【導(dǎo)讀】日本東京工業(yè)大學(xué)和日本信息通信研究機(jī)構(gòu)(NICT)開(kāi)發(fā)出了可以使無(wú)線(xiàn)通信電路不再使用晶體振蕩器的電路技術(shù)，使用的是可通過(guò)MEMS(微納機(jī)電系統(tǒng))技術(shù)等集成在芯片中的振子。
現(xiàn)有的無(wú)線(xiàn)通信電路在提供RF(射頻)信號(hào)基準(zhǔn)頻率的LO(局部振蕩電路)中使用晶體振蕩器。比如，發(fā)送數(shù)百M(fèi)H～數(shù)GHz RF信號(hào)的LO由能夠使40MHz等晶體振蕩器的輸出倍增的PLL電路構(gòu)成。利用此次的技術(shù)可省去原本必需的高精度且價(jià)格昂貴的40MHz晶體振蕩器。不過(guò)，需要很多嵌入設(shè)備等使用的32kHz晶體振蕩器構(gòu)成的時(shí)鐘。
東京工業(yè)大學(xué)未來(lái)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究所副教授伊藤浩之介紹說(shuō)，不是去掉32kHz晶體振蕩器、而是RF信號(hào)用晶體振蕩器，是因?yàn)?ldquo;RF信號(hào)用晶體振蕩器仍是無(wú)線(xiàn)通信電路設(shè)計(jì)中的一個(gè)課題”。32kHz晶體振蕩器在MCU等器件上用的很多而且價(jià)格便宜，使其將來(lái)能集成到IC中或內(nèi)置到IC封裝內(nèi)的研發(fā)也在進(jìn)行中。
使用壓電振子
此次，為了去掉40MHz晶振，采用了由MEMS技術(shù)構(gòu)成的、可集成到IC中的振子。振子試制品采用共振頻率為數(shù)GHz的外置壓電元件。
新開(kāi)發(fā)的電路由壓電振子和采用32kHz晶體振蕩器的兩級(jí)時(shí)鐘電路構(gòu)成。前一級(jí)是壓電振子構(gòu)成的時(shí)鐘發(fā)生電路，還具有以32kHz時(shí)鐘源為基準(zhǔn)檢測(cè)壓電元件頻率變動(dòng)和相位位移的功能。后一級(jí)是補(bǔ)償頻率變動(dòng)和相位位移的時(shí)鐘調(diào)整電路。將頻率變動(dòng)和相位位移控制在無(wú)線(xiàn)通信電路的要求范圍內(nèi)。
使用壓電振子還有一個(gè)好處，就是容易獲得無(wú)線(xiàn)通信電路所需要的低相位位移(相位噪聲)。由于晶振輸出信號(hào)的頻率(振子的共振頻率)取決于形狀，因此不容易提高。用于數(shù)GHz及數(shù)十GHz等RF信號(hào)時(shí)，要提高倍增比率，因此精度(相位噪聲)可能會(huì)變差。而壓電振子等MEMS產(chǎn)品容易將共振頻率做到GHz級(jí)，可以抑制倍增引起的信號(hào)劣化。
試制品的壓電振子采用了市售品。兩級(jí)時(shí)鐘電路采用的是臺(tái)積電的65nm工藝產(chǎn)品。
