在低功耗嵌入式系統(tǒng)不斷發(fā)展的背景下,振蕩器作為系統(tǒng)時(shí)鐘源的核心器件,其性能對(duì)整機(jī)功耗、頻率穩(wěn)定性與信號(hào)完整性具有重要影響。FCom富士晶振推出的兩款超低功耗振蕩器——FCO-2C-UP與FCO-3C-UP,憑借其小型化封裝、極低功耗、優(yōu)異的相位噪聲性能和廣泛的電壓兼容性,在智能終端、可穿戴設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)、醫(yī)療設(shè)備和通信模組等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
FCO超低功耗振蕩器的核心特性
FCO-2C-UP采用2.5×2.0mm封裝,適合對(duì)空間要求極高的超緊湊型系統(tǒng)。FCO-3C-UP采用3.2×2.5mm標(biāo)準(zhǔn)封裝,適合標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)與中高復(fù)雜度系統(tǒng)。兩款產(chǎn)品均支持0.9V、1.2V與1.5V多檔低壓供電,工作電流最高不超過3mA,待機(jī)電流低至100μA,擁有±50ppm的溫度穩(wěn)定性(-40°C至+85°C),以及典型值小于0.3ps的RMS相位抖動(dòng)(12kHz~20MHz帶寬內(nèi))。
這使其非常適合需要高時(shí)鐘精度、低功耗運(yùn)行、小型封裝和快速啟動(dòng)的嵌入式應(yīng)用場景,尤其在無線通信與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中,其低抖動(dòng)特性進(jìn)一步保障了信號(hào)的完整性和調(diào)制穩(wěn)定性。
可穿戴設(shè)備中的超低功耗時(shí)鐘解決方案
2023年全球可穿戴設(shè)備出貨量突破5億臺(tái),涵蓋智能手表、運(yùn)動(dòng)手環(huán)、健康追蹤器等多個(gè)品類,對(duì)小尺寸、低功耗、高頻穩(wěn)定性的振蕩器提出了更高要求。FCO-2C-UP憑借其微型封裝與極低功耗,適用于以Nordic nRF52840或nRF5340為核心的產(chǎn)品平臺(tái)。這些SoC內(nèi)建BLE 5.0協(xié)議棧,F(xiàn)CO-2C-UP的32.000 MHz輸出頻率可為其提供穩(wěn)定、快速啟動(dòng)的系統(tǒng)時(shí)鐘,保障通信穩(wěn)定性與低功耗運(yùn)行。
同時(shí),Dialog DA14531、DA14695等BLE SoC也常配合使用FCO-2C-UP,推薦頻點(diǎn)為16.000 MHz,廣泛應(yīng)用于輕便型健康監(jiān)測設(shè)備。
物聯(lián)網(wǎng)與環(huán)境監(jiān)測設(shè)備的可靠時(shí)鐘源
在森林火災(zāi)預(yù)警、農(nóng)業(yè)環(huán)境采集、空氣質(zhì)量監(jiān)控等分布式物聯(lián)網(wǎng)節(jié)點(diǎn)中,設(shè)備常部署于戶外或極端溫度環(huán)境。FCO-3C-UP具備寬溫支持(-40~+85°C)與±50ppm頻率穩(wěn)定性,是構(gòu)建高穩(wěn)定時(shí)鐘系統(tǒng)的理想選擇。
結(jié)合STM32L476RG(STM32L4系列)MCU使用時(shí),其16.000 MHz頻點(diǎn)可滿足其多外設(shè)同步與低功耗運(yùn)行需求。而在TI MSP430FR5969等工業(yè)級(jí)低功耗控制器平臺(tái)中,8.000 MHz頻點(diǎn)可匹配其FRAM架構(gòu)與睡眠管理機(jī)制,顯著提升系統(tǒng)在工業(yè)現(xiàn)場環(huán)境下的穩(wěn)定性與能效比。
智能家居系統(tǒng)中的語音控制優(yōu)化
智能語音面板、音箱、遙控器等智能家居終端對(duì)喚醒延遲與語音識(shí)別精度有嚴(yán)格要求。FCO-2C-UP振蕩器擁有≤4ms啟動(dòng)時(shí)間與超低待機(jī)電流,非常適合語音控制場景中的功耗與響應(yīng)優(yōu)化。例如在基于NXP i.MX RT1050(Cortex-M7)平臺(tái)的語音系統(tǒng)中,F(xiàn)CO-2C-UP提供24.000 MHz穩(wěn)定輸出,可顯著縮短設(shè)備從休眠到識(shí)別的響應(yīng)時(shí)間,同時(shí)保持語音前端與AI算法模塊間的時(shí)序同步。
高速通信模組中的純凈時(shí)鐘需求
在Wi-Fi、BLE、Zigbee等高速射頻通信系統(tǒng)中,振蕩器的相位噪聲與抖動(dòng)性能直接影響鏈路質(zhì)量。FCO-3C-UP以-155dBc/Hz(1MHz偏移)的出色相位噪聲性能和<0.3ps RMS抖動(dòng),滿足Espressif ESP32-WROOM-32等模組對(duì)高頻純凈度的嚴(yán)苛要求,推薦頻點(diǎn)為40.000 MHz。
同時(shí),F(xiàn)CO-2C-UP也廣泛應(yīng)用于ESP32-C3等RISC-V架構(gòu)無線平臺(tái)中,是低成本、低功耗Wi-Fi/BLE解決方案的關(guān)鍵時(shí)鐘器件。
醫(yī)療設(shè)備與AIoT平臺(tái)中的時(shí)鐘可靠性
醫(yī)療電子對(duì)時(shí)鐘的穩(wěn)定性、安全性和同步性提出更高要求。在使用Microchip SAM L21MCU的便攜式心電監(jiān)測、血氧監(jiān)測設(shè)備中,F(xiàn)CO-2C-UP可提供32.768kHz或12.000 MHz的高穩(wěn)定輸出,支持連續(xù)采樣與藍(lán)牙傳輸?shù)臅r(shí)間一致性。
而在AIoT融合平臺(tái)中,如Qualcomm QCA4020多協(xié)議SoC,F(xiàn)CO-3C-UP提供26.000 MHz主時(shí)鐘信號(hào),保障BLE/Zigbee/Wi-Fi三協(xié)議的調(diào)度協(xié)同,廣泛應(yīng)用于智能語音中控、AI邊緣計(jì)算節(jié)點(diǎn)等系統(tǒng)。
FCO系列振蕩器推薦芯片與頻點(diǎn)清單
FCO-2C-UP推薦配置(微型設(shè)備、超低功耗)
應(yīng)用場景 | 推薦MCU / SoC 型號(hào) | 主要特性 | 推薦頻率 |
可穿戴設(shè)備 | Nordic nRF52840 / nRF5340 | BLE 5.0 / 多協(xié)議 / 超低功耗 | 32.000 MHz |
智能手表 / 手環(huán) | Dialog DA14531 / DA14695 | BLE 5.1 SoC / 超小封裝 | 16.000 MHz |
智能語音設(shè)備 | NXP i.MX RT1050 | 24.000 MHz | |
醫(yī)療便攜設(shè)備 | Microchip SAM L21 | Cortex-M0+ / 精準(zhǔn)ADC / 睡眠優(yōu)化 | 32.768 kHz / 12.000 MHz |
家居遙控終端 | Espressif ESP32-C3 | RISC-V / Wi-Fi + BLE | 40.000 MHz |
通信模組 | Nordic nRF52811 / Telink TLSR8258 | BLE Mesh / Zigbee / 低功耗通信 | 16.000 MHz |
FCO-3C-UP推薦配置(工業(yè)溫度、通信復(fù)雜場景)
應(yīng)用場景 | 推薦MCU / SoC 型號(hào) | 主要特性 | 推薦頻率 |
工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)網(wǎng)關(guān) | TI MSP430FR5969 | FRAM / 工業(yè)寬溫 / 深睡模式 | 8.000 MHz |
環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng) | ST STM32L476RG | Cortex-M4 / 多外設(shè) / 電池優(yōu)化 | 16.000 MHz |
智能家居中控面板 | Espressif ESP32-WROOM-32 | 雙核 / Wi-Fi + BLE / 智能音箱模組 | 40.000 MHz |
AIoT邊緣平臺(tái) | Qualcomm QCA4020 | BLE/Zigbee/Wi-Fi三協(xié)議融合 / IoT SoC | 26.000 MHz |
醫(yī)療監(jiān)護(hù)設(shè)備 | Renesas RA2E1 / RA4M1 | 12.000 MHz | |
多協(xié)議通信模組 | Silicon Labs EFR32MG21 / BG22 | 支持Zigbee、BLE / 高射頻性能 | 38.400 MHz |
總結(jié):助力高性能嵌入式系統(tǒng)的核心振蕩器方案
FCom富士晶振的FCO-2C-UP與FCO-3C-UP超低功耗振蕩器系列,憑借出色的電氣性能、廣泛的封裝兼容性和優(yōu)秀的系統(tǒng)集成能力,已成為新一代嵌入式系統(tǒng)中的關(guān)鍵時(shí)鐘源解決方案。它們成功解決了低電壓兼容、快速喚醒、高抖動(dòng)敏感通信、溫度適應(yīng)性和空間受限等問題。
在可穿戴、智能家居、工業(yè)控制、醫(yī)療電子、AIoT平臺(tái)等多元化應(yīng)用中,F(xiàn)CO系列振蕩器通過其技術(shù)可靠性和靈活性,滿足未來電子設(shè)計(jì)對(duì)高效、穩(wěn)定、綠色系統(tǒng)架構(gòu)的時(shí)鐘需求。FCom將持續(xù)為全球客戶提供值得信賴的振蕩器產(chǎn)品與支持,助力系統(tǒng)性能躍升。
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