全硅MEMS振蕩器和傳統石英的區別

　　與傳統石英相比，全硅MEMS振蕩器不管從生產(chǎn)工藝還是組件設計結構上，都更符合現代電子產(chǎn)品的標準，也是對傳統石英產(chǎn)品的升級換代。

　　* 高性能模擬溫補技術(shù)使全硅MEMS振蕩器具有優(yōu)秀的全溫頻率穩定性，徹底解除溫飄問(wèn)題;

　　* 可編程的平臺為系統設計和縮短新產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期提供必要的靈活性;

　　* 完善的半導體生產(chǎn)鏈可讓全硅MEMS供貨期全面縮短，并提升需求應急的能力;

　　* 全自動(dòng)生產(chǎn)的IC結構在質(zhì)量和可靠性方面有無(wú)可置疑的優(yōu)良的一致性。

　　全硅MEMS振蕩器的全溫性能優(yōu)勢

　　頻率穩定性，特別是在不同溫度下的穩定性，是電子工程師在選擇振蕩器時(shí)考慮的主要參數之一。因為每一個(gè)設計，都需要保證系統在整個(gè)工作溫度范圍內正常運作。而溫飄(頻率隨溫度而顯著(zhù)變化的現象)則是傳統石英產(chǎn)品的弱點(diǎn)，難以單純從制造上克服。圖2是石英和全硅MEMS振蕩器在頻率穩定性方面的比較。

　　圖2 全硅MEMS振蕩器25PPM頻率穩定性超越石英

　　圖2的深黑色曲線(xiàn)顯示出一個(gè)工業(yè)級(-40?C-85?C)石英振蕩器要達到全溫頻率穩定性25PPM在技術(shù)上的難度。從圖中可看到，在高低溫的情況下，石英作為參考時(shí)鐘其設計余量較不充分，由此也增加了整體系統在工業(yè)級全溫產(chǎn)生不穩定運行的可能性。

　　圖2同時(shí)也顯示了各種色彩的平衡線(xiàn)，代表了110個(gè)SiTime全硅MEMS振蕩器在-40?C-85?C范圍內的實(shí)際總頻差。與石英振蕩器相比，這些工業(yè)級MEMS振蕩器頻率穩定性不但可保持在15PPM以下，其曲線(xiàn)更具有線(xiàn)性特征，為系統提供更大的設計余量。

　　正由于全硅MEMS振蕩器利用溫度補償的技術(shù)，從振蕩器設計上解決了石英溫飄的煩惱，因此電子工程師在選料時(shí)有了更大的余地。他們可以選擇50PPM的MEMS振蕩器來(lái)替代很多25PPM的石英，既可滿(mǎn)足系統所需規格，又可降低成本?；蛘?，他們可采用25PPM的MEMS振蕩器來(lái)提升系統總體穩定性。

　　全硅MEMS振蕩器的可編程規格組合

　　傳統石英振蕩器的主要規格參數如輸出頻率、頻率穩定性是由石英切割的形狀、厚度及在加工過(guò)程中鍍銀老化等步驟來(lái)實(shí)現的。這也決定了石英一個(gè)頻率、一個(gè)工作電壓、一個(gè)頻率穩定性對應一個(gè)料號的固定頻率的商業(yè)模式。

　　從圖3也可看到，從技術(shù)角度，高頻率的石英振蕩器一般無(wú)法支持1.8V的工作電壓，或25PPM的頻率穩定性，因為壓電石英的基本波振蕩是限制在60MHz以下。60MHz以上的頻率則需利用3次，5次或7次倍頻，再加上過(guò)濾電路來(lái)實(shí)現，造成有限的規格選擇和居高不下的成本.

　　圖3 傳統石英一般只支持常用固定品率和規格

　　因此，石英的傳統模式雖有簡(jiǎn)單明了的優(yōu)點(diǎn)，但卻缺乏了現代電子廠(chǎng)商在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)、供貨周期和備貨成本管理上所需要的靈活性。

　　與石英相比，全硅MEMS振蕩器是由MEMS諧振器和高性能模擬CMOS芯片組成的一個(gè)可編程的時(shí)鐘平臺，其主要規格參數都在設計時(shí)整合進(jìn)了CMOS，利用內嵌的NVM(非易失性存儲器)來(lái)實(shí)現振蕩器參數即MEMS振蕩器的實(shí)時(shí)配置。

　　圖4 全硅ME振蕩器平臺提供不同頻率，電壓和PPM的組合