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通过更好的晶振频率稳定性延长电池使用周期

来源：http://yijindz.com 作者：亿金电子 2019年06月26

频率稳定性,晶振时钟信号在电压和温度上的稳定性,转化为节能.许多移动设备通过关闭最高功能块来降低功耗无效时电流消耗.但是,系统必须唤醒并定期与之通信网络.更高的频率稳定性允许设备保持在低功率状态或睡眠状态更长的时间,可以显着节省电力.
许多可穿戴设备通过互联网集线器设备不断收集数据,压缩并上传到云端比如智能手机.这个上传以短暂的突发传输,持续几毫秒,然后是设备进入睡眠状态以节省电量.其中所使用到的低功耗SMD晶振,循环睡眠场景是电池供电设备的典型情况其中设备核心被关闭一段称为“休眠时间”的预设时间,通常在2到10的范围内在短暂突发期间需要传输数据时的秒数和唤醒.连接事件是“ON”设备的某些功能块唤醒并在短时间内保持活动状态的时间.
功耗与“开启”时间与设备在“睡眠”状态下花费的时间之比成比例.并且用于计时睡眠状态的32.768K的睡眠时钟精度(SCA)具有直接性对电池寿命的影响.睡眠时钟不准确导致无线电接收器(RX)更早开启保持更长时间以避免丢失来自主站的数据包.以PPM测量的时钟误差导致早期开启时间(ΔT)如图6所示.ΔT=(SCA)*(睡眠时间).

图6：早期开启时间(或窗口扩展)受时钟精度影响并导致功率损失

下表显示,更严格,更高时钟精度会缩短早期开启时间,从而减少能量消耗.

基于MEMS的SiT1552 TCXO晶振在温度范围内频率变化小于5ppm,是一个很大的问题比石英晶体更准确的替代品.这种精确度减少了开启时间并允许系统保持睡眠模式.使用SiT1552晶振,系统设计人员可以利用压缩和传输数据仅在需要时短暂爆发,同时保持设备处于最低功耗睡眠状态以进行延长周期并可能达到电池续航时间的两倍.图7显示增加与180ppm 32.768kHz石英晶体相比,使用5ppm 32.768KHz TCXO可获得电池寿命谐振器.

图7：与石英XTAL谐振器相比,使用MEMS TCXO的电池寿命

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