Компания NXP Semiconductors представила ультракомпактный высокопрецизионный MEMS-синтезатор частоты, который станет отличной альтернативой кварцевым генераторам тактовой частоты. MEMS-технология NXP использует вместо кварцевого резонатора кремниевый кристалл, который в 20 (и даже более) раз компактнее по сравнению с самыми миниатюрными на сегодняшний день резонаторами. MEMS-кристаллу, в отличие от кварцевого, для герметизации не требуются специальные керамические или металлические корпуса. Его можно разместить вместе другими ИС в недорогом стандартном пластиковом корпусе.
Технология высокопрецизионных MEMS-резонаторов
Резонаторная MEMS-технология, созданная компанией NXP, обеспечивает более высокую стабильность частоты, более низкий джиттер (фазовое дрожание) и гораздо меньший температурный дрейф синхронизирующих устройств по сравнению с другими КМОП-генераторами. Изготовленный в настоящее время первый промышленный прототип представляет собой высокостабильный источник эталонной частоты, который идеально подходит для коммуникационного оборудования с интерфейсами Gigabit Ethernet, USB, PCI-Express и S-ATA, а также для синхронизации ЦПУ, памяти и для схем управления в устройствах потребительской электроники. Высокий уровень системной интеграции и очень миниатюрный форм-фактор делают его компактной, надежной и чрезвычайно экономичной альтернативой кварцевым генераторам тактовых импульсов.
Ключевые характеристики технологии MEMS-резонаторов NXP:
- Высокая стабильность частоты.
Резонатор имеет очень низкое затухание и, следовательно, очень высокую добротность (Q-фактор), эти характеристики имеют большое значение для поддержания высокой стабильности частоты и низкого уровня шума генератора на частотах, близких к несущей. Низкое затухание достигается за счет того, что резонатор из монокристаллического кремния герметизируется в специально обработанной полости в подложке и находится под давлением ниже атмосферного. Резонатор не обнаруживает заметного старения, даже в условиях испытаний с ускоренным циклированием, таких как HTOL (High temperature operating life – долговечность при высокотемпературной эксплуатации), HAST (Highly Accelerated Stress Test – тест при высокофорсированной нагрузке) и TMCL (Temp Cycle – термоциклирование).
- Низкий джиттер.
В основе MEMS-резонатора NXP лежит уникальная пьезорезистивная концепция, которая объединяет высокий коэффициент электромеханической связи с высокой резонансной частотой. Высокая частота колебаний, достигаемая благодаря такой концепции, обеспечивает очень низкое значение джиттера. Пьезорезистивная концепция позволяет решить классическую проблему слабой электромеханической связи при высокой частоте, присущую обычным кремниевым MEMS-резонаторам.
- Низкий температурный дрейф.
Температурный дрейф резонатора NXP в 10 раз ниже, чем у традиционных кремниевых резонаторов, и сопоставим с аналогичным параметром часовых кварцевых резонаторов. Для уменьшения температурного дрейфа вместо обычной схемы термокомпенсации используется пассивная схема, которая не требует дополнительного питания. В результате удается достичь очень высокой стабильности частоты генератора – порядка нескольких ppm.
