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影响全球的微技术:突破TI BAW谐振器技术创造新的电子心跳
(2024年2月25日更新)

每个电子系统都必须有心跳—— 时钟信号可以帮助每个组件完美同步运行。

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几十年来,设计师一直使用石英晶体来产生这种电子心跳。通过晶体振荡,实现准确的节奏。但当这些昂贵的晶体磨损时,它们会摇晃或跳跃,从而影响计时的准确性。

最近,德州仪器(TI)基于体声波发布了两种新型号(BAW, bulk acoustic wave)谐振器技术的核心产品。这些微型计时器只有100微米,比头发直径小,但它们比石英晶体运行得更频繁,可以实现TI中国系统性能更好。

随着5G随着通信和大数据时代的到来,全球系统之间的数据传输速度越来越快,高精度时钟变得越来越重要。

基于建筑自动化到虚拟健康的各种应用TI BAW新产品的技术可以从根本上提高内部时钟的性能和应用速度。

过去,BAW谐振器技术常用于过滤智能电话等通信技术中的信号。在行业内,TI该技术首次用于集成时钟功能。

无石英:行业首创无晶无线MCU

TI本次发布的新产品包括业内首款无晶无线微处理器(MCU),它在包装中集成了一个TI BAW谐振器MCU完成更简单、更小的设计,同时提高性能,降低成本。由于设计师不需要筛选、校准和组装外部石英晶体,因此加快了产品的上市时间。

TI互联微控制器事业部副总裁Ray Upton通过使用和分析大量数据来做出准确和明智的决策是一项非常重要的创新能力。无线网络是这种数据迁移的核心,连接最后一英里的能力是数据循环的关键部分。

到2022年,物联网应用的支出预计将从2018年的1510亿美元左右提升至1.2万亿美元。[i]这一显著增长表明,物联网应用正在渗透到各个领域。90%的科技公司、媒体和电信公司高管表示,物联网是他们业务战略的核心。[ii]

Ray Upton物联网应用推广的主要瓶颈之一是集成度低,无晶体无线技术可以给物联网应用带来巨大的优势。

TI新推出的搭载 BAW最新的技术SimpleLink多重标准MCU可集成到低功耗无晶蓝牙、低功耗无晶蓝牙等低功率无线射频设备中Zigbee从而减少外部晶体引起的无线射频故障。

消除时钟噪音:基于TI BAW网络同步器减少数字噪声

TI另一个发布的产品是基于BAW与石英晶体一起使用的技术网络同步器可以减少数字噪声或抖动。这些噪声和抖动通常来自数据中心核心网络中有线或无线硬件基础设施的通信子系统的输入信号。消除噪声将是5G网络等电信系统带来诸多优势。

TI时钟事业部副总裁兼总经理Kim Wong未来通信基础设施的时钟要求将远远超过当前石英晶体谐振器的设备性能。TI BAW谐振器直接集成到时钟设备中,实现超低抖动性能和弹性,满足数据管道在通信转换过程中日益严格的振动和冲击要求。

微型计时器的工作原理

TI BAW振荡器是一种利用压电效应通过振动的电子振荡器电路(BAW)的机械谐振产生稳定的电子信号。这种精确的高频信号可为电子系统提供时钟和计时参考。

基于TI BAW技术产品可为设计工程师提供多种优势:

· 尺寸较小。集成到芯片包装中,电路设计师不需要在电路板上安装单独的时钟设备。

· 在大多数情况下,能耗较低。许多物联网应用程序需要快速打开时钟系统。TI BAW振荡器的唤醒速度是石英晶体的100倍。

· 数字噪声较小。TI网络同步器芯片提供的抖动性能优于市场上同类性能最好的设备。

· 时钟更干净。TI BAW谐振器提供超清洁的计时参考,每秒数百Gb高速数据传输非常重要。它还可以集成到无线射频中(RF)作为单芯片无线解决方案的芯片。

核心影响

随着5G网络和下一代通信技术的出现将受到许多领域的影响,从商业到医疗保健、农业和教育。

一旦通信基础设施到位,可以支持大量数据的传输,企业和政府将希望在最后一英里提供点对点连接,从仓库中相互通信的对象到通信智能手机、恒温器、心率监测器和许多其他设备。

Ray Upton说:通过改变系统的设计方法,我们TI BAW谐振器技术将为下一代工业和通信应用的发展铺平道路。

[i] Forbes.com: Roundup Of Internet Of Things Forecasts And Market Estimates, Dec. 2018

[ii] Forbes.com: Roundup Of Internet Of Things Forecasts And Market Estimates, Dec. 2018

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