BAW-Resonatortechnologie

Das BAW ist eine Mikroresonatortechnologie, die die Integration hochpräziser und extrem jitterarmer Taktgeber direkt in Gehäuse ermöglicht, die andere Schaltungen enthalten. n den Oszillator-Familien LMK6C und CDC6CLVCMOS ist BAW mit einem ko-lozierten Präzisions-Temperatursensor, einem Low-Power-Ausgangsteiler mit extrem niedrigem Jitter, einem Single-Ended-LVCMOS-Ausgangstreiber und einem kleinen Power-Reset-Clock-Management-System integriert, das aus mehreren rauscharmen LDOs besteht.

Abbildung 1 zeigt die Struktur der BAW-Resonatortechnologie. Die Struktur besteht aus einer dünnen Schicht piezoelektrischer Folie, die sich zwischen Metallfolien und anderen Schichten befindet , die die mechanische Energie limitieren. Das BAW nutzt diese piezoelektrische Transduktion, um Vibrationen zu erzeugen.

Abbildung 1 Grundlegender Aufbau eines BAW-Resonators (Bulk Acoustic Wave)

BAW-Oszillator in der Fertigungsautomatisierung

Die BAW-Oszillatoren LMK6C und CDC6C können in Anwendungen der Fabrikautomatisierung zum Takten der Ethernet- oder USB-Controller-Schnittstelle sowie der Backplane-MPU und des FPGAs verwendet werden, wie in Abbildung 2 gezeigt.

Abbildung 2 Typisches Blockschaltbild eines BAW-Oszillators in der Fertigungsautomatisierung

Vorteile des BAW-Oszillators

Der BAW-Oszillator bietet drei Hauptvorteile: Hohe Zuverlässigkeit, hervorragende Leistung und arbeitet als flexible Lösung.

Höchste Zuverlässigkeit

Der BAW-Oszillator bietet:

• Eine typische Schwingungsmetrik von 1 ppb/g.
  Abbildung 3 Empfindlichkeit von BAW-Oszillatoren
• Eine umfassende Frequenzstabilität von ±25 ppm (einschließlich 10 Jahre Alterung) und eine Temperaturstabilität von ±10 ppm.
  Abbildung 4 Temperaturstabilitätsvergleich von BAW-Oszillator und Quarzoszillator

20 bis 30-mal höhere MTBF (Mean Time Before Failure, durchschnittliche Zeit vor dem Ausfall) im Vergleich zu Quarzoszillatoren (XOs)

Abbildung 5 LMK6C Single-ended BAW Oszillator Alterung

Überlegene Leistung

Der extrem jitterarme LMK6C LVCMOS BAW-Oszillator weist einen typischen RMS-Jitter von 200fs und einen maximalen RMS-Jitter von 500 fs auf. CDC6C, eine stromsparende Lösung, weist einen typischen RMS-Jitter von 400 fs und einen maximalen RMS-Jitter von 1 ps auf.

Abbildung 6 LMK6C BAW-Oszillator 25 MHz Phasenrauschleistung

Flexible Lösungen

Für Standardfrequenzausgänge bietet CDC6C einen niedrigen Stromverbrauch (typisch 7 mA) und ist in vier Standard-Oszillatorgehäusen erhältlich, darunter der branchenweit kleinste DLY (1,6 mm x 1,2 mm). CDC6C unterstützt jede Versorgungsspannung zwischen 1,8 V und 3,3 V.

Für nicht standardmäßige oder benutzerdefinierte Ausgangsfrequenzen kann LMK6C mit einem Hochleistungs-Fractional-Output-Teiler (FOD) jede Frequenz zwischen 1 MHz und 200 MHz erreichen. LMK6C ist auch eine hervorragende Wahl für Anwendungen, die strengere Anforderungen an Phasenrauschen oder Jitter stellen.

Sowohl die Oszillatorfamilien CDC6C als auch LMK6C bieten Layout-Vorteile im Vergleich zu passiven Quarzkristallen. Quarzkristalle benötigen mehrere passive Komponenten, um die Resonanzfrequenz abzustimmen und die Schwingung aufrechtzuerhalten. Im Vergleich dazu benötigen aktive Oszillatoren wie der CDC6C oder der LMK6C nur einen einzigen Kondensator zur Filterung der Stromversorgung, was die Stückliste vereinfacht und den erforderlichen Layoutbereich verringert. Darüber hinaus wirkt sich die parasitäre Kapazität der Leiterbahnen nicht auf die Frequenzgenauigkeit eines aktiven Oszillators aus. Dies ermöglicht eine Platzierung in größerer Entfernung zum Empfänger als im Quarz.

Abbildung 7 Layout-Vergleich zwischen Quarz- und BAW-Oszillatoren in Standardgehäusegrößen