低功耗晶振設(shè)計(jì)指南:移動(dòng)設(shè)備中的續(xù)航優(yōu)化方案
在可穿戴設(shè)備與 IoT 終端飛速普及的當(dāng)下,設(shè)備續(xù)航能力成為用戶核心關(guān)注點(diǎn),而低功耗 晶振作為關(guān)鍵時(shí)鐘源元件,直接決定了電池壽命的長(zhǎng)短,其重要性日益凸顯。
低功耗晶振的重要性
從低功耗 晶振的重要性來(lái)看,晶振在設(shè)備運(yùn)行中扮演著時(shí)鐘源的核心角色,即便設(shè)備處于待機(jī)模式,晶振也需持續(xù)工作以維持基礎(chǔ)計(jì)時(shí)與喚醒功能。這意味著晶振的功耗會(huì)持續(xù)消耗電池電量,因此降低晶振的驅(qū)動(dòng)功耗,成為延長(zhǎng)移動(dòng)設(shè)備續(xù)航的關(guān)鍵突破口,能為設(shè)備帶來(lái)顯著的續(xù)航提升效果。
移動(dòng)設(shè)備的能耗挑戰(zhàn)
移動(dòng)設(shè)備面臨著嚴(yán)峻的能耗挑戰(zhàn)。智能手表、藍(lán)牙耳機(jī)、醫(yī)療終端等設(shè)備,受限于小巧的體積,內(nèi)部空間極為有限,這不僅對(duì)元件的封裝尺寸提出嚴(yán)格要求,更對(duì)能效水平設(shè)定了極高標(biāo)準(zhǔn)。而低功耗 晶振恰好能適配這一需求,其在 1.2~1.8V 的低電壓范圍內(nèi)即可實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定振蕩,無(wú)需額外的高電壓供電,大幅減少了設(shè)備的整體能耗,完美契合移動(dòng)設(shè)備的設(shè)計(jì)痛點(diǎn)。
晶振功耗與驅(qū)動(dòng)電壓關(guān)系
深入探究晶振功耗與驅(qū)動(dòng)電壓的關(guān)系,會(huì)發(fā)現(xiàn)晶振的驅(qū)動(dòng)功率與振蕩電壓呈平方關(guān)系,這一特性意味著驅(qū)動(dòng)電壓的微小降低,都能帶來(lái)驅(qū)動(dòng)功率的大幅下降。因此,在電路設(shè)計(jì)過(guò)程中,優(yōu)化電路增益與調(diào)整驅(qū)動(dòng)電平,成為降低低功耗 晶振功耗的核心手段,通過(guò)精準(zhǔn)控制這兩個(gè)參數(shù),可在保證晶振穩(wěn)定工作的前提下,將功耗降至最低。
RTC晶振與主時(shí)鐘晶振差異
RTC 晶振與主時(shí)鐘晶振存在明顯差異,二者在設(shè)備中分工明確。
RTC 晶振(32.768kHz)憑借極低的功耗優(yōu)勢(shì),主要用于設(shè)備的長(zhǎng)時(shí)間計(jì)時(shí)功能,如記錄時(shí)間、日期等,即便設(shè)備長(zhǎng)時(shí)間處于休眠狀態(tài),也能以微弱功耗維持正常計(jì)時(shí)。
主時(shí)鐘晶振(16~40MHz)則具備更高的頻率,主要應(yīng)用于設(shè)備的高速運(yùn)行模式,如數(shù)據(jù)處理、無(wú)線通信等場(chǎng)景,為設(shè)備的高性能運(yùn)轉(zhuǎn)提供穩(wěn)定時(shí)鐘支持。系統(tǒng)通過(guò)智能切換這兩種晶振的工作模式,可在滿足不同場(chǎng)景性能需求的同時(shí),實(shí)現(xiàn)性能與功耗的動(dòng)態(tài)平衡。
低功耗系統(tǒng)的晶振選型建議
針對(duì)低功耗系統(tǒng)的晶振選型,有明確的建議可供參考。在元件選擇上,應(yīng)優(yōu)先挑選低 ESR(等效串聯(lián)電阻)、低驅(qū)動(dòng)電平的低功耗 晶振,這類晶振本身的能量損耗更小,且對(duì)驅(qū)動(dòng)電路的功耗要求較低,同時(shí) 2016/1612 等小尺寸封裝的晶振,能更好地適配移動(dòng)設(shè)備有限的內(nèi)部空間;此外,采用 MEMS(微機(jī)電系統(tǒng))結(jié)構(gòu)的晶振,可進(jìn)一步減少啟動(dòng)電流,避免設(shè)備啟動(dòng)時(shí)出現(xiàn)瞬時(shí)高功耗,從啟動(dòng)階段就實(shí)現(xiàn)能耗控制。
專業(yè)晶振供應(yīng)商的低功耗方案
我們提供全系列低功耗晶振(包括RTC、MCU時(shí)鐘與無(wú)線通信晶振),可定制電壓等級(jí)與功耗曲線,批量供貨享優(yōu)惠價(jià)格。
