Что такое MEMS-генератор?
MEMS-генератор — это генератор, который генерирует источник тактового сигнала, необходимый для электронных устройств с использованием резонатора со структурой MEMS.
В то время как кварцевые кристаллические устройства широко использовались для генераторов в прошлом и все еще используются во многих случаях сегодня, MEMS-генераторы используют технологию тонкопленочного микропроизводства, называемую структурой MEMS (микроэлектромеханические системы) для точек резонанса.
Генератор MEMS характеризуется своей способностью использоваться в небольших устройствах синхронизации, превосходной устойчивостью к ударам и вибрации и высокой надежностью. Генераторы MEMS высоко ценятся по сравнению с обычными устройствами синхронизации.
Применение генераторов MEMS
Генераторы MEMS используются в различных электронных устройствах, которым требуются сигналы синхронизации и тактовые сигналы. Конкретные приложения включают широкий спектр электронных устройств, таких как мобильные телефоны, ПК, носимые устройства, устройства, подключаемые к автомобилям, и медицинское оборудование.
С появлением 5G в последние годы, что привело к повышению скорости передачи данных и развитию Интернета вещей, ожидается, что рынок устройств автоматического вождения и виртуальной реальности также расширится, а поставки, как ожидается, значительно возрастут в будущем.
Принцип работы MEMS-генераторов
Принцип работы MEMS-генераторов заключается в том, что резонатор генератора изготовлен из MEMS, тонкопленочной микротехнологии, а резонатор изготовлен из монокристаллического кремния с прочностью на разрыв в 14 раз выше, чем у титана.
В отличие от кварцевых устройств, которые используют пьезоэлектрический эффект для пьезоэлектрического привода, резонатор MEMS приводится в действие электростатическими возбуждающими силами, а колебательный контур MEMS и резонатор MEMS электрически соединены, и активируется общая схема поддержания колебаний, чтобы удерживать резонатор MEMS механически фиксированным на определенной частоте. Резонатор MEMS можно заставить колебаться на фиксированной частоте.
По сравнению с кварцевыми генераторами, генераторы MEMS могут быть настроены на любую частоту с помощью фазовой автоподстройки частоты (PLL). С другой стороны, есть некоторые недостатки, такие как повышенное энергопотребление из-за более сложных конфигураций цепей и шумовые характеристики, которые легко ухудшаются из-за скачков частоты.
Другая информация о генераторах MEMS
1. Сравнение температурных характеристик с кварцевыми генераторами
Базовая структура кварцевого генератора представляет собой комбинацию кристаллического блока и схемы генератора ASIC. В этом случае датчик температуры, используемый для коррекции температурных характеристик генератора, встроен в ASIC.
Поэтому, по сравнению с датчиком температуры MEMS, который может быть сформирован на том же чипе, изменение частоты колебаний относительно изменения температуры может быть больше.
MEMS-генераторы не только имеют преимущество в виде небольших изменений частоты колебаний при изменении температуры, но также имеют преимущество в виде небольшой массы и небольших характерных колебаний из-за вибрации.
2. Шумовые характеристики
Шумовые характеристики генераторов являются очень важным фактором в обеспечении хороших характеристик применения. В частности, кварцевые генераторы имеют преимущество перед генераторами MEMS в том, что сама структура кристалла очень проста, что позволяет легко получить низкие шумовые характеристики.
Однако по сравнению с генераторами MEMS кварцевые генераторы более склонны к дрожанию во время вибрации из-за их большей массы. Поэтому, в зависимости от среды применения, генераторы MEMS могут быть более подходящими с точки зрения шумовых характеристик.
3. Отклонение частоты
Хотя генераторы MEMS менее экономичны, чем конкурирующие керамические генераторы и другие типы генераторов, они могут обеспечить превосходную стабильность частоты колебаний. Отклонение частоты обычных керамических генераторов составляет около 1%, что ограничивает область их применения, в то время как генераторы MEMS могут достигать отклонения частоты порядка ppm.
