SiTime發(fā)布業(yè)界首款MEMS恒溫振蕩器，幫助實(shí)現(xiàn)無所不在的5G基站部署

運(yùn)營商們正在積極籌備5G網(wǎng)絡(luò)的架設(shè)，預(yù)計(jì)明年即可實(shí)現(xiàn)部分地區(qū)試點(diǎn)，2020年或可迎來大規(guī)模應(yīng)用。而我們都知道，為了實(shí)現(xiàn)更高傳輸速率，5G基站運(yùn)用了諸如Massive MIMO等多種技術(shù)，因此其在應(yīng)對(duì)嚴(yán)苛外界工況的時(shí)候，需要比傳統(tǒng)基站有著更高的可靠性。

如果要實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定高速的5G傳輸網(wǎng)絡(luò)，那么就對(duì)于晶振提出了更高精度和更高可靠性的需求。SiTime專注于提供高性能MEMS傳感器，近日專門針對(duì)5G應(yīng)用發(fā)布了全新的Emerald產(chǎn)品線的恒溫晶振(OCXO)。SiTime營銷執(zhí)行副總裁Piyush Sevalia進(jìn)行了精彩的演講。

5G對(duì)于晶振提出了更高的要求

因?yàn)?G的傳輸帶寬較大，因此在我們現(xiàn)在的居住環(huán)境內(nèi)將會(huì)安置更多的無線基站。而在這些人類簇集的地方，很難找到一塊空曠的地方來進(jìn)行基站架設(shè)。因此5G基站將會(huì)部署在譬如地鐵、高塔等位置，這就對(duì)于晶振的尺寸和抗震性提出了更高的要求。

5G服務(wù)的成功要求在所有條件下實(shí)現(xiàn)無線對(duì)無線時(shí)間精確性，時(shí)間誤差不能超過130ns，而在4G時(shí)代的時(shí)間誤差要求為1.5個(gè)ms左右，因此5G相比4G，在時(shí)間精準(zhǔn)度上有了10倍的提升。精準(zhǔn)計(jì)時(shí)是5G基礎(chǔ)架構(gòu)的核心。時(shí)鐘需要無“激發(fā)性跳變”，免受沖擊、振動(dòng)、溫度的影響。Piyush先生提到了幾個(gè)指標(biāo)，一個(gè)是高溫穩(wěn)定性，SiTime的恒溫時(shí)鐘已經(jīng)達(dá)到了±5ppb;另一個(gè)指標(biāo)是ΔF/ΔT，它體現(xiàn)了在瞬間溫度變化時(shí)頻率的變化，可以體現(xiàn)在溫度變化情況下晶振的頻率穩(wěn)定性。SiTime的恒溫晶振產(chǎn)品達(dá)到了±50 ppt/℃，比適應(yīng)晶振優(yōu)秀10倍。在抗振動(dòng)方面，SiTime的恒溫晶振可以達(dá)到±0.1ppb/g，比石英的恒溫晶振優(yōu)秀10倍。

Emerald MEMS OCXO完全適合5G需求

SiTime此次推出的Emerald恒溫晶振，是完全應(yīng)對(duì)5G需求而推出的MEMS時(shí)鐘產(chǎn)品。首先在性能上，正如上文所提及的，SiTime的Emerald MEMS恒溫晶振產(chǎn)品，相比傳統(tǒng)石英產(chǎn)品有著很多優(yōu)勢(shì)。

上圖是標(biāo)稱±5ppb的Emerald平臺(tái)的恒溫晶振，實(shí)測(cè)在全溫工作范圍內(nèi)的浮動(dòng)僅僅為±1ppb之內(nèi)。在瞬間溫度變化時(shí)，頻率變化也非常的平穩(wěn)。僅僅在±0.05ppb之內(nèi)。據(jù)Piyush介紹，傳統(tǒng)石英恒溫晶振的廠商，需要從外部采購很多零部件，然后回來組裝;而SiTime從MEMS的諧振子道IC設(shè)計(jì)，道溫補(bǔ)補(bǔ)償?shù)恼麄€(gè)技術(shù)全部都是自有掌控。所以可以實(shí)現(xiàn)對(duì)MEMS晶振的一個(gè)系統(tǒng)級(jí)的把控，實(shí)現(xiàn)更好的產(chǎn)品一致性和高可靠性。

除了參數(shù)更優(yōu)秀外，Emerald平臺(tái)下的晶振還有一個(gè)非常創(chuàng)新的特性，那就是可編程性。晶振通常工作壽命可以達(dá)到10年之久，而你可以想象到，用不了10年，可能過幾年之后，5G又會(huì)被新的協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)取代，這時(shí)候有可能就要對(duì)晶振的頻率進(jìn)行修改。傳統(tǒng)石英晶振就不能實(shí)現(xiàn)參數(shù)的調(diào)整。而SiTime的MEMS恒溫晶振可以通過I2C來進(jìn)行參數(shù)調(diào)整，Emerald OCXO 可提供 1 到 220MHz 范圍內(nèi)任意頻率，支持 LVCMOS/限幅正弦波輸出。

“時(shí)序可能是 5G 系統(tǒng)中最大的潛在故障點(diǎn)”，在整個(gè)5G網(wǎng)絡(luò)中，SiTime都提供了合適的晶振解決方案。從核心網(wǎng)到回傳網(wǎng)絡(luò)，再到基站、前傳網(wǎng)絡(luò)到射頻的RRH，Emerald恒溫晶振和兩年前發(fā)布的高穩(wěn)Elite平臺(tái)的高溫TCXO晶振，可以提供全面的解決方案。據(jù)悉，除了可以通過I2C接口對(duì)Emerald恒溫晶振實(shí)現(xiàn)頻率調(diào)節(jié)外，SiTime在未來還將提供晶振內(nèi)部溫度讀取的功能，用于實(shí)現(xiàn)晶振健康監(jiān)控的功能。