Nell'elettronica a bassa potenza, le fonti di tempistica sono un fattore implicito di durata della batteria, affidabilità e prestazioni.I cristalli di quarzo sono stati l'elemento di sincronizzazione standard nell'elettronica fino all'avvento degli oscillatori del sistema elettromeccanico (MEMS) a base di silicio.
La scelta degli oscillatori MEMS è uno dei passaggi più influenti nella progettazione di applicazioni da dispositivi indossabili e sensori IoT a sistemi digitali industriali e ad alta velocità.Questo cristallo è inciso su un wafer di silicio e vibra ad una frequenza precisa per fornire un segnale di tempo digitale stabile.
I cristalli di quarzo sono stati utilizzati dagli anni '30 e si basano sulla proprietà piezoelettrica della tensione applicata per vibrare ad una frequenza precisa.La naturale stabilità dei cristalli di quarzo garantisce un tempo di funzionamento lungo e affidabile di dispositivi come microcontrollori e radio.
Tuttavia, i cristalli di quarzo sono relativamente fragili e funzionano a una particolare frequenza, causando problemi durante le iterazioni di progettazione e la personalizzazione della frequenza.I cristalli di quarzo si stabilizzano solo pochi millisecondi dopo essere stati energizzati, rendendoli inadatti a dispositivi a bassa potenza con frequenti cicli di sonno.
Le alternative elettroniche, come gli oscillatori RC e LC, possono generare segnali di orologio da componenti elettronici, ma possono derivare la frequenza a causa della temperatura, della tensione o dell'invecchiamento.
Gli oscillatori MEMS combinano la stabilità meccanica del quarzo con la miniaturizzazione, la resistenza agli urti e la configurabilità del silicio.questo oscillatore è ideale per applicazioni che richiedono un basso consumo di energiaL'oscillatore si sveglia a velocità di microsecondi, mantiene la stabilità e un basso consumo di energia durante i cambiamenti di temperatura, con conseguente prolungamento del tempo di funzionamento,batterie più piccole, e un design più compatto e robusto.
Opzioni sismiche programmabili
Abracan offre una gamma di dispositivi di controllo del tempo e della frequenza, tra cui l'oscillatore MEMS della serie AMMLP, per un controllo della frequenza ad alta precisione in un pacchetto ultracompatto a bassa potenza (Figura 1).Rispetto al quarzo tradizionaleI dispositivi AMMLP sono caratterizzati da resistenza agli urti, dimensioni e programmabilità ultrapiccole, ecc., soddisfacendo completamente le esigenze di progettazione e di imballaggio degli ingegneri.
Figura 1: Gli oscillatori MEMS della serie AMMLP di Abracan sono dotati di un packaging standard del settore e di un ampio range di selezione di frequenza.
Dalla nuova generazione di fitness tracker agli UAV autonomi, l'oscillatore AMMLP fornisce tempistica precisa e a bassa potenza per applicazioni moderne.3 MHz a 170 MHz e sono disponibili in una vasta gamma di precisioneQuesti dispositivi supportano quattro tensioni di alimentazione: 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V o da 2,25 V a 3,6 V continui.
Dal punto di vista del consumo di energia, l'oscillatore AMMLP è progettato per la conservazione dell'energia, in genere con un consumo di corrente di circa 6,5 mA,e molti modelli includono anche una modalità Standby o Output Enable per entrare in uno stato di riposo quando il dispositivo è efficiente dal punto di vista energeticoCon le dimensioni standard del pacchetto di 2,0 x 1,6 mm, 2,5 x 2,0 mm, 3,2 x 2,5 mm, 5,0 x 3,2 mm e 7,0 x 5,0 mm, l'oscillatore consente una facile integrazione integrata anche nella struttura più compatta.
Stabilità della frequenza
Il dispositivo Abracan è programmabile in fabbrica per praticamente qualsiasi frequenza nel suo intervallo.È possibile selezionare un ampio intervallo di temperatura compreso tra ± 20 ppm e ± 50 ppm e tale rigorosa stabilità di frequenza garantisce la coerenza dei tempi per applicazioni industriali o di consumo portatili.
AMMLPAALJS-24.000T è un oscillatore MEMS da 2,0 x 1,6 mm che consente di risparmiare spazio su PCB fornendo al contempo un'alta precisione e una bassa potenza a 24 MHz IF. Questo oscillatore fornisce segnali di clock stabili per i microcontrollori,con una tensione di alimentazione di 2.25 V a 3.63 V, una corrente di funzionamento massima di 7,5 mA e una corrente di standby di soli 1,8 μA, che lo rende ideale per dispositivi a batteria.
AMMLPDALJS-25.0000T è leggermente più grande, 2,5 x 2,0 mm e funziona a 25 MHz, che viene normalmente utilizzato per Ethernet, USB e alcune radio wireless.La corrente di standby tipica di questo dispositivo è di soli 1 μA, e ha anche una tensione di funzionamento flessibile da 2,25 V a 3,63 V, che garantisce un funzionamento efficiente in progetti portatili o industriali.
MHz AMMLPDDLJS-50.0000T utilizza un pacchetto da 2,5 x 2,0 mm, 1 μ A di potenza in stand-by, supporta 1.8 V di alimentazione e funziona fino a 7,5 mA.L'oscillazione a basso consumo di energia è ideale per esigenze di spazio ed efficienza energetica.
Tutti e tre i dispositivi hanno una stabilità di frequenza di ± 20 ppm e uscita CMOS per semplificare la progettazione delle applicazioni.