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可穿戴和低功耗:性能优化的石英晶体,物联网市场正以爆炸式的速度增长，物联网相关的行业预测为4700亿美元硬件、软件和其他全面的解决方案。目前安装了154亿台设备 预计到2020年将超过307亿。包括英特尔、ARM、三星和高通在内的主要IC OEM厂商都在积极参与开发，降低到10纳米甚至7纳米FinFET结构的工艺几何尺寸。

这一行业趋势背后的主要驱动力与总消耗量的减少有关动力，同时提升整体性能。这项努力是为了促进实际的实施电池供电的终端解决方案(消费电子、医疗、物联网、工业等。)，需要在功能丰富的环境中功耗极低。然而，这些进步显著地冲击了传统的时钟电路集成时钟方案，主要基于世界著名的皮尔斯振荡器配置。

随着低功耗工作变得至关重要，电流镜偏置反相放大器级Pierce振荡器环路中的“饥饿”放大器。这种方法对反相放大器模块的跨导，进而对正向增益产生深远影响石英晶体振荡器电路的裕量(GM)。

正向增益(GM)和放大器跨导之间的关系定义如下: GM=gm / gmcritical (1) 鉴于: gm =反相放大器的跨导，单位为A/V gm(critical) =使放大器保持在线性区域的临界跨导值 对于使用反相放大器作为增益级的鲁棒振荡，已经建立了一个很好的 行业惯例以GM > 5.0为目标，最低期望值> 3.0。对于闭环振荡器电路，gm(临界)定义如下: gm(临界)= 4 * ESR * (2πF)2*(C0 +氯)2 (2)

ESR=谐振器元件(通常为石英晶体)的有效串联电阻…单位为kω或 ω的。

F=谐振器元件的谐振频率(在石英晶体的情况下，通常是平行的特定电镀负载下的共振频率)…单位为kHz或MHz C0 =复合封装和谐振器元件的电极电容……单位为pF。 CL =谐振器元件的电镀负载……单位为pF。 根据等式(1)，为了获得更高的gm值，最好降低GM(临界)值。来自等式 (2)对于增加GM值的最终目标，关键是减少所有三个参数的影响 (ESR、C0和CL)。

通过仔细设计电极图案以及利用，可以很好地控制C0的值先进的小尺寸陶瓷封装。然而，ESR和CL提出了一个独特的挑战。 这两个参数具有不同的相关性，这意味着随着CL降低，ESR趋于上升，因此净影响趋于持平或恶化。这一挑战随着内在gm值的显著降低而进一步加剧 几何FPGAs、控制器、处理器、ASSP等。例如，基于14纳米节点，低能耗控制器规定32.768kHz嵌入式振荡器环路的gm值低至2.7 A/V。让我们举例说明在固定gm和下，不同电镀负载对闭环增益余量(GM)的影响32.768k晶振环路中的C0值，音叉、32.768kHz晶体的ESR方差。从该分析中可以明显看出，晶体电镀负载对闭环增益余量(GM)有着深远的影响；具有固定的C0和gm值。此外，随着gm值在10nm和更小的范围内减小 几何硅，维持振荡的能力将变得越来越具有挑战性。

还必须指出的是，变频放大器的gm通常具有5%至的扩展器件间和晶圆间的差异超过15%。因此，石英晶体谐振器设计必须适应现实世界的容差效应。 Abracon在开发其ABS06W和ABS07W系列时考虑了上述变量 音叉晶体的尺寸分别为2.0x1.2x0.6毫米和3.2x1.5x0.9毫米。

为了实现最佳在线性能，Abracon优化了电极模式，以降低C0的整体效应，从而保证最大(电极+封装)电容为2.0pF in 2.0x1.2x0.6mm毫米封装和业界领先的1.30pF最大值，采用3.2x1.5x0.9毫米封装。 凭借革命性的毛坯设计和加工技术，Abracon能够大幅减少这些解决方案的ESR超过了工作温度范围为-40℃至+125 ℃;同时将电镀负载降低到业界领先的3.0 pF。

Abracon采用了独特的生产调整技术来提高设定公差和ESR室温下的分布。

从6A到6D的曲线描述了Abracon将这些解决方案的ESR值降至最低的能力；正在… 将电镀负载降至业界领先的3.0 pF。 应该注意的是，大多数消费市场/物联网终端解决方案都有一个可操作的温度范围为-20°C至+70°C。在此较窄的工作范围内，ABS06W和ABS07W设备提供极低的ESR值；进一步提高了当前的电路增益裕量 节能硅。Abracon已采取措施确保ESR在整个整个工作温度范围为-40°C至+125°C，是唯一保证ESR性能值的OEM厂商在更宽的工作温度范围内。 Abracon也认识到采用这些设计、工艺和生产技术的必要性成功实施这些技术，以提供各种物联网优化的MHz石英晶体范围。

Abracon能够以行业领先的4.0 pF电镀电容电镀这些溶液，同时保持尽可能小的ESR值可确保这些解决方案不仅能与当今的解决方案完美匹配，22纳米或14纳米FinFET技术，但更重要的是，经过优化以确保最佳性能 在不久的将来，下一代解决方案将包括5纳米节点。

通过使用自制的噪声优化SC切石英晶体和噪声最小化的电子，KVG电路公司的工程师们成功地设计出新的OCXOs，它能提供非常高的频率稳定性出色的超低相位噪声(ULPN)以及低G灵敏度 (LGS)。

对于锁定到参考频率的高频石英晶体振荡器，如GPS铷-或正常铯，PLL环路带宽以上频率范围内的相位噪声(PN)为特别重要的是，相位噪声由锁定的振荡器决定，而不是由参考信号。

有源晶振，新型100MHz OCXOs-O-30-ULPN-100m–提供优于-185 dBc/Hz的“噪底” 偏移100kHz时。偏移10kHz时，相位噪声已经优于-180 dBc/Hz，接近O-30-ULPN-100M载波具有非常好的性能，在100Hz偏移时为-135dBc/Hz 。

良好的抗振性(也称为颤噪)对于以下方面非常重要，具有非常好的相位噪声的振荡器，以避免由于以下原因导致的显著性能下降 “振动诱导”相位调制。新OCXO的动态G灵敏度小于1所有轴的ppb/g (1 x 10-9/g ),比标准OCXOs高10倍

除了出色的相位噪声和低G灵敏度，O-30-ULPN-100M还具有其特征在于相对于温度的频率稳定性非常好，优于50ppb ( 5 x 10-8) 在-20℃至+70℃的温度范围内。对于从-40°C至+85°C，频率稳定性优于200ppb ( 2 x 10-7)。

这些新型高频OCXOs专用于测试和测量系统 以及医疗行业(如磁共振或计算机断层扫描)和参考 微波信号源或雷达系统用时钟。一般来说，GHz范围内所有应用,其中参考源的相位噪声是性能的决定因素 完整的系统。

振荡器将装在一个小型密封金属罐包装中交付 (36x27x16毫米)或(25x25x12.7毫米)，用于通孔安装。由于密封封装OCXOs适用于潮湿的环境条件。

KVG石英晶体技术有限公司是德国领先的水晶，水晶制造商滤波器和振荡器，一直是高精度领域的技术领导者之一石英晶体产品超过65年。

美国疫情蔓延还不忘中国经济发展,真的是”好兄弟”,不管是华为事件,新冠病毒,还是这次芯片问题,都是和美国息息相关.在国家政策上还颁发了芯片收紧政策,也就是大家所理解的高科技产品收紧,减少对中国的出口,主要就是政策上的限制,价格上的提高,这个政策的颁发引起美国的躁动,芯片厂家,半导体厂家联名上书联邦政府,要求取消政策的实施,否则将会冲击美国的整个电子市场(贴片晶振,石英晶振,芯片,半导体).

时至今日, COVID-19疫情依旧相当严峻,欧洲已经成为新的疫情中心;疫情期间,全球各国各地区都收到不同程度的影响,我大中华毅然决然让过人居家隔离,企业延迟复工,以经济发展换取人民群众的生命财产安全,这时只想说一句:”祖国万岁,来生再做华夏人”,虽然国内疫情得到有效控制,但是它正在全球范围内疯狂冲击,在日本,美国,韩国,意大利等国蔓延,前几天瑞典宣布放弃抵抗,这是多么痛心的一则消息,在疫情冲击下,受影响的显然不仅仅于此,美国的三家自动驾驶研究公司相继宣布暂停以有源晶振作为时钟源的自动驾驶系统的测试进程.

CTS晶振公司宣布其低抖动差分时钟振荡器模型有两种新的性能选择.型号633,型号653和型号637.增加了-40°C至+105°C的扩展温度范围,适用于在无风扇外壳和工业环境中运行的应用.此外,LVDS输出逻辑的+1.8V工作电压选项现在可用于支持低功耗芯片组设计.CTS继续为其广泛的低抖动时钟产品系列增加功能,为设计工程师提供高性能解决方案,低成本选择和适用于复杂电子系统的微型封装尺寸.这些时钟差分晶振模型系列将支持广泛的细分市场;涵盖基础设施电信网络,服务器应用,测试和测量,医疗测试设备等等;提供卓越的低相位抖动性能和高水平的频率稳定性.

什么是差分输出?差分晶振具有低电平,低功耗等功能,低电流电压可达到低值1V,工作电压在2.5V-3.3V,低抖动差分晶体振荡器是目前行业中具有高要求,高技术的石英晶体振荡器,差分晶振,相较于普通晶振而言,低电流电压可达到低值1V,工作电压在2.5V-3.3V,是普通贴片晶振所不能够达到的,差分晶振具有低电平,低抖动,低功耗等特性.

从历史上看,为了达到这种水平的相位噪声,振荡器制造商依靠SC-Cut晶体或第5或第7泛音AT-Cut晶体作为参考石英晶体振荡器解决方案.前者产生的OCXO体积庞大,功耗过大而且相当昂贵.后者实施起来很复杂,频率提供有限,并且抑制了系统自动校正老化和温度漂移的能力.前最先进的通信电路,例如微波频率上变频器,点对点μwave回程,卫星调制解调器,高端网络设备以及测试和测量仪器等,都有一个问题.;极低的相位噪声频率参考.