Quarze und Oszillatoren
Quarze und Oszillatoren Oszillatoren mit programmierbaren Funktionen, Teil 2 Optimale Größe und Stromersparnis durch programmierbares Timing Die Programmierbarkeit verbessert das Design elektronischer Produkte auf verschiedene Weise. Hier lesen Sie Näheres darüber. von Robin Ash Co.-Autor und Übersetzer: Dipl.-Ing. (FH) Axel Gensler Senior Product Manager im Bereich Radio Frequency & Components bei Endrich Danke an Jim Holbrook, Director of Customer Engineering bei SiTime, für seine hilfreiche Unterstützung Einige Vorteile liegen auf der Hand, wie z.B. eine schnellere Entwicklung und kürzere Vorlaufzeiten. Einige sind leistungsbezogen, wie im Teil 1 beschrieben. Weitere Vorteile, auf die wir im Folgenden eingehen, führen in etwas überraschender, weniger bekannter Weise zu einer Verringerung von Größe und Leistung. All diese Vorteile werden durch die umfangreichen Funktionen und die programmierbare Architektur von MEMS-Taktgebersystemen ermöglicht. Geringe Baugröße Eine programmierbare Timing- Plattform kann die Anzahl der Komponenten und die Systemgröße auf verschiedene Weise reduzieren. Da sich die Frequenz der SiTime-MEMS-Oszillatoren über einen sehr weiten Bereich mit einer Genauigkeit von 6 Dezimalstellen programmieren lässt, können Entwickler zunächst eine Ausgangsfrequenz auswählen, die genau den Anforderungen des Downstream-Chips (MCU, MPU, SoC usw.) entspricht für zusätzliche Puffer/Frequenzteiler und Frequenzumsetzer-PLLs. Einige Oszillatoren verfügen über eine systeminterne Programmierbarkeit (ISP), mit der die Frequenz während des Betriebs von 1 bis 725 MHz programmiert werden kann. Diese Oszillatoren können auch mit einer Auflösung von 5 ppt und einer ausgezeichneten Ziehlinearität bis zu ±3200 ppm gezogen werden. Diese Art programmierbarer Bauelemente ist ideal zum Ersetzen mehrerer Zeitgeberkomponenten in Systemen, die mehr als eine Frequenz unterstützen. Eine weitere Methode zur Reduzierung der Stückliste besteht darin, den Oszillatorausgangstreiber auf seine maximale Stromstärke zu programmieren, damit er mehrere ICs ansteuern kann. Dies eliminiert die Notwendigkeit eines Fanout-Puffers und reduziert die Anzahl erforderlicher Taktgeberkomponenten. Beispielsweise kann in einem drahtlosen Produkt mit kleinem Formfaktor ein einzelner 32-kHz-Oszillator mit höherer Ansteuerungsstärke den RTC-Prozessor, die BLE- Schlafuhr und einen Audio- DAC oder -Codec ansteuern und dabei mehrere Quarze und alle zugehörigen Lastkondensatoren ersetzen. Probleme mit der Signalintegrität oder Reflexion sind nicht zu befürchten, da die Anstiegs-/Abfallzeit dieser 32-kHz-Oszillatoren, je nach Gerätefamilie, zwischen 10 und 100 ns liegt. MEMS-Bausteine sind von Natur aus klein und robust und erfordern keine sperrigen Gehäuse. Da es sich bei den Interna eines MEMS-Oszillators ausschließlich um Silizium handelt, können sie mit den neuesten Halbleiter-Gehäusetechnologien, einschließlich Chip Scale Packaging (CSP), verpackt werden. Ein Entwickler kann eine Oszillatorkonfiguration in einem CSP auswählen, bei der die Grundfläche nicht größer als der IC-Oszillatorchip ist und nur 20 hf-praxis 6/2020
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