MEMS硅晶振技术优势阐述

    很长一段时间以来,振荡器是由石英晶体谐振器制成,用以维持电路特定频率输出。


    现如今,随着MEMS硅晶振的普及  - 在更高传输速率和移动应用场合时钟源的表现更好。此外,更复杂的电磁环境和恶劣环境对时钟产品要求也更高。


    本文阐述了在石英晶振和MEMS硅晶振的实验对比结果。对比数据表明,在同一现实环境下MEMS硅晶振性能优于石英晶振。振荡器供应商提供每个产品的数据表,主要以频率稳定性,抖动和相位噪声来说明性能。 虽然数据表是一个很好的指标选择定时设备,用户还必须评估这些设备在现实生活中的表现环境条件。 在模拟真实操作中看到的条件下进行测试环境提供有关真实组件性能的有价值的信息。该受到环境影响因素(如电磁)的振荡器的性能将会影响电源或其他系统组件的干扰(EMI),振动和噪音与理想条件下的振荡器性能相对降低。最终,环境压力可能降低设备的可靠性和寿命。 在复杂、苛刻的真实环境中考虑振荡器的表现,才能选择最佳时钟产品。


MEMS硅晶振的优势


    MEMS硅晶振比石英晶振具备一些固有的优点在各种环境中可靠地执行。 SiTime开发了MEMS FirstTM工艺,这些MEMS谐振子完全用硅晶圆封装并封闭在微型真空晶圆腔内。 MEMS谐振子的质量非常小,其刚性的硅晶体结构组合使其耐用,并且极大地抵抗诸如冲击和振动的外部力。此外,振荡器中精密设计的模拟电路可提供高可靠性和抗电磁噪声干扰能力。


MEMS硅晶振内部框图



    图1中的MEMS硅晶振架构示意图显示了关键部件有助于性能和可靠性,包括微调硅MEMS谐振器,振荡器维持电路,高精度分数N锁相环(PLL)和驱动器全差分电路。

    大多数石英晶振厂商是制造谐振器的专家,但在电路设计方面不一定优越。 他们通常外包模拟电路,必须购买不同基座旨在适应不同规格的晶体,而不是针对谐振器做出具体优化。 相比之下,SiTime拥有世界一流的模拟电路设计团队,可以模拟设计出与SiTime的MEMS硅晶振一起使用的电路。 自2006年以来,这个团队不断提高SiTime的振荡器产品的性能和灵活性,使MEMS硅晶振在复杂的情况下比石英器件更可靠和方便。


    相关链接:SiTime硅晶振产品选型