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這聽(tīng)起來(lái)似乎有悖常理，有源器件解決方案比無(wú)源器件消耗的功率更小。每一個(gè)設計工程師都知道無(wú)源晶體諧振器(晶振)不耗電，那么為什么要在一個(gè)功率敏感應用中使用一個(gè)振蕩器來(lái)代替一個(gè)XTAL呢?當考慮系統總功率時(shí)，答案就變得很清晰了。 電池供電的產(chǎn)品通常都采用一個(gè)或多個(gè)計時(shí)元件。如果使用了一個(gè)XTAL，它不會(huì )直接從蓄電池汲取電流。然而，要使諧振器振蕩，必須由一個(gè)駐留在一個(gè)MCU或SoC上的振蕩器電路來(lái)驅動(dòng)。這個(gè)片上振蕩器電路可以消耗大量功率。 基于MEMS的μPower振蕩器為石英晶體諧振器提供了更低的功率選擇。一個(gè)高度優(yōu)化的低功耗頻率合成器和模擬電路可驅動(dòng)TempFlat MEMS諧振器以微安級核心電流實(shí)現可編程頻率。在功率敏感的應用中，可以用這些μPower振蕩器替代一個(gè)兆赫諧振器，而MCU/SoC上的片上振蕩器電路可以被關(guān)閉。如下圖所示，一個(gè)SiT8021 μPower振蕩器直接連接到XIN引腳，并簡(jiǎn)單旁路了片上XTAL OSC電路，實(shí)現了系統級的凈功率節省。 當用一個(gè)μPower振蕩器代替晶體XTAL時(shí)，在活躍狀態(tài)期間，振蕩器+MCU的組合電流消耗降低了7%。而在待機模式下，可以實(shí)現18%的節約。在待機過(guò)程中，振蕩器只消耗≤ 0.9μA，因為除了MEMS振蕩器電路和ST引腳檢測邏輯之外，所有內部電路都關(guān)閉了。 除了消耗更少的系統功率，SiTime的μPower振蕩器——尺寸只有1.5×0.8mm——占用的電路板空間更少，一個(gè)重要因素是因為許多功率敏感的產(chǎn)品也是空間敏感的。(見(jiàn)相關(guān)博客：打破功耗、尺寸和重量的限制) 使用一個(gè)振蕩器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其可驅動(dòng)多個(gè)負載的能力——一些XTAL無(wú)法做到。當驅動(dòng)一個(gè)以上負載時(shí)，功耗僅略微增大，增加了關(guān)掉OSC電路板上多個(gè)芯片(例如，MCU +音頻DAC)功率節省的好處。除了降低系統功率，這種方法還降低了電路板空間、BOM和成本。 當用一個(gè)基于MEMS的μPower振蕩器取代一個(gè)石英振蕩器時(shí)，功率節約更為可觀(guān)。例如在便攜式音頻應用中，一個(gè)工作在3.072MHz的SiT8021振蕩器的功耗僅為60μA，而石英振蕩器在2.5mA。在這種情況下，功耗降低了98%。這可以有效延長(cháng)電池壽命達一整天——一個(gè)巨大的改善。 SiTime的革命性MEMS和模擬技術(shù)提供了一個(gè)降低總功率消耗的解決方案。如果低功耗至關(guān)重要，要從大局來(lái)考慮系統級改善。 |
