振荡器可用于弥补电容器的供应不足

(图片来源:SiTime)


鉴于目前电容器更新迭代周期长达一年或更长,长期的等待迫使各个公司延迟新设计的上市时间。行业专家认为,电容器短缺的状况在得到好转之前还将进一步恶化。根据一些预测,电容器短缺可能延续到 2020 年甚至更长的时间。鉴于此类预测,很多公司开始寻求新的战略,以减少对电容器的依赖性。一种解决方案是使用振荡器取代谐振器。这种解决方案还可以解决其他设计问题。

以下是使用振荡器取代石英晶体谐振器 (XTAL) 的三大理由,以及说明为什么这是更好的解决方案。

1) 谐振器需要负载电容器,而振荡器不需要

设计若不需要电容器,这意味着无需等待零件。

在大多数谐振器中,负载电容器都是必需的,以便提供相移和持续振荡。相反,振荡器则将谐振器和带有片上电容的振荡器 IC 组合到一个封装中。这是为了确保谐振器和振荡器电路的匹配,并且无需利用外部电容器来调节谐振频率。此外,如果使用 SiTime 32 kHz MEMS 振荡器,则不需要电源去耦电容器。

(图片来源:SiTime)

2) 振荡器所需的板空间更小

根据当今市场上体积最小的晶体谐振器,再考虑到它需要的电容器,所用的总计板空间超过 6 mm2。与当今市场上体积最小的 MEMS 振荡器对比,后者所用的总计板空间仅为 1.7 mm2。这样可以有效地将基底面尺寸缩小到不足三分之一。

(图片来源:SiTime)

通过使用振荡器,可以进一步缩减定时基底面和 BOM,因为它是有源电路,带有输出驱动器,根据驱动强度能够驱动两至三个负载。由于这个原因,单个振荡器可以取代多个晶体谐振器及其相关电容器。

3) SiTime 的振荡器现已上市

若没有电容器(目前供应短缺且提前期长),大多数谐振器都将毫无用处。但是,SiTime MEMS 振荡器现在已经上市,可在广泛的工作范围内提供多种频率、电压和稳定性。

虽然电容器和晶体振荡器等各种元器件是使用专用材料和工艺制造的,但 SiTime MEMS 振荡器却是使用标准的半导体封装和工艺制造的。通过利用庞大半导体产业的基础设施,包括巨大的产能、大量的供应商、众多的制造设施和兼容的工艺,目前已经建立了极其稳健的供应链,以用来生产硅 MEMS 振荡器。

此外,SiTime 振荡器的架构设计为可编程架构。目前生产出大批量的空白 MEMS 振荡器,保持充足的库存,并按客户规格进行编程。因此,使用标准工艺和材料来制造 MEMS 振荡器,再结合它们的可编程性,可以实现极高的灵活性、出色的可扩展性和极短的提前期。

预编程的 SiTime 振荡器目前可从 Digi-Key Electronics 购买。如果希望在实验室中即时对零件进行编程,请获取 Time Machine II 编程器和一些空白振荡器以创建定制零件。

您可以通过阅读以下的 SiTime 白皮书,更详细了解振荡器的优势:使用振荡器而非晶体谐振器的 8 大理由

关于此作者

Image of Rich Miron, Digi-Key Electronics

Rich Miron 是 Digi-Key Electronics 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 Digi-Key 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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