MEMS振荡器目标更广泛的定时功能

文章作者:Graham Prophet

总部位于加州的SiTime一直在设计和供应基于微机械共振元件而不是压电器件(石英)的振荡器和定时产品。几年来，该公司一直在逐步提高其制造的MEMS设备的稳定性，以挑战石英在日益增长的市场份额中的作用。

现在，SiTime推出了它的精英振荡平台。由于广泛使用，它继续使用术语“TCXO”(X最初代表“晶体”)，但Elite设备完全是基于mems的。它们的温度由存储参数补偿，但声称，当石英在稳定的温度、加热环境(烤箱或OCXO)中操作时，其稳定性水平可以超过石英。通过Elite系列，SiTime的目标是在电信和网络中获得更广泛的定时功能，在总体稳定性、温度变化稳定性和机械冲击或振动(麦克风)频率变化方面提供性能增益。

本公司规定了基于MEMS的零件在大约上一个十年稳定的情况下，使用精英产品从大约25pppm达到0.1ppm，而且公司发言人将大部分归因于优化应用补偿技术对于MEMS技术，也许40％以改善基本制造技术。抖动（短期稳定性）在同一时间跨度超过175psec至0.23psec。

Elite平台包括四个频率范围广泛的产品系列，所有产品均提供0.1ppb/g的抗振性，没有活动下降或微跳。在需要高稳定性的地方，例如位于道路或工业噪音等嘈杂环境中的小区，抗振动尤为重要。

strata 3 precision super - tcxo针对通信和云基础设施设备，提供:

• ±100 PPB频率稳定超过-40°C至105°C，最宽的操作温度可用任何TCXO
• 1到5ppb/°C的频率斜率(ΔF/ΔT)在10°C/分钟的极快温度斜坡速率下，这是计时设备中唯一的性能水平
• 3e-11 (3×10-11) 10秒平均时间的Allan deviation (ADEV)，比典型石英tcxo好10倍
• 0.2Psec / MV电源噪声抑制（PSNR） - 该方法可以通过低效，线性电压调节器或LDO去除对特定稳定电压供应的需求。
• 可选I²C/SPI频率调谐，消除外部DAC

用于GNSS、工业和汽车应用的super - tcxo在-40°C到105°C范围内提供±0.5ppm的频率稳定性。

• 超低抖动差分振荡器提供：

• 0.23psec集成的RMS相位抖动（12kHz至20MHz）

• 0.1psec集成的rms相位抖动下以太网掩模10g / 40g / 100g

• ±10 ppm频率稳定超过-40°C至95°C，从而实现更好的系统可靠性

• 高温高可靠性差分vcxo提供:

• 工作温度可达95°C，具有良好的相位噪声

• 宽拉伸范围从±25ppm至±3600ppm

• 0.1%的频率调谐线性在所有条件下，比石英好50倍

__Figure 1:__ *SiTime表示，这一范围代表了一个统一的市场，已经被分割成多个部门，并强调该产品的30倍更高的动态性能，小蜂窝，微波回程，同步以太网和光学设备

“网络致密化正在推动设备在不受控制的环境中快速部署，如地下室、路边、屋顶和电线杆上。这些系统中的精密定时元件现在必须在高温、热冲击、振动和不可预测的气流中运行。服务提供商正在质疑石英技术是否能够应对这一挑战。”

精英定时解决方案基于公司呼叫双摩尔的结构，以及“涡轮上的波动”。它采用高度集成的混合信号电路与片上调节器，TDC（温度为数字转换器）和低噪声PLL，具有更好的电源噪声，30μk温度分辨率，比石英更好，支持对于1到700MHz之间的任何频率。SINIME选择用混合信号伴芯片制作自己的模具上的MEMS元素;该公司表示，每个都以其最佳技术制造的最佳技术，而不是尝试在与MEMS相同的过程中建立单一处理电路。两个骰子堆叠在包装内。

公司网站上的支持材料包括一个对机械噪声的免疫力的视频。