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MEMS硅晶振技術優勢闡述

      很長一段時間以來,振蕩器是由石英晶體諧振器制成,用以維持電路特定頻率輸出。
現如今,隨著MEMS硅晶振的普及  - 在更高傳輸速率和移動應用場合時鐘源的表現更好。此外,更復雜的電磁環境和惡劣環境對時鐘產品要求也更高。
本文闡述了在石英晶振和MEMS硅晶振的實驗對比結果。對比數據表明,在同一現實環境下MEMS硅晶振性能優于石英晶振。振蕩器供應商提供每個產品的數據表,主要以頻率穩定性,抖動和相位噪聲來說明性能。 雖然數據表是一個很好的指標選擇定時設備,用戶還必須評估這些設備在現實生活中的表現環境條件。 在模擬真實操作中看到的條件下進行測試環境提供有關真實組件性能的有價值的信息。該受到環境影響因素(如電磁)的振蕩器的性能將會影響電源或其他系統組件的干擾(EMI),振動和噪音與理想條件下的振蕩器性能相對降低。最終,環境壓力可能降低設備的可靠性和壽命。 在復雜、苛刻的真實環境中考慮振蕩器的表現,才能選擇最佳時鐘產品。


      MEMS硅晶振的優勢
      MEMS硅晶振比石英晶振具備一些固有的優點在各種環境中可靠地執行。 SiTime開發了MEMS FirstTM工藝,這些MEMS諧振子完全用硅晶圓封裝并封閉在微型真空晶圓腔內。 MEMS諧振子的質量非常小,其剛性的硅晶體結構組合使其耐用,并且極大地抵抗諸如沖擊和振動的外部力。此外,振蕩器中精密設計的模擬電路可提供高可靠性和抗電磁噪聲干擾能力。

MEMS硅晶振內部框圖


圖1中的MEMS硅晶振架構示意圖顯示了關鍵部件有助于性能和可靠性,包括微調硅MEMS諧振器,振蕩器維持電路,高精度分數N鎖相環(PLL)和驅動器全差分電路。
 
      大多數石英晶振廠商是制造諧振器的專家,但在電路設計方面不一定優越。 他們通常外包模擬電路,必須購買不同基座旨在適應不同規格的晶體,而不是針對諧振器做出具體優化。 相比之下,SiTime擁有世界一流的模擬電路設計團隊,可以模擬設計出與SiTime的MEMS硅晶振一起使用的電路。 自2006年以來,這個團隊不斷提高SiTime的振蕩器產品的性能和靈活性,使MEMS硅晶振在復雜的情況下比石英器件更可靠和方便。


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