博客

延长电池寿命,看大局

有源设备解决方案比无源设备消耗的功率更少,这似乎违反直觉。每个设计工程师都知道无源晶体谐振器 (XTAL) 不会消耗功率,那么为什么在功率敏感的应用中使用振荡器来代替 XTAL呢?当考虑到系统总功耗时,答案就很清楚了。

电池供电的产品通常采用一个或多个计时组件。如果使用 XTAL,它不会直接从电池汲取电流。然而,为了使谐振器振荡,它必须由 MCU 或 SoC 上的振荡器电路驱动。而且这个片内振荡电路会消耗大量的电能。

基于 MEMS 的 μPower 振荡器为石英晶体谐振器提供了更低功耗的替代方案。高度优化的低功耗频率合成器和模拟电路驱动 TempFlat MEMS™ 谐振器,以微安级核心电流实现工厂可编程频率。在功率敏感型应用中,可以用这些 μPower 振荡器替换 MHz 谐振器,并且可以关闭 MCU/SoC 上的片上振荡器电路。如下图所示, SiT8021 μPower 振荡器直接连接到 X IN引脚,并简单地绕过片上 XTAL OSC 电路,从而实现系统级的净功耗。

当 μPower 振荡器取代晶体 XTAL 时,振荡器 + MCU 的组合电流消耗在活动状态期间降低了 7%。而在待机模式下,可以实现 18% 的节省。待机期间,振荡器功耗仅为 ≤ 0.9 μA,因为除 MEMS 振荡器电路和 ST 引脚检测逻辑外,所有内部电路均关闭。

除了消耗更少的系统功耗之外,SiTime 的 μPower 振荡器(尺寸仅为 1.5 x 0.8 mm)还消耗更少的电路板空间,这是一个重要因素,因为许多功率敏感型产品对空间也敏感。 (参见相关博客:

打破功率、尺寸和重量的限制

使用振荡器的另一个优点是它能够驱动多个负载——这是 XTAL 无法做到的。当驱动多个负载时,功耗仅略有增加,与关闭多个芯片(例如,MCU + 音频 DAC)上的 OSC 电路的节能优势相结合。除了降低系统功耗之外,这种方法还可以减少电路板空间、BOM 和成本。

当基于 MEMS 的 μPower 振荡器取代石英振荡器时,节能效果更加显着。例如,在便携式音频应用中,工作频率为 3.072 MHz 的 SiT8021 振荡器仅消耗 60 μA 电流,而石英振荡器工作电流为 2.5 mA。在这种情况下,功耗降低了 98%。这可以有效地将电池寿命延长一整天——这是一个巨大的进步。

SiTime 革命性的 MEMS 和模拟技术提供了一种可大幅降低总功耗的解决方案。如果低功耗至关重要,请着眼于大局,以实现系统级的重大改进。

媒体联系

pr@sitime.com