時鐘是通信系統(tǒng)不可或缺的組件。通信系統(tǒng)越精密，它對時鐘精度的要求越高。當(dāng)下，5G網(wǎng)絡(luò)的商業(yè)化正準(zhǔn)備啟動，選用哪一種時鐘是通信設(shè)備制造商必須考慮的問題。

SiTime是一家專注于時鐘產(chǎn)品的公司，其MEMS時鐘產(chǎn)品占據(jù)了業(yè)內(nèi)大部分的市場份額。近日，SiTime發(fā)布了業(yè)內(nèi)首款MEMS OCXO - Emerald Platform(綠寶石平臺)。該公司營銷執(zhí)行副總裁Piyush Sevalia先生向我們講解了該產(chǎn)品的特色：與傳統(tǒng)的石英OCXO相比，Emerald的優(yōu)勢可不是一點點。

OCXO是恒溫振蕩器，是所有振蕩器當(dāng)中精度最高的一種。Sevalia先生介紹說，傳統(tǒng)的石英OCXO最大的缺點是對環(huán)境干擾極為敏感，如熱震蕩、氣流、振動和沖擊。相比之下，MEMS OCXO則非常穩(wěn)定，可以適應(yīng)各種環(huán)境。正是由于這一優(yōu)點，MEMS OCXO更適合5G應(yīng)用：5G網(wǎng)絡(luò)需要更多的基站，而這些基站不可避免地會身處鐵路、橋梁等不穩(wěn)定環(huán)境，抗振動、抗沖擊和抗極端溫度是基站內(nèi)器件必須具備的特性。

Sevalia先生解釋說，MEMS OCXO的這一特性源于MEMS振子遠小于石英振子，因而它對加速度不敏感。SiTime以其多年的MEMS諧振器設(shè)計經(jīng)驗、混合信號CMOS設(shè)計經(jīng)驗和高性能封裝經(jīng)驗為基礎(chǔ)，研制出性能更出色的MEMS OCXO，可以取代傳統(tǒng)的石英OCXO。

除了對振動不敏感，MEMS OCXO的溫度穩(wěn)定性也優(yōu)于石英OCXO。如下圖所示，MEMS OCXO的頻率在-40°C到80°C溫度范圍內(nèi)的溫度穩(wěn)定性都很好，而石英MEMS在低溫和高溫條件下的表現(xiàn)則不太理想。

圖1：Emerald平臺的?F/?T性能滿足5G計時精度要求

MEMS OCXO相對于石英OCXO的優(yōu)點如表1所示。除了穩(wěn)定性更佳帶來的好處，MEMS OCXO的尺寸也更小，質(zhì)量也更穩(wěn)定，供貨更有保障。

表1：MEMS OCXO相對于石英OCXO的優(yōu)點

Sevalia先生說，與石英產(chǎn)品相比，Emerald MEMS OCXO抗熱震蕩能力提高了10倍，抗振動能力提高了20 倍，尺寸減小了75%。它具有前所未有的易用性，降低設(shè)計復(fù)雜性，加快實現(xiàn)營收。與石英 OCXO不同，Emerald不需要保護元件，也沒有位置或氣流限制。最重要的是，它具有最大靈活性：是業(yè)界唯一可編程的 OCXO。下表是SiTime公司Emerald產(chǎn)品與競品的性能對比情況。

表2：Emerald MEMS OCXO與競品性能對比

除了5G通信，Emerald MEMS OCXO還適合物聯(lián)網(wǎng)和汽車應(yīng)用。在物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域，MEMS 時鐘具有體積小、重量輕和低功耗的優(yōu)勢。而在汽車領(lǐng)域，嚴苛環(huán)境下的穩(wěn)定性以及智能汽車對時鐘精度的高要求都使得MEMS OCXO極具競爭力。

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