SiTime：延长电池寿命，从大局考虑
发布时间：2015-11-17 13:20
发布者：designapp
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这听起来似乎有悖常理，有源器件解决方案比无源器件消耗的功率更小。每一个设计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敏感应用中使用一个振荡器来代替一个XTAL呢?当考虑系统总功率时，答案就变得很清晰了。 电池供电的产品通常都采用一个或多个计时元件。如果使用了一个XTAL，它不会直接从蓄电池汲取电流。然而，要使谐振器振荡，必须由一个驻留在一个MCU或SoC上的振荡器电路来驱动。这个片上振荡器电路可以消耗大量功率。 基于MEMS的μPower振荡器为石英晶体谐振器提供了更低的功率选择。一个高度优化的低功耗频率合成器和模拟电路可驱动TempFlat MEMS谐振器以微安级核心电流实现可编程频率。在功率敏感的应用中，可以用这些μPower振荡器替代一个兆赫谐振器，而MCU/SoC上的片上振荡器电路可以被关闭。如下图所示，一个SiT8021 μPower振荡器直接连接到XIN引脚，并简单旁路了片上XTAL OSC电路，实现了系统级的净功率节省。  当用一个μPower振荡器代替晶体XTAL时，在活跃状态期间，振荡器+MCU的组合电流消耗降低了7%。而在待机模式下，可以实现18%的节约。在待机过程中，振荡器只消耗≤ 0.9μA，因为除了MEMS振荡器电路和ST引脚检测逻辑之外，所有内部电路都关闭了。  除了消耗更少的系统功率，SiTime的μPower振荡器——尺寸只有1.5×0.8mm——占用的电路板空间更少，一个重要因素是因为许多功率敏感的产品也是空间敏感的。(见相关博客：打破功耗、尺寸和重量的限制) 使用一个振荡器的另一个优点是其可驱动多个负载的能力——一些XTAL无法做到。当驱动一个以上负载时，功耗仅略微增大，增加了关掉OSC电路板上多个芯片(例如，MCU +音频DAC)功率节省的好处。除了降低系统功率，这种方法还降低了电路板空间、BOM和成本。  当用一个基于MEMS的μPower振荡器取代一个石英振荡器时，功率节约更为可观。例如在便携式音频应用中，一个工作在3.072MHz的SiT8021振荡器的功耗仅为60μA，而石英振荡器在2.5mA。在这种情况下，功耗降低了98%。这可以有效延长电池寿命达一整天——一个巨大的改善。  SiTime的革命性MEMS和模拟技术提供了一个降低总功率消耗的解决方案。如果低功耗至关重要，要从大局来考虑系统级改善。 |
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