はじめに
“発振器” の選定において、水晶、MEMS、シリコンなどといった物質の違いは重要です。
また、その発振器が “プログラマブル” なものであるかどうかも決め手の一つとなります。
本記事では、 “プログラマブル発振器” に焦点をあて、そのメリットを解説します。
なおSiTime(サイタイム)のMEMS発振器は、すべてプログラマブルとなっています。
記事の後半では、実際にデータシートを見ながら、一体どんなプログラムができるのか、見ていきたいと思います。
プログラマブル発振器とは
原理
プログラマブル発振器は、“PLL回路を内蔵” しています。
このPLL回路は、入力周波数(振動子)を分周/逓倍し、任意の周波数を出力します。
これにより、お客様は用意された仕様一覧から、「自由な組み合わせの周波数、精度など を選択」できます。
メリット
採用するメリットはズバリ、その “柔軟性” です。
最後に書き込むだけの生品を、サンプルやウエハーで確保することで、大幅なリードタイム短縮が可能です。
また、SiTime製品は「書き込みツール」も購入可能です。
試作の場合には、お客様の方で “自由に書き込んで” 様々な種類のサンプルを評価し、比較することができます。
お客様によっては、新人研修などでもご活用いただいているようです。
PLL回路の “消費電流やノイズ(ジッター)” が、気になる方もいるのではないでしょうか。
それらが大きなデメリットだったのは、もう10年も前の話になります。
それらの性能は、アナログ回路技術の進歩とともに、改善が進んでいます。
SiTimeのMEMS発振器でも、PLL後段のデルタシグマモジュレーターがジッターを相殺し、大幅な性能改善が図られています。
SiTimeのプログラマブルなMEMS発振器を見てみよう!
プログラマブルな項目
SiTimeのMEMS発振器は、小数点PLL(Fractional PLL)を内蔵しているので、小数点以下も6桁まで任意の周波数対応が可能です。
ここでは、汎用的で最も水晶製品からの置換実績もある “SiT8008” というシリーズを掘り下げてみたいと思います。
SiT8008は、以下の仕様を自由に選択し、オーダーが可能です。
・ 周波数
・ 周波数偏差(周波数精度ともいう。単位:ppm)
・ 動作温度範囲
・ パッケージサイズ
・ Drive strength(出力ドライブの調整)
・ 電源電圧
・ Feature Pin (スタンバイやイネーブル、NCの設定が可能)
データシート
実際に、本製品の “データシート”を見てみましょう。
水晶のデータシートと異なり、半導体ICと同様かなり細かい部分まできちんと記載がなされています。
P.13 に以下のような “Ordering Information”、つまり「プログラムのオプション一覧が確認」できます。
SiTime製品は、すべてデータシート内に “Ordering Information” の項目が設けられております。
下に、日本語版をご用意しました。見方は大きく変わりません。
選択可能な仕様をすべて指定すると…フル型番(注文時に必要な型番)の完成です!
型番を決めるのに困ったら
「型番を決めるのに困ったら…」「完成した型番があっているか分からない…」という場合には、ぜひマクニカにお問い合わせください。
また、SiTimeでは、以下のようなツールも充実しており、お客様でもご使用可能です。
型番生成ツール(SiT8008の場合)
最後に
いかがでしたでしょうか。
今回は、プログラマブル発振器にフォーカスした解説記事でした。
ご不明な点がございましたら、お気軽に以下よりお問い合わせください。