探索AMPM系列功率优化MEMS振荡器：特性、参数与应用

在电子设备的设计中，振荡器是至关重要的组件，它为系统提供稳定的时钟信号。今天，我们将深入探讨ABRACON公司的AMPM系列功率优化MEMS振荡器，了解其特性、参数以及应用场景。

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一、产品概述

AMPM系列MEMS振荡器具有多种封装尺寸，包括1.6 x 1.2 x 0.84 mm、2.0 x 1.6 x 0.84 mm、2.5 x 2.0 x 0.84 mm和3.2 x 2.5 x 0.85 mm。该系列产品符合RoHS/RoHS II标准，湿度敏感度等级（MSL）为MSL 1，同时对静电放电（ESD）敏感。

二、产品特性

2.1 紧凑设计

其封装尺寸最小可达1.6x1.2mm，高度仅为0.84mm，这种紧凑的设计非常适合对空间要求较高的应用，如可穿戴设备。

2.2 低功耗

该振荡器具有低功耗特性，工作电流典型值为1.3mA（IDD），待机电流典型值为12µA，有助于延长设备的电池续航时间。

2.3 宽频率范围

输出频率范围为1MHz至80MHz，能够满足不同应用对频率的需求。

2.4 快速交付

对于新频率的需求，能够实现短的交货期，提高产品的开发效率。

2.5 宽工作温度范围

工作温度范围为 -40°C至 +85°C，可适应各种恶劣的工作环境。

三、电气参数

3.1 基本参数

参数	最小值	典型值	最大值	单位	备注
频率范围	1.0000	-	80.0000	MHz	-
电源电压（VDD）	1.71	-	3.63	V	-
电流消耗（IDD）	-	1.3	-	mA	fout = 24MHz, VDD =1.8V, 无负载
待机电流消耗（ISTBY）	-	12	30	µA	VDD = 1.8/2.5V
-	-	80	160	µA	VDD =3.3V
工作温度范围	-40	-	+85	°C	见选项
存储温度	-55	-	+150	°C	-
全包含频率稳定性	-25	-	+25	ppm	选项 “D” 或 “F”
-50	-	+50	ppm	选项 “E” 或 “G”
老化	-5	-	+5	ppm	第1年 @25ºC
-1	-	+1	ppm	-
占空比	45	-	55	%	1 MHz至39 MHz 61 MHz至80 MHz
40	-	60	%	40 MHz至60 MHz
输出逻辑电平（VOH）	0.8*VDD	-	-	V	逻辑高 I = 1 mA
输出逻辑电平（VOL）	-	-	0.2*VDD	V	逻辑低 I = -1 mA
输入逻辑电平（VIH）	0.7*VDD	-	-	V	逻辑高
输入逻辑电平（VIL）	-	-	0.3*VDD	V	逻辑低
使能上拉电阻	-	-	300	kΩ	-
电源斜坡时间（tPU）	0.1	-	100	ms	达到目标VDD的90%所需时间
启动时间（tSU）	-	-	1.5	ms	从90% VDD到有效时钟输出，@ 25ºC

3.2 其他参数

参数	最小值	典型值	最大值	单位	备注
输出使能时间（tEN）	-	-	1	-	-
输出禁用时间（tDA）	-	-	200 + 2周期	ns	-
上升/下降时间（低驱动）	-	2.5	3.5	ns	CL = 5 pF, VDD =1.8V
-	1.5	2.2	ns	CL = 5 pF, VDD =2.5V/3.3V
上升/下降时间（标准驱动）	-	1.2	2.0	ns	CL = 10 pF, VDD =1.8V
-	0.6	1.2	ns	CL = 10 pF, VDD =2.5V/3.3V
RMS周期抖动（低驱动，fout = 27 MHz）	-	32	40	ps	VDD = 1.8V
-	25	32	ps	VDD = 2.5/3.3V
RMS周期抖动（标准驱动，fout = 27 MHz）	-	23	30	ps	VDD = 1.8V
-	20	28	ps	VDD = 2.5/3.3V
周期到周期抖动（峰值，低驱动，fout = 27 MHz）	-	180	240	ps	VDD = 1.8V
-	120	170	ps	VDD = 2.5/3.3V
周期到周期抖动（峰值，标准驱动，fout = 27 MHz）	-	115	190	ps	VDD = 1.8V
-	90	150	ps	VDD = 2.5/3.3V

3.3 绝对最大额定值

参数	最小值	典型值	最大值	单位	备注
电源电压	-0.3	-	+4.0	V	-
输入电压	-0.3	-	VDD + 0.3	V	-
最大结温	-	-	+150	ºC	-
环境工作温度（工业）	-40	-	+85	ºC	-
环境工作温度（扩展商业）	-20	-	+70	ºC	-
存储环境温度范围	-55	-	+150	ºC	-
焊接温度	-	+260	-	ºC	-
ESD保护	4 kV HBM, 400V MM, 2 kV CDM	-	-	-	-

四、选项与部件标识

4.1 封装尺寸

• G：1.6 x 1.2 mm
• A：2.0 x 1.6 mm
• D：2.5 x 2.0 mm
• E：3.2 x 2.5 mm

4.2 稳定性

• D：±25ppm 在 -20°C至 +70°C范围内
• E：±50ppm 在 -20°C至 +70°C范围内
• F：±25ppm 在 -40°C至 +85°C范围内
• G：±50ppm 在 -40°C至 +85°C范围内

4.3 输出驱动/引脚1功能

选项	输出驱动	引脚1功能
A	标准	输出使能
B	标准	待机
C	低	输出使能
D	低	待机

4.4 输出频率

以MHz为单位，精确到小数点后4位，例如80.0000。

4.5 包装

• 空白：散装
• T：卷带包装（1000pcs / 卷）
• T3：卷带包装（3000pcs / 卷）

五、典型性能数据

在25ºC ± 3ºC的条件下，提供了电流消耗与频率、电流消耗与电源电压的关系曲线，分别针对低输出驱动强度和标准输出驱动强度。这些数据有助于工程师在设计时评估振荡器的性能。

六、引脚功能

引脚编号	引脚名称	描述
1	OE	输出使能。低电平 = 输出为高阻抗
STBY	低电平 = 输出为高阻抗，设备处于低功耗模式，电源电流为ISTBY
2	GND	电源接地
3	Output	振荡器时钟输出
4	VDD	电源。需用0.1 uF电容尽可能靠近VDD引脚旁路

七、输出缓冲选项

AMPM系列提供多种输出驱动配置。低功率驱动可最小化电流消耗和电磁干扰（EMI），同时在电源电压的20%至80%范围内提供大于1 mA的输出电流；标准驱动在相同电压范围内提供大于3 mA的输出电流。

八、机械尺寸

文档详细给出了不同封装尺寸（1.6 x 1.2 mm、2.0 x 1.6 mm、2.5 x 2.0 mm、3.2 x 2.5 mm）的振荡器的机械尺寸，包括引脚间距、整体高度、长度、宽度等参数，以及推荐的焊接焊盘尺寸。这对于电路板的设计和布局非常重要，工程师可以根据这些尺寸进行精确的设计。

九、回流焊曲线

提供了SnPb共晶工艺和无铅工艺的回流焊曲线参数，根据封装厚度和体积的不同，给出了不同的峰值温度。这有助于确保在焊接过程中振荡器不会受到损坏，保证产品的可靠性。

十、包装

不同封装尺寸的振荡器有不同的最小起订量（MOQ）和包装方式。对于快速周转的可编程样品订单，如果数量小于MOQ，可能会以切割带、防静电袋中的散装零件或管装形式交付；对于等于或大于MOQ且小于1000pcs的订单，必须是对应封装尺寸MOQ的倍数；对于等于或大于1000pcs的订单，不提供散装选项，需采用卷带包装。

十一、应用场景

AMPM系列振荡器适用于多种应用场景，包括可穿戴设备、物联网（IoT）、工业物联网、音频和视频设备、无人机和机器人等。其低功耗、紧凑尺寸和宽频率范围的特点，使其能够满足这些应用对时钟信号的要求。

综上所述，AMPM系列功率优化MEMS振荡器是一款性能优异、应用广泛的产品。电子工程师在设计相关设备时，可以根据具体需求选择合适的封装尺寸、频率、稳定性等参数，以实现最佳的性能和可靠性。你在实际设计中是否使用过类似的振荡器呢？遇到过哪些问题？欢迎在评论区分享你的经验和见解。