高温可编程SMD MEMS振荡器ASTMHT的特性与应用解析

在电子设备的设计中，振荡器是关键的组件之一，它为系统提供稳定的时钟信号。今天要介绍的是ASTMHT高温可编程SMD MEMS振荡器，它具有诸多出色的特性，适用于多种严苛环境。

文件下载：ASTMHTV-50.000MHZ-AR-E-T3.pdf

产品概述

ASTMHT是一款高温可编程的表面贴装（SMD）MEMS振荡器，符合RoHS/RoHS II标准，具有静电敏感特性，湿度敏感度等级为1。其提供多种行业标准封装尺寸，包括2.0 x 1.6 x 0.75mm、2.5 x 2.0 x 0.75mm、3.2 x 2.5 x 0.75mm、5.0 x 3.2 x 0.75mm和7.0 x 5.0 x 0.9mm，满足不同应用场景的需求。

特性亮点

频率与温度特性

• 频率范围广：输出频率在1MHz至137MHz之间，能适应多种不同的工作频率要求。
• 宽温度范围：提供多种宽工作温度范围选项，如 -40 ~ +105°C、 -40 ~ +125°C和 -55 ~ +125°C，适用于工业、医疗、非汽车和航空电子等高温应用场景。
• 频率稳定性高：频率稳定性选项包括±20ppm、±25ppm、±30ppm和±50ppm，确保在不同环境条件下都能提供稳定的时钟信号。

电气特性

• 低电流消耗：在不同频率和电压下，电流消耗较低。例如，在20MHz、1.8V无负载时，典型电流消耗为3.5mA；在125MHz、1.8V无负载时，典型电流消耗为4.9mA。
• 多种电源电压选择：提供3.3V、3.0V、2.8V、2.5V、1.8V以及2.25V ~ 3.63V等多种电源电压选项，方便与不同的系统进行匹配。
• 可编程驱动强度：工厂可编程的驱动强度可改善抖动、降低电磁干扰（EMI）或提高电容性输出负载能力。

标准规格

输出频率范围

输出频率范围根据不同的工作温度范围选项有所不同，具体如下：	工作温度范围选项	频率范围（MHz）
“X”、“A”和“Z”	1.000000 - 110.000000、119.342001 - 137.000000
“X”和“A”	115.194001 - 119.342000

频率稳定性

频率稳定性考虑了初始公差、第一年老化以及在工作温度、额定电源电压和负载（15pF±10%）下的变化，选项包括±20ppm、±25ppm、±30ppm和±50ppm。

电源电压

提供多种电源电压选项，具体如下：	选项	电压范围（V）
“18”	1.62 - 1.98
“25”	2.25 - 2.75
“28”	2.52 - 3.08
“30”	2.7 - 3.3
“33”	2.97 - 3.63
“Blank”（默认）	2.25 - 3.63

电流消耗

不同频率和电压下的电流消耗如下表所示：	条件	电流消耗（mA）
无负载，F = 20MHz，Vdd = 2.8V、3.0V、3.3V	3.5 - 4.5
无负载，F = 20MHz，Vdd = 2.5V	3.8 - 4.7
无负载，F = 20MHz，Vdd = 1.8V	4.9 - 6.2
无负载，F = 125MHz，Vdd = 2.8V、3.0V、3.3V	6.2 - 8
无负载，F = 125MHz，Vdd = 2.5V	5.4 - 7
无负载，F = 125MHz，Vdd = 1.8V	4.9 - 6

其他特性

还包括输出类型为LVCMOS、占空比、上升/下降时间、输出高低电压、输入高低电压、输入上拉阻抗、启动时间、启用/禁用时间、恢复时间、RMS周期抖动、峰 - 峰周期抖动和RMS相位抖动等特性，具体规格可参考文档中的详细表格。

绝对最大额定值

为确保器件的安全和正常运行，需注意以下绝对最大额定值：	参数	最小值	最大值	单位
存储温度	-56	150	°C
VDD	-5.0	4	V
静电放电（HBM）		2000	V
焊接温度（遵循标准无铅焊接指南）		260	°C
结温		150	°C

热考虑

不同封装的热阻特性如下表所示：	封装	θJA（4层板，°C/W）	θJA（2层板，°C/W）	θJC（底部，°C/W）
7.0 x 5.0mm	142	273	30
5.0 x 3.2mm	97	199	24
3.2 x 2.5mm	109	212	27
2.5 x 2.0mm	117	222	26
2.0 x 1.6mm	152	252	36

同时，需注意最大工作结温与环境温度的关系，若结温超过最大工作结温，数据手册中的规格将无法保证。

性能数据

上升/下降时间

不同电源电压和驱动强度下，针对不同的电容负载和输出频率，给出了详细的上升/下降时间数据，具体可参考文档中的表格。通过这些数据，可以根据实际需求选择合适的驱动强度和电容负载，以满足系统的性能要求。

最大频率计算

根据上升/下降时间数据，可以计算振荡器在保证输出电压在温度范围内全摆幅的情况下能够运行的最大频率，计算公式为： [Max. Frequency =frac{1}{5 × T_{r / f}}]

例如，对于一个1MHz ~ 110MHz的器件，在 (V{dd}=1.8 ~V)、电容负载为30pF、期望的上升/下降时间为3ns（驱动强度选项代码 “E”）的条件下，计算得到的最大频率 (F{max }) 为66.66666MHz。

典型性能曲线

文档中还给出了IDD与频率、频率与温度、RMS周期抖动与频率、占空比与频率、20% - 80%上升/下降时间与温度、RMS集成相位抖动随机（12kHz至20MHz）与频率、RMS集成相位抖动随机（900kHz至7.5MHz）与频率等典型性能曲线，帮助工程师更好地了解器件在不同条件下的性能表现。

引脚功能与封装尺寸

引脚功能

以5.0 x 3.2mm封装（选项 “FL”）为例，引脚功能如下：	引脚	名称	功能
1	OE/ST	输出使能：高电平或开路时输出指定频率；低电平时输出高阻抗，仅禁用输出驱动器。待机：高电平或开路时输出指定频率；低电平时输出低电平（弱下拉），器件进入睡眠模式，电源电流降至I std 。无连接：引脚1无功能，输出指定频率。
2	GND	电源：电气接地
3	Out	输出：振荡器时钟输出
4	V dd	电源：电源供应电压

封装尺寸

文档中给出了2.0 x 1.6mm、2.5 x 2.0mm、3.2 x 2.5mm、5.0 x 3.2mm和7.0 x 5.0mm等不同封装的尺寸和推荐焊盘图案，方便工程师进行PCB设计。

回流焊曲线与卷带规格

回流焊曲线

为确保器件在焊接过程中的可靠性，文档给出了详细的回流焊曲线参数，包括升温速率、预热温度、保温时间、峰值温度等，具体如下：	项目	条件
T S MAX到T L（升温速率）	最大3°C/秒
预热	温度最小值（T S MIN）：150°C；温度典型值（T S TYP）：175°C；温度最大值（T S MAX）：200°C；时间（t S ）：60 - 180秒
升温速率（T L到T P ）	最大3°C/秒
高于温度（T L ）的保持时间	217°C；时间（t L ）：60 - 150秒
峰值温度（T P ）	最大260°C
目标峰值温度（T P Target）	255°C
实际峰值±5°C内的时间（t P ）	20 - 40秒
最大回流焊周期数	3
降温速率	最大6°C/秒
25°C到峰值温度的时间（t）	最大8分钟

卷带规格

提供了不同器件尺寸的卷带规格，包括D0、D1、E1、E2、F、P0、P1、P2、T、T1、T2、W、A0、B0、K0等参数，以及不同磁带尺寸的相关规格，方便进行自动化生产和组装。

注意事项

Abracon Corporation的产品为商用现货（COTS）产品，适用于商业、工业和指定的汽车应用。但这些产品并非专门为军事、航空、航天、生命依赖医疗应用或任何需要高可靠性的应用而设计，在这些应用中，组件故障可能导致生命和/或财产损失。对于需要高可靠性和/或极端工作环境的应用，需要获得Abracon Corporation的书面同意和授权。

综上所述，ASTMHT高温可编程SMD MEMS振荡器以其出色的特性和广泛的应用范围，为电子工程师在设计高温、严苛环境下的电子设备提供了一个可靠的选择。在实际应用中，工程师需要根据具体的需求和系统要求，合理选择器件的参数和工作条件，以确保系统的性能和可靠性。你在使用这款振荡器的过程中，是否遇到过什么挑战呢？欢迎在评论区分享你的经验。