Sitime可编程晶振降低功耗延长电池寿命

SiT15xx器件中的模拟振荡器IC支持多种功能,包括低噪声维持电路,超低功耗精密PLL和超低功耗可编程输出驱动器.该具有亚赫兹分辨率的小数N分频PLL用于器件校准和频率编程32.768KHZ低至1Hz.降低输出频率的能力显著降低了电流消耗灰.由于低频谐振器的物理尺寸限制,石英晶体不能提供频率低于32.768kHz.而SiT15xx系列具有更低的频率选项,可实现全新功能参考时钟始终运行的电池供电应用中的架构可能性.

图6：独特的NanoDrive™输出摆幅可编程低至200mV,以最大限度地降低功耗

与标准振荡器不同,SiT15xx振荡器可与片内32.768K振荡器串联工作电路通过振荡器的高度可编程输出驱动器.输出驱动程序可以生成各种共模电压和摆幅电平,以匹配片上32.768KHZ的不同实现振荡器电路如图6所示.此输出摆幅在工厂可编程时从全摆幅下降到最低功率200mVpp.能够降低输出频率和输出驱动器电流显着降低输出负载电流（C*V*F）.

MEMS的稳健性要高50倍

根据其应用的性质,物联网和可穿戴设备可用于各种环境,并且可以使用经受频繁和极端的机械冲击和振动.在恶劣环境中操作时石英晶体振荡器会降级并且不符合数据表规范.一些石英振荡器对正弦振动和冲击特别敏感,并且将表现出显着的频率变异.Sitime的SiT15xx器件架构有助于提高环境的可靠性和弹性相对于石英对应物的因素.质量非常小（比石英小3000倍）谐振器）和SiTime谐振器的结构设计使它们对外力极为不敏感如振动和冲击.

应用和设计实例

在可穿戴市场中,产品的功能正在增加,同时它们必须增加消耗更少的电力和空间.SiTime晶振公司的32.768kHz MEMS定时解决方案可用于真正的每秒脉冲（pps）计时,RTC参考时钟和电池管理计时,以延长电池寿命并缩小足迹.

图7显示了典型可穿戴设备的时钟需求.低功耗32位MCU运行16MHz晶振为内核和外设提供时钟,32.768kHz晶振用于实时时钟.该MCU将数据发送到连接芯片,连接芯片使用32.768kHz晶振,用于睡眠时钟定时.

图7：典型的可穿戴时序架构

图8示出了使用可编程1Hz至32.768kHz SiT1534 MEMS振荡器的设计传感器应用和32.768kHz MEMS SiT1532参考时钟驱动MCU中的RTC.在这设计,通过使用1.5x0.8mm CSP振荡器,电路板空间减少到不到一半.

图9显示了两个芯片需要32.768kHz时序解决方案的架构;一个微控制器的参考时钟,第二个是BlueTooth芯片的睡眠时钟.在这设计单个MEMS定时器件（SiT1532振荡器或SiT1552 TCXO温补晶振）,尺寸为1.5x0.8mm CSP,驱动两个负载.由于XO/TCXO可以驱动两个负载,因此一个32.768kHz MEMS器件将会驱动更换两个32.768kHz石英晶体.占地面积比使用两个石英的设计小八倍2012mm XTAL封装的SMT封装加上四个所需的负载电容.这种设计也节省了很多与BLE芯片的内部32.768kHz RC相比,SiT1552的稳定性提高了100倍温度.