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使用(yòng) SPXO 的低功耗電(diàn)路时序
使用(yòng) SPXO 的低功耗電(diàn)路时序
广泛的電(diàn)子设备依赖于電(diàn)路时序作為(wèi)关键功能(néng)。其中包括微控制器、蓝牙、以太网、Wi-Fi、USB 和其他(tā)接口。此外，電(diàn)路时序对于消费类電(diàn)子产品、可(kě)穿戴设备、物(wù)联网 (IoT)、工业控制和自动化、测试和测量设备、医疗设备、计算设备和外围设备等至关重要。尽管设计晶體(tǐ)控制振荡器似乎是提供系统时序的一个简单过程，但在将石英晶體(tǐ)与振荡器芯片匹配时，设计人员必须考虑许多(duō)设计要求和参数。
几个考虑因素包括振荡器的负電(diàn)阻、其驱动電(diàn)平、谐振模式和晶體(tǐ)的运动阻抗。设计人员在进行電(diàn)路布局时，必须考虑 PC 板的寄生電(diàn)容。他(tā)们还必须考虑片上集成電(diàn)容，并在晶體(tǐ)周围包括一个保护带。最后，设计不仅要紧凑，组件数量最少，而且要可(kě)靠。虽然该電(diàn)路必须能(néng)够在很(hěn)宽的输入電(diàn)压范围内工作，消耗最少的功率，但它还必须具有(yǒu)较小(xiǎo)的均方根抖动。
上述问题的最佳解决方案是使用(yòng)简单封装的晶體(tǐ)振荡器或 SPXO。制造商(shāng)优化 SPXO 以实现低 RMS 抖动和最低功耗。这些设备可(kě)以在 1.6 VDC 至 3.6 VDC 的任何電(diàn)源電(diàn)压下运行。使用(yòng)这些连续電(diàn)压振荡器，设计人员可(kě)以在将它们集成到数字系统中的同时实现所需的解决方案。
在小(xiǎo)型、電(diàn)池供電(diàn)的无線(xiàn)设备中，功耗始终是一个非常重要的考虑因素。这就是為(wèi)什么设计人员更喜欢将此类设备基于片上系统或 SoC 处理(lǐ)器，这些处理(lǐ)器消耗极低的功率以支持数年的電(diàn)池寿命。此外，设备成本取决于電(diàn)池尺寸，因為(wèi)電(diàn)池很(hěn)容易成為(wèi)设备中最昂贵的组件——因此，最小(xiǎo)化電(diàn)池尺寸是小(xiǎo)型无線(xiàn)设备的一个重要因素。对于電(diàn)池寿命的考虑，除了電(diàn)池的自放電(diàn)電(diàn)流之外，重要的参数之一是待机電(diàn)流。最小(xiǎo)化时钟振荡器消耗的電(diàn)流很(hěn)重要，因為(wèi)它大于待机電(diàn)流。
设计低功率振荡器可(kě)能(néng)具有(yǒu)挑战性。设计人员很(hěn)想通过允许電(diàn)路进入禁用(yòng)状态以最小(xiǎo)化待机電(diàn)流同时在需要时启动振荡器来节省能(néng)源。然而，这并不是一件容易的事，因為(wèi)快速启动晶體(tǐ)振荡器并不是一项简单可(kě)靠的任務(wù)。当设计人员在所有(yǒu)环境和操作条件下尝试时，可(kě)靠的启动条件需要仔细的设计工作。
大多(duō)数低功耗无線(xiàn) SoC 都支持 Pierce 振荡器配置。该電(diàn)路具有(yǒu)晶體(tǐ)和两个负载電(diàn)容器。它使用(yòng)具有(yǒu)内部反馈電(diàn)阻器的反相放大器。随着放大器将其输出反馈到输入，正确的条件会导致负電(diàn)阻开始振荡。
石英晶體(tǐ)振荡器可(kě)能(néng)会因電(diàn)源噪声、负载不当、端接条件不当、信号频率整数谐波的存在、電(diàn)路配置和放大器噪声而引起抖动。设计人员必须使用(yòng)多(duō)种方法来最小(xiǎo)化抖动。