利用 Abracon 的 AMMLP MEMS 振荡器实现灵活设计
在低功耗电子产品中,定时源是电池寿命、可靠性和性能的隐性驱动因素。几十年来,石英晶体一直是电子产品中的标准定时元件,直到硅基微型机电系统 (MEMS) 振荡器的出现。
在设计从可穿戴设备和物联网传感器到工业和高速数字系统的各种应用时,选择 MEMS 振荡器是影响最大的步骤之一。这种晶体蚀刻在硅片上,以精确的频率振动,提供稳定的数字定时信号。
石英晶体自 20 世纪 30 年代开始使用,依靠在施加电压时的压电性以精确的频率振动。石英晶体具有天然稳定性,可确保微控制器和无线电等设备的长期可靠计时。
但石英晶体相对脆弱,而且固定在特定频率下运行,因此会在设计迭代和进行频率定制时造成问题。此外,石英晶体在通电后几毫秒才能稳定,因此不适合睡眠周期频繁的低功耗设备。
诸如电阻电容 (RC) 振荡器和电感电容 (LC) 振荡器之类电子替代品,可以从电子元件中产生时钟信号,但可能会因温度、电压或老化导致频率漂移。
MEMS 振荡器将石英的机械稳定性与硅的微型化、抗冲击性和可配置性集于一体。因此,这种振荡器特别适用于需要低功耗、坚固耐用或空间有限的应用。这种振荡器以微秒级的速度唤醒,在温度变化时保持稳定且功耗低,因此运行时间更长,电池更小,设计更紧凑、更坚固耐用。
抗震、可编程选项
Abracon 提供一系列定时和频率控制器件,包括 AMMLP 系列 MEMS 振荡器,可在超紧凑、低功耗封装中实现高精度频率控制(图 1)。与传统石英相比,AMMLP 器件的特点是抗冲击、超小型和可编程等,完全符合工程师的设计频率和封装需求。
图 1:Abracon 的 AMMLP 系列 MEMS 振荡器采用行业标准封装,频率选择范围广。(图片来源:Abracon)
从新一代健身追踪器到自主无人机,AMMLP 振荡器都能提供现代应用所需的精确、低功耗定时。AMMLP 器件的频率范围为 2.3 MHz 到 170 MHz,类型齐全,兼具精度、低功耗和灵活性。这些器件支持四种电源电压:1.8 V、2.5 V、3.3 V 或 2.25 V 至 3.6 V 的连续电压。
从功耗角度来看,AMMLP 振荡器为节能而打造,其典型电流消耗约为 6.5 mA,许多型号还包括待机或输出启用模式,从而在器件节能的情况下进入休眠状态。这种振荡器采用 2.0 x 1.6 mm、2.5 x 2.0 mm、3.2 x 2.5 mm、5.0 x 3.2 mm 和 7.0 x 5.0 mm 行业标准封装尺寸,即使是最紧凑的设计,也能轻松实现嵌入式集成。
频率稳定性
Abracon 器件可在出厂前对其范围内的几乎任何频率进行编程。可在宽温度范围内选择 ±20 ppm 至 ±50 ppm,如此严格的频率稳定性可确保便携式工业或消费类应用的定时一致性。
AMMLPAALJS-24.0000T 是一款 2.0 x 1.6 mm MEMS 振荡器,可节省 PCB 空间,同时提供高精度、低功耗 24 MHz 中频。这款振荡器为微控制器、无线射频和其他数字电路提供稳定的时钟信号,电源电压为 2.25 V 至 3.63 V,其最大工作电流为 7.5 mA,待机电流仅为 1.8 µA,非常适合电池供电型器件。
AMMLPDALJS-25.0000T 尺寸稍大,为 2.5 x 2.0 mm,工作频率为 25 MHz,这一频率通常用于以太网、USB 和某些无线无线电。该器件的典型待机电流仅为 1 µA,同样具有灵活的工作电压,为 2.25 V 至 3.63 V,可确保在便携式或工业设计中实现高能效运行。
50 MHz AMMLPDDLJS-50.0000T 采用 2.5 x 2.0 mm 封装,待机功耗为 1 µA,支持 1.8 V 电源,工作时功耗高达 7.5 mA。该振荡器体积小巧,功耗低,是要求极佳的空间和能效的理想之选。
所有这三款器件都具有 ±20 ppm 频率稳定性和 CMOS 输出,从而能简化应用设计。
结语
AMMLP 系列与各种电子器件兼容,从可穿戴设备和物联网传感器到无人机、机器人和音频/视频设备。频率范围、多种封装尺寸和电源电压选择,使设计人员能够灵活地选择精确的振荡器,以满足几乎任何应用在时序、功耗和空间方面的要求。当每毫安额外电流和每毫米 PCB 空间都很重要时,AMMLP MEMS 振荡器可为设计人员提供了不折不扣的创新空间。
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