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德州儀器(TI):突破性TI BAW諧振器技術(shù)打造全新電子心跳

微型技術(shù),影響全球
2019-02-28 20:20 10645
近日,德州儀器(TI)發(fā)布了兩款全新的基于 體聲波 (BAW, ?bulk acoustic wave ) 諧振器技術(shù)的核心產(chǎn)品。

北京2019年2月28日電 /美通社/ -- 每個(gè)電子系統(tǒng)都必須要有心跳 -- 時(shí)鐘信號(hào),它可以幫助每個(gè)組件完美同步的運(yùn)行。

圖一
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幾十年來(lái),設(shè)計(jì)人員一直使用石英晶體來(lái)產(chǎn)生這種電子心跳。通過晶體振蕩,實(shí)現(xiàn)精確的節(jié)奏。但當(dāng)這些昂貴的晶體出現(xiàn)磨損時(shí),它們就會(huì)抖動(dòng)或跳變,進(jìn)而影響計(jì)時(shí)的精確性。

近日,德州儀器(TI)發(fā)布了兩款全新的基于體聲波(BAW, bulk acoustic wave)諧振器技術(shù)的核心產(chǎn)品。這些微型計(jì)時(shí)器尺寸僅有100微米,比頭發(fā)的直徑還小,但它們的運(yùn)行頻率遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于石英晶體,可實(shí)現(xiàn)更優(yōu)異的系統(tǒng)性能。

隨著5G通信和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái),全球系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度日益加快,高精度時(shí)鐘就變得愈發(fā)重要了。

從樓宇自動(dòng)化到虛擬健康中的各種應(yīng)用,基于TI  BAW技術(shù)的新產(chǎn)品能從根本上提升內(nèi)部時(shí)鐘的性能和應(yīng)用運(yùn)行速度。

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過去,BAW諧振器技術(shù)常被用于過濾諸如智能電話之類的通信技術(shù)中的信號(hào)。在業(yè)內(nèi),TI首次將這項(xiàng)技術(shù)用于集成時(shí)鐘功能。

無(wú)需石英:行業(yè)首創(chuàng)的無(wú)晶體無(wú)線MCU

TI這次發(fā)布的新產(chǎn)品中包括業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的無(wú)晶體無(wú)線微處理器(MCU),它在封裝內(nèi)集成了一個(gè)TI BAW諧振器。設(shè)計(jì)工程師可利用此MCU完成更簡(jiǎn)單、更小巧的設(shè)計(jì),同時(shí)還能提升性能、降低成本。由于設(shè)計(jì)人員無(wú)需篩選、校準(zhǔn)和組裝外部石英晶體,從而加快了產(chǎn)品上市的時(shí)間。

TI互連微控制器事業(yè)部的副總裁Ray Upton表示:“通過運(yùn)用并分析大量的數(shù)據(jù)做出準(zhǔn)確、明智的決策是一項(xiàng)非常重要的創(chuàng)新能力。無(wú)線網(wǎng)絡(luò)是這種數(shù)據(jù)遷移的核心,通過連接設(shè)備連接最后一英里的能力是數(shù)據(jù)循環(huán)的關(guān)鍵部分。”

圖二
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到2022年,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的支出預(yù)計(jì)將從2018年的1510億美元左右提升至1.2萬(wàn)億美元。[i]這一大幅增長(zhǎng)表明,物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在深入滲透各個(gè)領(lǐng)域??萍脊尽⒚襟w和電信企業(yè)90%的高管表示,物聯(lián)網(wǎng)是他們業(yè)務(wù)戰(zhàn)略的核心。[ii]

Ray Upton說:“物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣的一個(gè)主要瓶頸是集成度不高,而無(wú)晶體無(wú)線技術(shù)可為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來(lái)巨大的優(yōu)勢(shì)?!?nbsp;

TI新推出的搭載 BAW技術(shù)的最新款SimpleLink?多重標(biāo)準(zhǔn)MCU可集成到低功率無(wú)線射頻設(shè)備中,例如低功耗無(wú)晶體藍(lán)牙和Zigbee®技術(shù),從而減少由外部晶體引起的無(wú)線射頻故障。

消除時(shí)鐘噪音:基于TI BAW技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)同步器減少數(shù)字噪聲

TI發(fā)布的另一款產(chǎn)品是基于BAW技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)同步器,與石英晶體一同使用,可減少數(shù)字噪聲或抖動(dòng)。這些噪聲和抖動(dòng)通常來(lái)自數(shù)據(jù)中心核心網(wǎng)絡(luò)中有線或無(wú)線硬件基礎(chǔ)設(shè)施的通信子系統(tǒng)的輸入信號(hào)。消除噪音將為5G網(wǎng)絡(luò)等電信系統(tǒng)帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì)。

TI副總裁兼高速數(shù)據(jù)與時(shí)鐘事業(yè)部總經(jīng)理Kim Wong表示:“未來(lái)通信基礎(chǔ)設(shè)施的時(shí)鐘要求,會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出當(dāng)前石英晶體諧振器的設(shè)備性能。通過將TI BAW諧振器直接集成到時(shí)鐘設(shè)備中,我們可以實(shí)現(xiàn)超低抖動(dòng)性能和彈性,滿足在通信轉(zhuǎn)型的過程中對(duì)數(shù)據(jù)管道在抗震動(dòng)與抗沖擊方面日益嚴(yán)苛的要求?!?/p>

微型計(jì)時(shí)器的工作原理

TI BAW振蕩器是一種電子振蕩器電路,它利用壓電效應(yīng),通過震動(dòng)的微型聲波諧振器(BAW)的機(jī)械諧振產(chǎn)生穩(wěn)定的電子信號(hào)。這種精確的高頻信號(hào)可為電子系統(tǒng)提供時(shí)鐘和計(jì)時(shí)參考。

圖三
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基于TI BAW技術(shù)的產(chǎn)品可為設(shè)計(jì)工程師提供多種優(yōu)勢(shì):

  • 更小的尺寸。集成至芯片封裝中,電路設(shè)計(jì)師無(wú)需在電路板上安裝單獨(dú)的時(shí)鐘器件。
  • 大多數(shù)情況下能耗更低。許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求快速開啟時(shí)鐘系統(tǒng)。基于TI BAW技術(shù)的振蕩器的喚醒速度比石英晶體快100倍。
  • 更小的數(shù)字噪音。TI網(wǎng)絡(luò)同步器芯片提供的抖動(dòng)性能優(yōu)于目前市場(chǎng)上的同類性能較佳設(shè)備。
  • 更潔凈的時(shí)鐘。TI BAW諧振器提供超潔凈的計(jì)時(shí)參考,這對(duì)每秒數(shù)百Gb的高速數(shù)據(jù)傳輸十分重要。它也能集成到無(wú)線射頻(RF)芯片上,作為單芯片無(wú)線解決方案。

核心影響

隨著5G網(wǎng)絡(luò)和下一代通信技術(shù)的出現(xiàn),從商業(yè)到醫(yī)療保健、農(nóng)業(yè)和教育的眾多領(lǐng)域都將受其影響。

一旦在通信基礎(chǔ)設(shè)施到位可以支持大量數(shù)據(jù)的傳輸,企業(yè)和政府就會(huì)希望提供無(wú)線覆蓋,以便在最后一英里的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)連接,從倉(cāng)庫(kù)中相互通信的對(duì)象到通信智能手機(jī)、恒溫器、心率監(jiān)測(cè)器和許多其他設(shè)備之間。

Ray Upton說:“通過改變系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法,我們的TI BAW諧振器技術(shù)將為下一代的工業(yè)和通信應(yīng)用的發(fā)展鋪平道路?!?br />

 

 

消息來(lái)源:德州儀器(TI)
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