深入探索高性能压控晶振SIT3808如何超越石英晶振
SiTime推出突破性的MEMS压控振荡器(VCXO)系列
上周,SiTime发布了一款专为电信、网络和嵌入式应用设计的新型压控振荡器(VCXO)系列——SiT3808。这些振荡器不仅超越了传统石英晶振的性能,还带来了多项全新的关键特性。
压控振荡器的关键作用:
压控振荡器(VCXO)广泛应用于需要与外部时钟同步频率或相位的场景中,最典型的例子是数据接收器。无论数据通过有线、光纤还是无线链路传输,它都是按照发射端时钟设定的速率进行编码的。为了确保数据在接收端被正确解析,接收器必须以完全相同的速率并在正确的相位下工作,这就要求接收器能够精确匹配发送器的时钟。
石英VCXO的局限性
传统的接收器使用石英晶体产生其内部时钟,并通过施加模拟电压来调整变容二极管,从而改变石英晶体的电容并调谐频率。然而,这种方法存在几个问题:
(1)非线性:变容二极管的非线性特性导致电压对频率的关系不一致,且不同器件之间存在差异,增加了控制电路的设计难度。
(2)有限的拉伸范围:石英晶体和变容二极管的可调节范围有限,通常只能达到几百ppm,超过这一范围会导致性能急剧下降。
(3)频率跳变:石英VCXO在温度变化和频率拉伸过程中容易出现频率跳跃现象,这可能导致接收机失去锁相,造成数据丢失和连接中断。
SiTime MEMS VCXO的革新
SiTime的MEMS压控振荡器解决了上述所有问题。SiT3808系列采用了创新的方法,将模拟控制电压数字化并通过分数PLL调节输出频率,实现了高度线性的电压对频率关系,并且在整个产品生命周期内保持一致性。具体优势包括:
(1)高精度和平滑调节:SiTime的分数PLL能够精确平滑地调整输出频率,提供从精细到广泛的频率跟踪能力。
(2)无活动下降:由于SiTime的MEMS谐振器没有活动下降现象,因此不存在频率跳跃或突变的问题。
(3)卓越性能指标:SiT3808系列提供了亚皮秒级集成抖动、亚百分比拉取线性度,并支持从±25 ppm到惊人的±1600 ppm的可配置范围,输出频率覆盖1 MHz至220 MHz。这种组合在物理上超越了传统变容二极管石英技术的极限。
未来展望
SiTime的SiT3808系列VCXO展示了现代技术如何突破曾经被认为不可逾越的限制。通过采用先进的MEMS技术和数字控制方法,SiTime不仅提高了计时精度和稳定性,还极大地扩展了频率调节范围,为电信、网络及嵌入式应用提供了前所未有的灵活性和可靠性。这一创新标志着MEMS技术在高精度计时领域的又一次重大进步,预示着未来更多高效能解决方案的到来。

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