BAW-Oszillator-Lösungen für die Gebäudeautomation
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BAW-Resonatortechnologie
Das BAW ist eine Mikroresonatortechnologie, die die Integration hochpräziser und extrem jitterarmer Taktgeber direkt in Gehäuse ermöglicht, die andere Schaltungen enthalten. In den LVCMOS-BAW-Oszillatorfamilien CDC6C und LMK6C ist die BAW mit einem ko-lozierten Präzisions-Temperatursensor, einem Ausgangsteiler mit extrem geringem Jitter und niedrigem Stromverbrauch sowie einem kleinen Power-Reset-Clock-Management-System, bestehend aus mehreren rauscharmen LDOs, integriert.Abbildung 1 zeigt die Struktur der BAW-Resonatortechnologie. Die Struktur besteht aus einer dünnen Schicht piezoelektrischer Folie, die sich zwischen Metallfolien und anderen Schichten befindet , die die mechanische Energie limitieren. Das BAW nutzt diese piezoelektrische Transduktion, um Vibrationen zu erzeugen.
Abbildung 1 Grundlegender Aufbau eines BAW-Resonators (Bulk Acoustic Wave)BAW-Oszillator in der Gebäudeautomation
Gebäudeautomationssysteme maximieren Sicherheit, Robustheit und Zuverlässigkeit auf skalierbarem Niveau. Um eine bessere Leistung in Anwendungen wie IP-Kamera, Videoüberwachung und HLK zu erzielen, ist ein komplexes und zuverlässiges Netzwerk präziser Taktdaten erforderlich.
In fortschrittlichen Gebäudeautomationssystemen wie den oben aufgeführten sind die folgenden Leistungskennzahlen erforderlich:
- Höhere Dichte des Produktdesigns mit großer thermischer Leistung und kleiner Layoutgröße.
Abbildung 2 Vergleich der Platinenfläche von BAW-Oszillator und Quarz - Höhere Leistung mit zuverlässigem Schutz für eine Vielzahl von Vibrations- und Stoßleistungsanforderungen.
Abbildung 3 Empfindlichkeit von BAW-Oszillatoren
Abbildung 4 Temperaturstabilitätsvergleich von BAW-Oszillator und Quarz - Jitterarm zur Erzielung einer optimalen BER-Leistung im System.
Abbildung 5 LMK6C BAW-Oszillator 25 MHz Phasenrauschleistung
In Gebäudeautomationssystemen können die BAW-Oszillatoren CDC6C und LMK6C als Referenztaktgeber für folgende Bausteine verwendet werden:
| Bausteine | Frequenzen |
|---|---|
| Audio | 12,288 MHz/24,576 MHz |
| 100 M Ethernet | 25 MHz |
| MCU | 16 MHz/25 MHz |
| Bildsensor | 37,125 MHz/54 MHz |
| SoC-Systemtaktgeber | 48 MHz/50 MHz |
| WLAN/BLE | 38,4 MHz/48 MHz |
| HDMI/SDI | 297 MHz |
| GB Ethernet | 125 MHz |
Bei allen oben aufgeführten Frequenzen sind Jitter-Leistung, Zuverlässigkeit und Stabilität die wichtigsten Leistungsfaktoren. Alle diese Kriterien können mit einer BAW-Oszillatorlösung erfüllt werden.
Abbildung 6 zeigt die typischen Blockdiagramme für IP-Kamera und HVAC-Systeme. Für IP-Kamera-Anwendungen kann der BAW-Oszillator als Referenztakt für ASIC, MCU, Bildsensor, Audio-Codec, HDMI/SDI, Und Ethernet-Phys. Bei HLK-Systemen kann der BAW-Oszillator als Referenz für WLAN/BLE, MCU, FPGA und Ethernet-Phys verwendet werden.
Abbildung 6 Typische Blockschaltbilder eines BAW-Oszillators, der in der Gebäudeautomation verwendet wird| Bausteine | Typ | Funktion | Wichtigste Leistungsmerkmale |
|---|---|---|---|
| LMK6C/D/P/H | Oszillator mit extrem niedrigem Jitter (LVCMOS-, LVDS-, LVPECL- und HCSL-Ausgangsformate) | Referenztaktgeber für ASIC, MCU, Bildsensor, Audio-Codec, HDMI/SDI, Und Ethernet-Phys | Jede Frequenz zwischen 1 MHz und 400 MHz, ±25 ppm Frequenzgenauigkeit, 200 fs RMS-Jitter |
CDC6C | LVCMOS-Oszillator mit geringem Stromverbrauch | Referenztaktgeber für ASICs, MCUs, Bildsensoren, Audiocodecs und Ethernet-PHYs | Standardfrequenzen zwischen 250 kHz und 200 MHz, ±50ppm Frequenzgenauigkeit, 1 ps RMS-Jitter |
| LMK1Cxxxx | 1:x LVCMOS-Puffer | Fanout zu Takt-MCU, Phys und HDMI/SDI | 1,8 V–3,3 V Versorgung, extrem geringer additiver Jitter von 20 fs |
| TPL5010 | Nanotimer | Programmierbarer Nano-Power-Timer mit Power-Gating-Funktionalität | Versorgungsspannung 1,8 V bis 5,5 V, typischer Stromverbrauch von 35 nA |
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