SiTime：延長電池壽命，從大局考慮

　　這聽起來似乎有悖常理，有源器件解決方案比無源器件消耗的功率更小。每一個(gè)設(shè)計(jì)工程師都知道無源晶體諧振器(晶振)不耗電，那么為什么要在一個(gè)功率敏感應(yīng)用中使用一個(gè)振蕩器來代替一個(gè)XTAL呢?當(dāng)考慮系統(tǒng)總功率時(shí)，答案就變得很清晰了。

　　電池供電的產(chǎn)品通常都采用一個(gè)或多個(gè)計(jì)時(shí)元件。如果使用了一個(gè)XTAL，它不會(huì)直接從蓄電池汲取電流。然而，要使諧振器振蕩，必須由一個(gè)駐留在一個(gè)MCU或SoC上的振蕩器電路來驅(qū)動(dòng)。這個(gè)片上振蕩器電路可以消耗大量功率。

　　基于MEMS的μPower振蕩器為石英晶體諧振器提供了更低的功率選擇。一個(gè)高度優(yōu)化的低功耗頻率合成器和模擬電路可驅(qū)動(dòng)TempFlat MEMS諧振器以微安級(jí)核心電流實(shí)現(xiàn)可編程頻率。在功率敏感的應(yīng)用中，可以用這些μPower振蕩器替代一個(gè)兆赫諧振器，而MCU/SoC上的片上振蕩器電路可以被關(guān)閉。如下圖所示，一個(gè)SiT8021 μPower振蕩器直接連接到XIN引腳，并簡單旁路了片上XTAL OSC電路，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)級(jí)的凈功率節(jié)省。

　　當(dāng)用一個(gè)μPower振蕩器代替晶體XTAL時(shí)，在活躍狀態(tài)期間，振蕩器+MCU的組合電流消耗降低了7%。而在待機(jī)模式下，可以實(shí)現(xiàn)18%的節(jié)約。在待機(jī)過程中，振蕩器只消耗≤ 0.9μA，因?yàn)槌?a class="contentlabel" href="http://www.ex-cimer.com/news/listbylabel/label/MEMS">MEMS振蕩器電路和ST引腳檢測邏輯之外，所有內(nèi)部電路都關(guān)閉了。

　　除了消耗更少的系統(tǒng)功率，SiTime的μPower振蕩器——尺寸只有1.5×0.8mm——占用的電路板空間更少，一個(gè)重要因素是因?yàn)樵S多功率敏感的產(chǎn)品也是空間敏感的。(見相關(guān)博客：打破功耗、尺寸和重量的限制)

　　使用一個(gè)振蕩器的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是其可驅(qū)動(dòng)多個(gè)負(fù)載的能力——一些XTAL無法做到。當(dāng)驅(qū)動(dòng)一個(gè)以上負(fù)載時(shí)，功耗僅略微增大，增加了關(guān)掉OSC電路板上多個(gè)芯片(例如，MCU +音頻DAC)功率節(jié)省的好處。除了降低系統(tǒng)功率，這種方法還降低了電路板空間、BOM和成本。

　　當(dāng)用一個(gè)基于MEMS的μPower振蕩器取代一個(gè)石英振蕩器時(shí)，功率節(jié)約更為可觀。例如在便攜式音頻應(yīng)用中，一個(gè)工作在3.072MHz的SiT8021振蕩器的功耗僅為60μA，而石英振蕩器在2.5mA。在這種情況下，功耗降低了98%。這可以有效延長電池壽命達(dá)一整天——一個(gè)巨大的改善。

　　SiTime的革命性MEMS和模擬技術(shù)提供了一個(gè)降低總功率消耗的解決方案。如果低功耗至關(guān)重要，要從大局來考慮系統(tǒng)級(jí)改善。