在當今聯網汽車中部署的高性能信息娛樂和無線系統的數量不斷增加，要求設計人員特別注意這些系統敏感的頻率處存在的電磁能。 在AI服務器/ ECU或ADAS攝像機模塊中，電磁干擾（EMI）可能會成問題，而后者取決于高速傳輸大量數據。 時鐘可能是最大的噪聲源，通常，直到鑒定的最后階段才觀察到這種EMI。 這可能會導致在設計周期的后期進行返工，從而導致計劃外的延遲和成本。

圖1：MEMS振蕩器為相機模塊等應用提供EMI降低功能

為了解決這個問題，SiTime提供了首款符合AEC-Q100標準的擴頻振蕩器（SSXO）SiT9025。該設備的光譜范圍高達4％，分辨率為0.25％，采用2016年小型封裝。 SiT9025通過兩種技術降低EMI：擴頻時鐘和Fle Edge?可編程驅動強度，允許調整上升/下降時間以降低壓擺率。通過使用這些EMI降低功能，SiT9025可以將噪聲降低多達30 dB。

SiT9025 SSXO以及SiT8924 / 25和SiT2024 / 25振蕩器具有可編程的FlexEdge?，并由SiTime的Time Machine II編程器支持［5］。設計人員可以在自己的實驗室中使用此工具對EMI降低振蕩器進行編程，并在不同級別上嘗試不同的技術，以實現降噪與系統性能的最佳平衡。由于SiTime QFN器件是石英振蕩器的直接替代產品，因此它們可以用于通過一致性測試，而無需進行任何電路板更換或使用昂貴的組件或屏蔽。

MEMS振蕩器更堅固

車輛要經受苛刻的環境，例如高水平的機械沖擊和振動力，這會降低石英振蕩器的性能并導致其故障。 在這些條件下工作時，振蕩器必須符合其規格。 如果振蕩器不可靠，則有可能導致災難性故障。 晶體諧振器是懸臂結構，對機械力非常敏感，會導致頻率尖峰，增加的相位噪聲和抖動，甚至損壞諧振器。

相反，MEMS諧振器的振動較小，因為它們的質量比石英諧振器小1000至3000倍。 這減少了由振動引起的施加到諧振器的力加速。 SiTime的MEMS諧振器是堅固的結構，可在平面內以塊狀模式振動，這種結構固有地具有抗振性。 這使得MEMS振蕩器具有較低的g靈敏度等級，以ppb / g表示，代表了由加速力引起的頻率變化。 SiTime的汽車級振蕩器采用2016年小型塑料封裝，可提供0.1 ppb / g的性能。 石英設備必須使用大型專用包裝才能實現低g敏感度性能。

MEMS振蕩器還具有抵抗電源噪聲的能力，當板上的電源和其他設備開啟和關閉時，電源噪聲會放大。 這會增加輸出時鐘的抖動，并且對系統時序裕度產生負面影響。 例如，在ADAS系統中，當抖動加劇時，它可能會影響數據從傳感器發送到決策引擎的速度。 在車輛環境不斷變化的道路上，數據傳輸的滯后可能會造成災難性的后果。

SiTime的SiT9386 / 87差分振蕩器的RMS相位抖動（隨機）小于300 fs（典型值），電源噪聲抑制（PSNR）為0.02 ps / mV。 這些設備非常適合自動駕駛和汽車10G / 40G / 100G汽車以太網應用中的高性能AI處理，這些應用需要處理從攝像頭，雷達，激光雷達和其他傳感器捕獲的大量關鍵數據。

圖2：低抖動MEMS振蕩器具有抗沖擊，振動，電源噪聲和熱梯度的特性，使其非常適合用于ADAS系統的汽車以太網時序

為了在現實條件下模擬器件的性能，SiTime使用標準化的測試方法在各種條件下測試了具有相似規格的各種振蕩器，包括正弦振動和隨機振動。 如圖6和7所示，SiTime的基于

MEMS的振蕩器表現出出色的抗振動和板噪聲的能力。

圖3：振蕩器對正弦振動的敏感性

圖4：振蕩器對電路板噪聲的敏感性

精準打造動態性能

除沖擊，振動和電源噪聲外，汽車系統還受到其他環境條件的影響，例如溫度的快速變化和氣流的流動，這些也會干擾定時信號。 當今的汽車使用定時設備來處理從信息娛樂到備用攝像機的所有內容，而自動駕駛系統則需要更嚴格的定時規范。 精密GNSS接收器和V2X通信系統是一些應用示例，這些應用要求極其精確和定時，并且不受環境壓力的干擾。

最新一代的MEMS時序解決方案基于Elite Platform?構建，旨在在各種動態條件下保持非常緊密的穩定性。 該平臺使用DualMEMS?架構和TurboCompensation?溫度感測技術在環境壓力下提供出色的頻率穩定性。 SiTime的SiT5186 / 87和SiT5386 / 87 TCXO（溫度補償振蕩器）提供高達±0.1 ppm的精確度，并在溫度快速變化，氣流，沖擊，振動和電源噪聲的情況下保持這種穩定性。

圖5：Elite Platform TCXO經過精心設計，可在較大范圍內保持最佳性能

總結

車載電子系統的日益廣泛使用增加了對可靠的汽車級基準定時組件的需求。 當今最優質的汽車計時解決方案基于MEMStiming技術，該技術固有地比石英技術更堅固。 硅MEMStiming組件使用ICindustry開發的嚴格控制和標準制造。 這些流程和標準，再加上SiTime專有的MEMS和模擬IC技術，可產生超高質量的產品。 并且由于這些計時設備均基于硅，因此它們符合AEC-Q100，與AEC-Q200相比，具有更高的資格要求。

基于MEMS的定時解決方案可提供任何頻率，更寬的溫度范圍，更緊密的頻率穩定性，更好的封裝選項，可編程的EMI降低功能，高質量和可靠性以及較短的交貨時間。 最重要的是，SiTime的MEMS振蕩器具有抵抗惡劣的汽車環境中存在的振動，電噪聲，快速氣流和溫度瞬變的能力，同時能夠繼續可靠地工作并符合規范。 這種可靠性以及SiTime產品的靈活性，使其成為明天功能豐富的車輛的理想選擇。