在MEMS方面,MicrochipTechnology聲稱(chēng)其DSA系列汽車(chē)級(jí)MEMS振蕩器與傳統(tǒng)的石英晶體器件相比,可提供20倍更好的可靠性,500倍更大的抗沖擊能力和5倍更好的抗振性.多輸出MEMS振蕩器可以用一個(gè)器件取代多個(gè)晶體或振蕩器.DSA1001,DSA11x1,DSA11x5和DSA2311系列器件可在2.3MHz至170MHz頻率范圍內(nèi)抵御惡劣環(huán)境中的機(jī)械沖擊和震動(dòng).該器件符合AEC-Q100標(biāo)準(zhǔn),可在-40°C至125°C的溫度范圍內(nèi)提供±20ppm的穩(wěn)定性.
對(duì)于5G應(yīng)用,SiTime公司提供一系列基于MEMS的定時(shí)和同步解決方案,這些解決方案具有高可靠性,嚴(yán)格的穩(wěn)定性,能夠以更低的功率和更小的尺寸承受惡劣的環(huán)境條件.SiTime的Elite系列Super-TCXO在1MHz至220MHz的頻率范圍內(nèi)提供嚴(yán)格的穩(wěn)定性(±0.1ppm至±2.5ppm).它們可以替代5G和IEEE1588同步應(yīng)用中的傳統(tǒng)石英恒溫晶振,從而減小尺寸和功耗.這些器件還具有30倍更好的動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性,I2C數(shù)字頻率調(diào)諧和片內(nèi)電源噪聲濾波.工作溫度范圍為-40°C至105°C.

深空中的石英晶體振蕩器已經(jīng)走了多遠(yuǎn)的一個(gè)例子就是它們?cè)?019年6月24日發(fā)射的美國(guó)宇航局噴氣推進(jìn)實(shí)驗(yàn)室的深空原子鐘(DSAC)中的應(yīng)用.現(xiàn)在太空中的小型化,低質(zhì)量原子鐘是比以往任何時(shí)候都更加準(zhǔn)確和穩(wěn)定.穩(wěn)定性決定了時(shí)鐘如何在沒(méi)有漂移的情況.
石英晶體振蕩本身的頻率不足以進(jìn)行深空導(dǎo)航.據(jù)NASA稱(chēng),石英晶體振蕩器在六周內(nèi)失去了整整一毫秒.從透視角度來(lái)看,原子鐘需要十億分之一秒的精度.現(xiàn)在進(jìn)入軌道的DSAC不僅僅使用汞原子的振蕩;它還使用帶電荷的汞離子,比GPS衛(wèi)星上的時(shí)鐘穩(wěn)定性高50倍.
如果石英振蕩器在空間中偏離頻率,則由原子確定的校正被施加到有源晶振以將其轉(zhuǎn)回到正確的頻率.這種類(lèi)型的校正計(jì)算并在DSAC中每隔幾秒應(yīng)用于石英振蕩器,而每天兩次更新用于GPS衛(wèi)星上的原子鐘.
晶體單元,晶體振蕩器和汽車(chē)級(jí)MEMS振蕩器的應(yīng)用繼續(xù)快速增長(zhǎng).特別是在汽車(chē)和電信應(yīng)用(如5G無(wú)線電)的推動(dòng)下,設(shè)計(jì)人員可以期待在無(wú)線電同步中提供更高可靠性的新設(shè)備,以滿(mǎn)足用戶(hù)對(duì)更少服務(wù)中斷和更好用戶(hù)體驗(yàn)的需求.

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