小器件大创新 CMEMS可编程振荡器撼动石英晶体振荡器百年“霸业”

Si50x在全温度范围内具有高稳定的频率参考，传统的MEMS谐振器具有-30-40ppm/°C的频率漂移，而CMEMS频率漂移 ±1ppm/°C。与其它解决方案相比，温度稳定性高5-10倍。如下图3所示，使用经典的“魔鬼测试”，包括暴露在骤冷和骤热环境中，Si50x都表现出出色的频率稳定性。全温度范围内具有更可靠的一致性工作性能，增强了目标应用的长期稳定性。

此外，Si50x还是高稳定和可靠的振荡器，与同类晶体相比，原子质量小于61000倍，这使它不易受撞击、震动、加速度和老化影响。

Si50x强势替代传统XO

结合Silicon Labs混合信号的专业知识，CMEMS技术可以采用单一参考频率生成几乎所有频率输出，并且输出频率与大批量生产的晶体振荡器一样稳定，解决了热滞或信号完整性问题，具有高度耐冲击和振动能力，并具有10年以上的±20ppm频率稳定性保证。CMEMS单芯片振荡器将会成为晶体振荡器的替代解决方案。

Si50x CMEMS 振荡器系列产品包括针对工业、嵌入式和消费电子市场的四种可编程芯片，如下图4所示。每种芯片都可通过网络或现场定制。

“Si501/2/3/4是通用XO替代产品，适用于应用需要：低功耗 (1–8mA)、低频率，LVCMOS时钟 (100MHz)、小尺寸 (2.0x2.5mm)、低成本 (~$0.50 10K EAU)、高可靠性(高振动，高温度)、好的消费/嵌入式抖动性能 (1.1ps RMS 周期抖动)的系统中。” Steven Zhang表示。

此外，针对消费类、嵌入式和工业中的通用定时需求，Si50x不仅是SoCs, CPLDs, mPs, FPGA 数字逻辑的理想时钟源，也是消费/嵌入式应用于中数据通路的理想时钟源，例如，SAS, SATA, DDR3和PCIe。

“目前世强不推荐将Si50x用于通信应用，因为通信应用通常需要低相位抖动(1ps RMS 12kHz-20MHz)， Silicon Labs晶体振荡器 (Si51x, Si53x, Si59x) 更适用于这种应用。”“但是我们今年下半年推出的SI504/5/6/7/8/9等高精度，低抖动，更高频率输出的延续产品可以满足众多通讯时钟需求。”Steven Zhang强调。

如下图5所示，Si50x CMEMS振荡器与Si51x、Si59x和Si53x/5x/7x XO的性价对比表。Si50x系列产品完善了Silicon Labs的振荡器产品系列。Si501/2/3/4系列产品针对工业、嵌入式和消费类市场中低成本、低功耗、通用目的振荡器。而Silicon Labs的Si51x/9x/3x针对具有高性能、低相位抖动需求的通信和数据传输应用。

“Si50x振荡器可提供网络定制的2周样品交付周期，世强的FAE还可以在客户现场即刻编程，使用现场编程器进行0延时样片交付。这种灵活的可编程性，使得Si50x 系列产品可以快速满足客户的特殊需求。此外，Si50x振荡器与现有的石英或MEMS振荡器引脚和封装兼容，可实现快速便捷的替换解决方案。” Steven Zhang表示。

应用设计实例

Si50x应用目标锁定于工业安防，变频伺服等需要超长寿命需求，以及数码相机、存储和内存、ATM机、POS机和多功能打印机等需要小封装晶振的领域。能够可靠和有效的用于典型的目标应用，包括：

l SoC视频应用处理器 (Roku)

l 10/100快速以太网 (SoC NIC/LOM 实现)

l USB 2.0 (480Mbps)

l USB 3.0 (5Gbps)

l DDR3

l 工业安防

l 通讯

l 作为众多MCU的参考时钟取代传统晶振

如下图7所示，在10/100快速以太网应用中，分别在低抖动和低功耗模式下测量Si501 EVB的抖动。测试结果显示，Si501在低抖动模式下几乎与RS高端信号发生器的随机抖动性能相同，Si501在低功耗模式下抖动性能稍有下降，但仍具有可接受的系统抖动裕量。所以，Si50x适合作为10/100快速以太网参考时钟。

如下图8所示，在USB 2.0的应用中，对比石英晶体振荡器，Si501低抖动模式和低功耗模式的眼图抖动性测试，所有配置均通过USB 2.0兼容性测试，Si501性能等于或超过典型的解决方案，所以Si501适用于作为USB2.0的参考时钟。

Steven Zhang 最后特别指出：“Si50x的产品定位就是取代传统的XO，所以他的价钱也和XO相当，客户不用担心用不起。所以，工程师们请不要再囿于自己惯性思维的泥潭而不能自拔。不管你愿不愿意，CMEMS 振荡器已经来了。”

关于世强

世强成立于1993年，总部深圳，是包括安华高、瑞萨电子、英飞凌、acam、Rogers、Silicon Labs、Micrel、Littelfuse、NEMICON、EMC RF Labs、EPSON、Flir、安捷伦等在内的全球知名半导体企业及测试测量仪器公司在大中国区的重要分销商，同时也是众多电子制造和研发企业的重要供应商，产品业务广泛覆盖通信设备、工业电子、智能四表、汽车电子、消费电子、智能手机等领域。

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