微機電系統(tǒng)振蕩器輸出為設(shè)計人員提供了額外的元件放置靈活性.因為振蕩器可以通過走線驅(qū)動時鐘信號,所以不需要將其放置在芯片組附近,從而使電路板設(shè)計人員能夠進一步優(yōu)化電路板布局和空間.

圖4:石英需要三個器件XTAL計時總占地面積為7.98毫米(2012DFN+2ea0201cap)圖5:微機電系統(tǒng)單芯片占地面積為1.2毫米(1508CSP),電路板面積減少85%

使用32千赫微機電系統(tǒng)振蕩器降低功耗

SiT15xx32千赫系列具有超低功耗輸出,僅消耗納米電流,并具有獨特的省電特性,可延長電池壽命.

●最低功耗32千赫振蕩器,內(nèi)核電源電流為750納(典型值)

●工作電壓低至1.2V,支持硬幣電池或超級電池備份

●可編程頻率低至1赫茲,以省電

●NanoDrive輸出減少擺幅,功耗比全擺幅LVCMOS低40%

SiT15xx器件的頻率可編程為1赫茲至32.768千赫茲,功率為2.降低頻率會顯著降低輸出負載電流.例如,將頻率從32.768千赫降低到10千赫可將負載電流提高70%.同樣,將輸出頻率從32.768K千赫降低到1赫,負載電流降低了99%以上.

SiT15xx系列采用較低頻率選項,支持新的電池供電架構(gòu),非常適合低頻基準(zhǔn)時鐘始終運行的器件.目標(biāo)應(yīng)用包括每秒脈沖計時,電源管理監(jiān)控和計時.

圖6:獨特的納米驅(qū)動輸出擺幅可編程至200毫伏,以最大限度地降低功耗

SiT15xx器件還具有納米驅(qū)動器,這是一種獨特的可編程輸出擺幅,如圖6所示.該可編程輸出級針對低電壓擺幅進行了優(yōu)化,以最小化功耗并保持與下游振蕩器輸入的兼容性.輸出擺幅可從全擺幅編程至200毫伏,以匹配芯片組并顯著降低功耗.