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选择新的定时器供应商时可能需要考虑的三个因素
您也许注意到了，最终还是会在采用石英定时解决方案时出现问题。这些器件可能会发生故障，尤其在高应力条件下。而且，它们并非总是具有最佳的可靠性。
解决方案之一是换用 MEMS 定时器件。这类器件不存在石英定时器件的问题。以下三个因素表明换用 MEMS 定时器件将非常有利。
1.需要更高的稳定性
稳定性对定时而言非常重要。MEMS 定时解决方案可在各个层面提供更好的稳定性。
- 频率稳定性 – 根据 SiTime 的介绍，他们的 MHz 和 kHz 振荡器的稳定性等级比一般的石英振荡器高两倍 (±10 ppm)，其 Elite Super-TCXOs 可提供 ±0.05 ppm 的稳定性。例如，SiTime TempFlat™ MEMS 32 kHz 器件在 25°C（室温）下 < 10 ppm，在整个工业温度范围内 < 75 至 100 ppm。而石英晶体 (XTAL) 在 25°C 下的变化为 20 ppm，超温时为 -160 至 -200 ppm。
SiTime 32 kHz 振荡器相比 32 kHz 石英晶体谐振器的频率变化。（图片来源：SiTime）
- 无活性下降或微跳 – SiTime 的 MEMS 振荡器不会出现这些可能导致系统故障的突然频移，而石英器件容易受到频移影响
- 老化出色 – SiTime MEMS 器件的老化表现比石英好两倍（超过 10 年），因为它们是真空密封，几乎没有滞后现象，并且几乎没有疲劳
Elite Super-TCXO 的频率稳定性为 ±0.1 ppm，超温时完全在规格范围内。（图片来源：SiTime）
2.在应力条件下会发生问题
石英的性能波动可能很让人头疼。由于 SiTime 的 MEMS 定时产品能够承受高温、快速热梯度、高气流、机械冲击和振动、电源噪声和电磁干扰 (EMI)，因此可以避免这些性能波动。这是因为它们采用了突破性技术，可以轻松应对这些问题。
Elite Super-TCXO 的频率斜率为 ±0.1 ppm，温度斜坡最高可达 10°C/分钟。（图片来源：SiTime）
在动态条件下，Elite Super-TCXO 具有出色的动态稳定性：
- 在 10°C/分钟的斜坡下，< 5 ppb/°C 频率斜率 ΔF/ΔT
- 3e-11 ADEV，平均时间为 10 秒
- 0.1 ppb/g 振动抗扰度
- 0.2 ps/mV 电源噪声抑制 (PSNR)
3.需要可靠的供应商
SiTime 产品采用强大的 6-Sigma 方法设计和生产，非常可靠耐用，这是其制造工艺以及小巧而独特的 MEMS 器件设计、先进的模拟技术以及出色的单晶硅质量决定的。
- < 2 DPPM 故障率 – 在半导体行业中表现最佳。石英器件的典型故障率为 50 至 150 DPPM。
- < 1 FIT 率 – 这意味着 MTBF（平均无故障时间）超过 10 亿小时。这比典型的石英产品好 30 倍。
SiTime 以成为可靠的供应合作伙伴为荣。他们的产品采用硅制造，因而可以利用规模庞大的半导体行业及其巨大体量。与石英不同，SiTime 可以轻松扩大规模，并且无需专门的资本密集型制造供应链。此外，他们的产品基于可编程架构，可实现数百万种规格组合。客户可以在广泛的范围内订购任何频率、任何电源电压和任何稳定性的产品。
MEMS 并不复杂
如果石英产品无法提供所需的性能、可靠性或功能，则确定您需要换用其他产品。MEMS 振荡器更加稳定、耐用和可靠。在 SiTime 的精心设计下，MEMS 定时产品可解决最困难的定时问题并克服石英的局限性。一旦您了解 MEMS 定时产品，您再也不会回头使用石英产品。
关于此作者
Rich Miron 是 DigiKey 的高级技术内容编撰人，自 2007 年以来一直在技术内容小组工作，主要负责撰写和编辑文章、博客和产品培训模块内容。在加入 DigiKey 之前，他曾从事核潜艇仪表和控制系统的测试、验证工作。Rich 拥有美国北达科他州立大学的电气和电子工程学位。
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