Flexibilité de conception avec les oscillateurs MEMS AMMLP d'Abracon

Dans le domaine de l'électronique basse consommation, la source de temporisation est un facteur caché qui détermine la durée de vie, la fiabilité et les performances des batteries. Pendant des décennies, les quartz ont été l'élément de temporisation standard en électronique, jusqu'à l'apparition des oscillateurs MEMS (microsystèmes électromécaniques) à base de silicium.

Le choix d'un oscillateur MEMS est l'une des étapes les plus importantes dans la conception d'applications s'étendant des dispositifs corporels et des capteurs IoT aux systèmes industriels et numériques haute vitesse. Gravés dans le silicium, ils vibrent à des fréquences précises pour fournir des signaux de temporisation numériques stables.

Les quartz, utilisés depuis les années 1930, s'appuient sur la piézoélectricité pour vibrer à des fréquences précises lorsqu'une tension est appliquée. Naturellement stables, ils garantissent une temporisation fiable à long terme pour des dispositifs tels que les microcontrôleurs et les radios.

Mais les quartz sont relativement fragiles et sont fixés à des fréquences spécifiques, ce qui pose problème pour les itérations de conception et la personnalisation des fréquences. En outre, leur stabilisation après la mise sous tension requiert quelques millisecondes, ce qui les rend inadaptés aux dispositifs basse consommation avec des cycles de veille fréquents.

Les alternatives électroniques telles que les oscillateurs résistance-condensateur (RC) et les oscillateurs inductance-condensateur (LC) peuvent générer un signal d'horloge à partir de composants électroniques, mais peuvent connaître une dérive de fréquence en raison de la température, de la tension ou de l'âge.

Les oscillateurs MEMS combinent les caractéristiques de stabilité mécanique du quartz avec la miniaturisation, la résistance aux chocs et la configurabilité du silicium. Ils sont donc particulièrement adaptés aux applications nécessitant une basse consommation, une grande robustesse ou un espace réduit. Ils s'activent en quelques microsecondes, sont stables en cas de variations de température et consomment peu d'énergie, ce qui se traduit par des durées de fonctionnement plus longues, des batteries plus petites et des conceptions plus compactes et plus robustes.

Options programmables et résistance aux chocs

Abracon propose une gamme de dispositifs de contrôle de fréquence et de temporisation, notamment les oscillateurs MEMS série AMMLP offrant un contrôle de fréquence haute précision dans un boîtier basse consommation ultra-compact (Figure 1). Par rapport au quartz traditionnel, les dispositifs AMMLP sont résistants aux chocs, ultra-compacts et programmables, permettant aux ingénieurs de répondre exactement aux besoins de fréquence et d'empreinte de leurs conceptions.

Figure 1 : Les oscillateurs MEMS série AMMLP d'Abracon sont disponibles dans des tailles de boîtiers standard et avec de nombreuses options de fréquence. (Source de l'image : Abracon)

Des traceurs d'activités nouvelle génération aux drones autonomes, les oscillateurs AMMLP fournissent la temporisation basse consommation précise qu'exigent les applications modernes. Disponibles dans une gamme polyvalente avec des fréquences s'étendant de 2,3 MHz à 170 MHz, les dispositifs AMMLP concilient précision, basse consommation et flexibilité. Ils prennent en charge quatre options de tension d'alimentation : 1,8 V, 2,5 V, 3,3 V, et une plage continue de 2,25 V à 3,6 V.

Du point de vue de la consommation, les oscillateurs AMMLP sont destinés aux conceptions écoénergétiques. La consommation de courant typique est d'environ 6,5 mA, et de nombreux modèles incluent des modes de veille ou d'activation de sortie pour permettre aux dispositifs d'être en veille sans gaspiller d'énergie. Disponibles dans des boîtiers standard de 2,0 mm x 1,6 mm, 2,5 mm x 2,0 mm, 3,2 mm x 2,5 mm, 5,0 mm x 3,2 mm et 7,0 mm x 5,0 mm, ils permettent l'intégration aisée, même dans les conceptions les plus compactes.

Stabilité de fréquence

Les dispositifs d'Abracon peuvent être programmés en usine pour presque toutes les fréquences de leur gamme. La stabilité de fréquence étroite, avec des options de ±20 ppm à ±50 ppm sur de larges plages de températures, garantit une temporisation cohérente pour les applications portables, industrielles ou grand public.

L'AMMLPAALJS-24.0000T est un oscillateur MEMS de 2,0 mm x 1,6 mm qui optimise l'espace sur le circuit imprimé tout en délivrant une fréquence de milieu de gamme de 24 MHz avec précision et basse consommation. Il fournit un signal d'horloge stable pour les microcontrôleurs, les radios sans fil et autres circuits numériques, fonctionnant avec une tension d'alimentation de 2,25 V à 3,63 V. Le courant actif maximum est de 7,5 mA, tandis que le courant de veille n'est que de 1,8 µA, ce qui le rend idéal pour les dispositifs alimentés par batterie.

Légèrement plus grand (2,5 mm x 2,0 mm), l'AMMLPDALJS-25.0000T fonctionne à 25 MHz, une fréquence souvent utilisée pour Ethernet, USB et certaines radios sans fil. Avec un courant de veille typique de seulement 1 µA, il fonctionne également avec la même plage de tensions d'alimentation flexible de 2,25 V à 3,63 V, garantissant un fonctionnement écoénergétique dans les conceptions portables ou industrielles.

Également disponible en boîtier de 2,5 mm x 2,0 mm avec une consommation de 1 µA en veille, l'AMMLPDDLJS-50.0000T de 50 MHz prend en charge une alimentation de 1,8 V et consomme jusqu'à 7,5 mA en mode actif. Grâce à son format compact et à sa faible consommation d'énergie, il constitue un excellent choix lorsque l'espace et le rendement énergétique sont essentiels.

Ces trois dispositifs offrent une stabilité de fréquence de ±20 ppm et une sortie CMOS pour simplifier la conception des applications.

Conclusion

La série AMMLP est compatible avec un large éventail de produits électroniques, des dispositifs corporels et capteurs IoT aux drones, robots et équipements audio/vidéo. La gamme de fréquences, les multiples formats de boîtiers et les options de tension d'alimentation offrent aux concepteurs la flexibilité nécessaire pour sélectionner l'oscillateur précis qui répondra aux exigences de temporisation, d'alimentation et d'espace de la plupart des applications. Lorsque chaque milliampère supplémentaire compte et que chaque millimètre d'espace sur le circuit imprimé est important, les oscillateurs MEMS AMMLP offrent aux concepteurs la flexibilité requise pour innover sans compromis.