这听起来好像有悖常理,有源器材解决方案比无源器材耗费的功率更小。每一个规划工程师都知道无源晶体谐振器(晶振)不耗电,那么为什么要在一个功率灵敏运用中运用一个振动器来替代一个XTAL呢?当考虑体系总功率时,答案就变得很明晰了。
电池供电的产品一般都选用一个或多个计时元件。假如运用了一个XTAL,它不会直接从蓄电池罗致电流。但是,要使谐振器振动,必须由一个驻留在一个MCU或SoC上的振动器电路来驱动。这个片上振动器电路能够耗费很多功率。
根据MEMS的μPower振动器为石英晶体谐振器供给了更低的功率挑选。一个高度优化的低功耗频率合成器和模仿电路可驱动TempFlat MEMS 谐振器以微安级中心电流完成可编程频率。在功率灵敏的运用中,能够用这些μPower振动器替代一个兆赫谐振器,而MCU/SoC上的片上振动器电路能够被封闭。如下图所示,一个SiT8021 μPower振动器直接连接到XIN引脚,并简略旁路了片上XTAL OSC电路,完成了体系级的净功率节省。
当用一个μPower振动器替代晶体XTAL时,在活泼状况期间,振动器+MCU的组合电流耗费下降了7%。而在待机形式下,能够完成18%的节省。在待机过程中,振动器只耗费≤ 0.9 μA,由于除了MEMS振动器电路和ST引脚检测逻辑之外,一切内部电路都封闭了。
除了耗费更少的体系功率,SiTime的μPower振动器——尺度只要1.5×0.8 mm——占用的电路板空间更少,一个重要因素是由于许多功率灵敏的产品也是空间灵敏的。
运用一个振动器的另一个长处是其可驱动多个负载的才能——一些XTAL无法做到。当驱动一个以上负载时,功耗仅稍微增大,增加了关掉OSC电路板上多个芯片(例如,MCU +音频DAC)功率节省的优点。除了下降体系功率,这种办法还下降了电路板空间、BOM和本钱。
当用一个根据MEMS的μPower振动器替代一个石英振动器时,功率节省更为可观。例如在便携式音频运用中,一个作业在3.072 MHz的SiT8021振动器的功耗仅为60 μA,而石英振动器在2.5 mA。在这种情况下,功耗下降了98%。这能够有用延伸电池寿数达一整天——一个巨大的改进。
SiTime的革命性MEMS和模仿技能供给了一个下降总功率耗费的解决方案。假如低功耗至关重要,要从全局来考虑体系级改进。