Dalam perangkat elektronik berdaya rendah, sumber waktu merupakan penggerak implisit dari masa pakai baterai, keandalan, dan kinerja. Selama beberapa dekade, kristal kuarsa telah menjadi elemen pengatur waktu standar dalam elektronik hingga munculnya osilator sistem elektromekanis mikromesin (MEMS) berbasis silikon.
Pilihan osilator MEMS adalah salah satu langkah paling berpengaruh dalam merancang aplikasi mulai dari perangkat yang dapat dikenakan dan sensor IoT hingga sistem digital industri dan berkecepatan tinggi. Kristal ini terukir pada wafer silikon dan bergetar pada frekuensi yang akurat untuk menghasilkan sinyal waktu digital yang stabil.
Kristal kuarsa telah digunakan sejak tahun 1930-an dan mengandalkan sifat piezoelektrik dari tegangan yang diberikan untuk bergetar pada frekuensi yang akurat. Stabilitas alami kristal kuarsa memastikan pengaturan waktu yang lama dan andal pada perangkat seperti mikrokontroler dan radio.
Namun, kristal kuarsa relatif rapuh dan beroperasi pada frekuensi tertentu, menyebabkan masalah selama iterasi desain dan penyesuaian frekuensi. Selain itu, kristal kuarsa menjadi stabil hanya beberapa milidetik setelah diberi energi, sehingga tidak cocok untuk perangkat berdaya rendah dengan siklus tidur yang sering.
Alternatif elektronik, seperti osilator RC dan LC, dapat menghasilkan sinyal clock dari komponen elektronik, tetapi frekuensi dapat menyimpang karena suhu, tegangan, atau penuaan.
Osilator MEMS menggabungkan stabilitas mekanis kuarsa dengan miniaturisasi, ketahanan benturan, dan kemampuan konfigurasi silikon. Oleh karena itu, osilator ini ideal untuk aplikasi yang memerlukan konsumsi daya rendah, kasar atau ruang terbatas. Osilator menyala dengan kecepatan mikrodetik, menjaga stabilitas dan konsumsi daya rendah selama perubahan suhu, sehingga menghasilkan waktu pengoperasian lebih lama, baterai lebih kecil, dan desain lebih kompak dan kokoh.
Opsi seismik dan dapat diprogram
Abracan menawarkan serangkaian perangkat pengatur waktu dan frekuensi, termasuk osilator MEMS seri AMMLP, untuk kontrol frekuensi presisi tinggi dalam paket ultrakompak dan berdaya rendah (Gambar 1). Dibandingkan dengan kuarsa tradisional, perangkat AMMLP dicirikan oleh ketahanan benturan, ukuran ultra-kecil dan kemampuan program, dll., yang sepenuhnya memenuhi frekuensi desain dan persyaratan pengemasan para insinyur.
Gambar 1: Osilator MEMS seri AMMLP Abracan menampilkan kemasan standar industri dan rentang pilihan frekuensi yang luas. Sumber gambar: Abracan)
Dari pelacak kebugaran generasi baru hingga UAV otonom, Osilator AMMLP memberikan pengaturan waktu yang tepat dan hemat daya untuk aplikasi modern. Perangkat AMMLP berkisar dari 2,3 MHz hingga 170 MHz dan tersedia dalam rentang akurasi yang luas, konsumsi daya yang rendah, dan fleksibilitas. Perangkat ini mendukung empat tegangan suplai: 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V atau 2,25 V hingga 3,6 V kontinu.
Dari sudut pandang konsumsi daya, Osilator AMMLP dibuat untuk konservasi energi, biasanya dengan konsumsi arus sekitar 6,5 mA, dan banyak model juga menyertakan mode Siaga atau Pengaktifan Output untuk memasuki keadaan tidak aktif saat perangkat hemat energi. Dengan ukuran paket standar industri 2,0 x 1,6 mm, 2,5 x 2,0 mm, 3,2 x 2,5 mm, 5,0 x 3,2 mm, dan 7,0 x 5,0 mm, osilator memungkinkan integrasi tertanam dengan mudah bahkan dalam desain paling ringkas sekalipun.
Stabilitas frekuensi
Perangkat Abracan dapat diprogram dari pabrik untuk hampir semua frekuensi dalam jangkauannya. Kisaran suhu yang luas dari ± 20 ppm hingga ± 50 ppm dapat dipilih dan stabilitas frekuensi yang ketat tersebut memastikan konsistensi waktu untuk aplikasi industri atau konsumen portabel.
AMMLPAALJS-24.000T adalah osilator MEMS 2,0 x 1,6 mm yang menghemat ruang PCB sekaligus memberikan akurasi tinggi, daya rendah 24 MHz IF. Osilator ini memberikan sinyal clock yang stabil untuk mikrokontroler, frekuensi radio, dan rangkaian digital lainnya dengan tegangan suplai 2,25 V hingga 3,63 V, arus operasi maksimum 7,5 mA, dan arus siaga hanya 1,8 µ A, sehingga ideal untuk perangkat bertenaga baterai.
AMMLPDALJS-25.0000T sedikit lebih besar, 2,5 x 2,0 mm dan beroperasi pada 25 MHz, yang biasanya digunakan untuk Ethernet, USB, dan beberapa radio nirkabel. Arus siaga tipikal perangkat ini hanya 1 µ A, dan juga memiliki tegangan pengoperasian fleksibel 2,25 V hingga 3,63 V, yang menjamin pengoperasian yang efisien dalam desain portabel atau industri.
MHz AMMLPDDLJS-50.0000T menggunakan paket 2,5 x 2,0 mm, daya stand-by 1 µ A, mendukung catu daya 1,8 V, dan beroperasi hingga 7,5 mA. Osilator yang ringkas dan konsumsi daya rendah ini ideal untuk menuntut efisiensi ruang dan energi.
Ketiga perangkat tersebut memiliki stabilitas frekuensi ± 20 ppm dan output CMOS untuk menyederhanakan desain aplikasi.