原创 SiTime MEMS振荡器技术设计大要（四）

MEMS振荡器种类

高效能振荡器
　　MEMS振荡器用一个塑料封装整合了MEMS谐振器以及一个谐振倍频电路。这样的振荡器可用在任何使用传统石英振荡器的应用电路之中，包括PCI-Express、SATA、SAS、PCI、USB、Gigabit Ethernet、MPEG Video、Cable Modem等领域。

低功耗振荡器
　　手持式产品应用一般在设计上需要考虑低功耗、快速启动以及微型化尺寸等。MEMS振荡器整合使用硅晶元来设计的MEMS谐振器以及对应的谐振倍频芯片，可满足相关产品设计需求。这类产品会是大部分需要依赖电池供电的手持式装置的最佳选择方案，能够在睡眠模式和全功能工作模式之间迅速切换。

薄型振荡器
　　薄型振荡器可应用在诸如如HC-SIM（High-Capacity SIM）卡、智慧卡、SIP模块、数位相机、手机以及其他手持式装置内。一般S I M卡的厚度约为0.76mm，约相当于典型石英晶体振荡器的厚度，这会限制传统石英振荡器无法应用于该类产品。相对于石英振荡器，厚度仅达0.25mm的薄型振荡器，提供足够的产品封装以及其他材料如基板等所需空间，完全符合该类产品设计所需，可参阅图三所示。

展频振荡器
　　任何电子产品都需要通过E M I测试，例如FCC Class A或Class B，以确保产品不会因为电磁辐射干扰其他室内或办公室内的电子产品。一般而言通常是在产品开发阶段完成后进入量产阶段前，进行EMI测试。改善EMI问题的方式是修改电路板的布板方式，或者使用外盖屏闭，二者的时间成本或材料成本均耗费不赀。

　　另一种可行解决方案是使用展频振荡器（Spread Spectrum Oscillator），来降低系统辐射出来的EMI电磁辐射干扰。图四则显示一个单频信号的频谱图以及对该信号展频后的频谱图。从图中可知展频后的时脉信号如何降低原来在接近100MHz的峰值。

　　厂商在设计展频振荡器时，将焊盘设计完全兼容一般标准振荡器的焊盘设计。这样的考量使得设计人员得以在设计初期阶段使用一般标准振荡器；而在设计完成阶段，如需利用展频技巧通过EMI测试，则可选择展频振荡器直接置入原PCB布板设计之振荡器焊盘位置，无须更改任何线路，可节省工程设计时间和成本，缩短上市时程。

时脉（频率）产生器
　　时脉产生器是将多个振荡器置入单一封装的元件。对于需要多组频率时脉信号的复杂系统非常有效。厂商设计包括有多个C M O S输出以及多个差分输出的时脉产生器，内建独立且无倍频关系的时脉信号输出设计，亦可分别控制是否输出，以及不同工作电压之设计。

简单、可靠具成本效率的MEMS技术
　　MEMS振荡器已进入量产阶段，并已出货超过数百万颗产品，这些振荡器具备易用、焊盘结构、功能兼容的优点，可直接取代旧式生产的石英元件。提供更小、更薄的MEMS振荡器应用在手持式装置内，一直是厂商设计关注的焦点。MEMS技术也正在藉由各种方式，对传统石英产业进行「硅化工程」。
 

相关链接：MEMS振荡器与传统石英晶振的比较
 http://www.adum.com.cn/fangan/jichuzhishi/2011-06-15/248.html