Düşük güçlü elektroniklerde zamanlama kaynakları pil ömrünün, güvenilirliğin ve performansın örtülü itici gücüdür. Onlarca yıldır kuvars kristalleri, silikon bazlı mikro işlenmiş elektromekanik sistem (MEMS) osilatörlerinin ortaya çıkmasına kadar elektronikte standart zamanlama elemanı olmuştur.
MEMS osilatörlerinin seçimi, giyilebilir cihazlardan ve IoT sensörlerinden endüstriyel ve yüksek hızlı dijital sistemlere kadar uygulamaların tasarlanmasında en etkili adımlardan biridir. Bu kristal, silikon bir levha üzerine kazınıyor ve istikrarlı bir dijital zamanlama sinyali sağlamak için doğru bir frekansta titreşiyor.
Kuvars kristalleri 1930'lardan beri kullanılmaktadır ve uygulanan voltajın doğru frekansta titreşmesi için piezoelektrik özelliğine dayanır. Kuvars kristallerinin doğal stabilitesi, mikrokontrolörler ve radyolar gibi cihazların uzun ve güvenilir zamanlamasını sağlar.
Ancak kuvars kristalleri nispeten kırılgandır ve belirli bir frekansta çalışır, bu da tasarım yinelemeleri ve frekansın uyarlanması sırasında sorunlara neden olur. Ek olarak, kuvars kristalleri enerji verildikten sadece birkaç milisaniye sonra stabil hale gelir, bu da onları sık uyku döngülerine sahip düşük güçlü cihazlar için uygunsuz hale getirir.
RC ve LC osilatörleri gibi elektronik alternatifler, elektronik bileşenlerden saat sinyalleri üretebilir ancak sıcaklık, voltaj veya eskimeye bağlı olarak frekansta kayma meydana gelebilir.
MEMS osilatörleri kuvarsın mekanik stabilitesini silikonun minyatürleştirme, darbe direnci ve yapılandırılabilirliği ile birleştirir. Bu nedenle bu osilatör, düşük güç tüketimi, sağlam veya sınırlı alan gerektiren uygulamalar için idealdir. Osilatör mikrosaniye hızlarında uyanır, sıcaklık değişimleri sırasında stabiliteyi ve düşük güç tüketimini korur, böylece daha uzun çalışma süresi, daha küçük piller ve daha kompakt, sağlam bir tasarım elde edilir.
Sismik, programlanabilir seçenekler
Abracan, ultra kompakt, düşük güç paketinde yüksek hassasiyetli frekans kontrolü için AMMLP serisi MEMS osilatörü de dahil olmak üzere çeşitli zamanlama ve frekans kontrol cihazları sunmaktadır (Şekil 1). Geleneksel kuvarsla karşılaştırıldığında AMMLP cihazları, mühendislerin tasarım sıklığı ve paketleme gereksinimlerini tamamen karşılayan darbe direnci, ultra küçük boyut ve programlanabilirlik vb. özellikleriyle karakterize edilir.
Şekil 1: Abracan'ın AMMLP serisi MEMS osilatörleri endüstri standardı paketleme ve geniş frekans seçim aralığına sahiptir. Resim kaynağı: Abracan)
Yeni nesil fitness takip cihazlarından otonom İHA'lara kadar AMMLP Osilatörü, modern uygulamalar için hassas, düşük güçlü zamanlama sağlar. AMMLP cihazları 2,3 MHz ila 170 MHz aralığındadır ve geniş bir doğruluk, düşük güç tüketimi ve esneklik aralığında mevcuttur. Bu cihazlar dört besleme voltajını destekler: 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V veya 2,25 V ila 3,6 V sürekli.
Güç tüketimi açısından bakıldığında AMMLP Osilatörü, tipik olarak yaklaşık 6,5 mA akım tüketimiyle enerji tasarrufu sağlayacak şekilde üretilmiştir ve birçok model, cihaz enerji açısından verimli olduğunda uyku durumuna girmek için Bekleme veya Çıkış Etkinleştirme modunu da içerir. 2,0 x 1,6 mm, 2,5 x 2,0 mm, 3,2 x 2,5 mm, 5,0 x 3,2 mm ve 7,0 x 5,0 mm endüstri standardı paket boyutlarıyla osilatör, en kompakt tasarımda bile kolay yerleşik entegrasyona olanak tanır.
Frekans kararlılığı
Abracan cihazı, kendi aralığındaki hemen hemen her frekans için fabrikada programlanabilir. ± 20 ppm ila ± 50 ppm arasında geniş bir sıcaklık aralığı seçilebilir ve bu sıkı frekans kararlılığı, taşınabilir endüstriyel veya tüketici uygulamaları için zamanlama tutarlılığı sağlar.
AMMLPAALJS-24.000T, yüksek doğruluk, düşük güç 24 MHz IF sağlarken PCB alanından tasarruf sağlayan 2,0 x 1,6 mm'lik bir MEMS osilatörüdür. Bu osilatör, mikrokontrolörler, radyo frekansı ve diğer dijital devreler için 2,25 V ila 3,63 V besleme gerilimi, 7,5 mA maksimum çalışma akımı ve yalnızca 1,8 µA bekleme akımı ile kararlı saat sinyalleri sağlar; bu da onu pille çalışan cihazlar için ideal kılar.
AMMLPDALJS-25.0000T biraz daha büyüktür, 2,5 x 2,0 mm ve normalde Ethernet, USB ve bazı kablosuz radyolar için kullanılan 25 MHz'de çalışır. Bu cihazın tipik bekleme akımı yalnızca 1 µA'dır ve ayrıca 2,25 V ila 3,63 V arasında esnek bir çalışma voltajına sahiptir, bu da taşınabilir veya endüstriyel tasarımlarda verimli çalışmayı sağlar.
MHz AMMLPDDLJS-50.0000T, 2,5 x 2,0 mm paket, 1 µ A bekleme gücü kullanır, 1,8 V güç kaynağını destekler ve 7,5 mA'ya kadar çalışır. Kompakt, düşük güç tüketimli osilatör, zorlu alan ve enerji verimliliği için idealdir.
Her üç cihaz da uygulama tasarımını kolaylaştırmak için ± 20 ppm frekans kararlılığına ve CMOS çıkışına sahiptir.