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我們都知道時(shí)鐘對(duì)于通信設(shè)備的重要性。在即將到來的5G時(shí)代，無處不在的通信網(wǎng)絡(luò)需要更多高品質(zhì)的時(shí)鐘。時(shí)鐘的核心是諧振器。目前，石英晶體諧振器是使用最廣泛的時(shí)鐘器件。 但石英振蕩器存在一些固有缺點(diǎn)，如抗振動(dòng)、抗沖擊性能差。特別是，石英晶體不容易被集成到標(biāo)準(zhǔn)的硅集成電路中，只能作為外圍設(shè)備獨(dú)立存在。 為了克服石英振蕩器和石英時(shí)鐘的性能缺點(diǎn)，半導(dǎo)體行業(yè)不斷尋找更優(yōu)良的替代方案。例如，一些廠商目前提供精度更高、性能更穩(wěn)定的MEMS時(shí)鐘。 作為一家大型半導(dǎo)體廠商，美國德州儀器公司（Texas Instruments，簡稱TI）擁有深厚的模擬集成電路經(jīng)驗(yàn)積淀，時(shí)而利用傳統(tǒng)電路推出一些不可思議的創(chuàng)新產(chǎn)品，如電感數(shù)字轉(zhuǎn)換器 (LDC)。最近，TI又商業(yè)化了一項(xiàng)新發(fā)明：在通信IC中集成BAW諧振器。 BAW（Bulk Acoustic Wave，體聲波）是很久以前就被人類發(fā)現(xiàn)的物理現(xiàn)象，我們通常用它來制造濾波器。此次TI獨(dú)辟蹊徑用BAW來制作諧振器，著實(shí)令人感到有些意外。 據(jù)德州儀器半導(dǎo)體事業(yè)部中國區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻介紹，TI并不打算制造分立的BAW諧振器，而是將它集成到各類芯片當(dāng)中。他說，在芯片中集成BAW諧振器不僅能減少外圍器件數(shù)量從而簡化設(shè)計(jì)并降低系統(tǒng)成本，而且能夠提高器件的抗干擾性能。此外，BAW諧振器的固有特性能夠降低由于溫度變化以及沖擊和振動(dòng)而帶來的影響。因此，這種集成式的振子性能要顯著優(yōu)于分立的石英器件。當(dāng)然，與石英晶體不同，BAW諧振器可以用常規(guī)的硅集成電路工藝生產(chǎn)，這樣才能將它集成到芯片當(dāng)中去。 
圖：TI BAW技術(shù)原理 目前，TI推出了兩種集成了BAW諧振器的器件：SimpleLink CC2652RB無線MCU和LMK05318網(wǎng)絡(luò)同步器時(shí)鐘。 SimpleLink CC2652RB無線MCU支持2.4GHz通信標(biāo)準(zhǔn)，如ZigBee和BLE。借助TI的BAW 技術(shù)，此款MCU可將PCB面積縮小12%。CC2652RB抗干擾能力強(qiáng)，具有同類產(chǎn)品最佳的頻率穩(wěn)定性(+/- 40ppm)，可用于工業(yè)和汽車行業(yè)，提升整個(gè)產(chǎn)品的性能。 網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘芯片LMK05318可支持400Gbps連接，在312.5 MHz (APLL1)頻率下抖動(dòng)性能為50fs RMS，在155.52 MHz (APLL2)頻率下抖動(dòng)性能為125fs RMS。特別地，LMK05318將無中斷切換性能（±50-ps相變）提高為競品的4倍，保證了數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆�(wěn)定性。 吳先生介紹說，TI還將陸續(xù)推出更多的集成BAW諧振技術(shù)的通信芯片，以適應(yīng)高性能通信設(shè)施基礎(chǔ)架構(gòu)和無線通信的要求。對(duì)于此類創(chuàng)新技術(shù)，我們也期望早日看到其實(shí)際應(yīng)用效果，以及它會(huì)給通信行業(yè)帶來怎樣的改變。 |
