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美国ILSI硅MEMS振荡器的弹性和可靠性
振荡器历来是由连接到模拟保持电路的石英晶体谐振器制成的,该电路驱动谐振器以特定频率振动.现在,还有一种替代方案-硅MEMS振荡器-这些器件在嘈杂的环境中性能优于石英晶体振荡器.驱动更高速的电信和移动应用对时钟源提出更高的要求.另外,更复杂的电子设备和更高的时钟频率使得时钟设备在嘈杂的环境中继续表现良好.本文介绍了在石英晶振和硅MEMS振荡器上进行的对比实验的结果.数据表明,MEMS振荡器在现实环境条件下优于石英晶振.
振荡器供应商提供每个产品的数据表,说明频率稳定性,抖动和相位噪声等性能参数.尽管数据手册是选择计时设备的良好指标,但用户还必须评估这些设备在实际环境条件下的表现.在模拟真实操作环境中所见的条件下进行测试,可以提供有关真实组件性能的有价值信息.受到诸如电磁干扰（EMI）,振动以及来自电源或其他系统组件的环境压力的有源晶振,石英振荡器的性能与理想条件下的振荡器相比将会降低.最终,环境压力因素可能会降低设备的可靠性和使用寿命.在实际情况下考虑振荡器的性能非常重要.
硅MEMS振荡器与石英晶体振荡器相比具有一些固有的优势,可以使它们在各种环境中可靠地工作.ILSI MMD开发了MEMSFirstTM工艺,其中谐振器完全封装在硅中并封装在微型真空室内.非常小的谐振器质量和刚性硅晶体结构的组合使其具有耐用性,并且非常耐外部应力,如冲击和振动.此外,振荡器中优化设计的模拟电路可在电噪声条件下提供高性能.
图1中的MEMS振荡器架构示意图显示了有助于提高性能和可靠性的关键组件,包括精细调谐的硅MEMS谐振器,振荡器维持电路,高精度N分频锁相环（PLL）以及具有全差分电路.
大多数石英振荡器供应商都是石英晶体谐振器的专家,但不一定是电路设计.他们通常将模拟电路外包出去,并且必须购买专门用于各种晶体的芯片,而不是针对特定的谐振器进行优化.相比之下,ILSI晶振集团拥有世界级的模拟设计师团队,他们设计了与ILSI MMD的MEMS振荡器一起使用的所有电路.ILSI MMD在ILSI MMD振荡器产品的性能和灵活性方面取得了显着进步,结果是ILSI MMD的MEMS振荡器比嘈杂的环境条件下的石英晶体器件更有弹性.
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