做工业高温项目选晶振踩坑后,我挖到了这款SiT1618B MEMS振荡器宝

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做工业高温项目选晶振踩坑后,我挖到了这款SiT1618B MEMS振荡器宝

最近在做户外工业传感网关的项目,要求全温范围-40℃~125℃工作,之前选的两家进口普通石英晶振,一进温箱烤到110℃就频偏超标,要么就是车规款贵得离谱、交期还得等8周,翻SiTime选型表的时候挖到了这款SiT1618B,实测了快1个月,把实际使用的核心信息整理出来给大家避坑。

文件下载:SIT1618BA-11-33N-26.00000.pdf


先划选型重点:核心参数刚好戳中工业需求

我选晶振最关心的几个硬指标,这款几乎是量身定做的:

  1. 频点覆盖全:33个工业常用标准频点(7.3728M~48M),UART用的7.3728M、以太网用的25M、MCU常用的48M全有,不用加钱做定制频点
  2. 总频飘实诚:标称最低±20ppm是「总偏差」——包含了25℃初始偏差、1年老化、全温范围温漂、额定电压下压漂、负载偏差所有因素,比很多石英只标±10ppm温漂、实际总偏差奔着±50ppm去的实在太多,我实测125℃拷机200小时,最大频偏才11ppm,远低于标称
  3. 供电灵活:1.8V、2.5V~3.3V宽压兼容,我板子上3.3V和1.8V两个电源域通用一款,少备一个物料
  4. 封装全兼容:2016/2520/3225/5032/7050全是工业标准封装,直接替换原有石英晶振不用改PCB,省了layout返工的功夫

两个特色功能解决了我两个老大难问题

之前用石英晶振最头疼的EMI过不了、带负载能力差的问题,这款直接从设计上给解决了。

1. 可编程驱动强度:EMI和带载需求自由切换

它的输出驱动支持8档可编程,我实测两个场景都完美适配:

  • 过EMI降谐波:之前25M时钟的3次谐波超标6dB,把驱动从默认档调到低驱动档,上升沿从1ns放慢到3ns,谐波直接降了8dB,不用串磁珠、加匹配电容,省BOM还不用改板
  • 多负载带载:有个设计需要把时钟一分二给两个MCU,原来的石英带30pF负载后边沿变缓到5ns,后端接收jitter直接飙到30ps,换了高驱动档的SiT1618B,边沿还能保持1.2ns,jitter降到12ps以内 官方直接给了不同电压、不同负载下的上升/下降时间对应表,查表选驱动档就行,不用自己瞎试。对了提醒下,要是选慢边沿,别忘了用官方公式算下最高支持频率: Max Frequency = 1/(5 × Trf_20/80) 比如选3ns的边沿,最高支持66.6M,这款上限48M完全够用。

2. 引脚1三模式可选:灵活省GPIO

引脚1可以出厂配置成三种功能,不用额外加外围:

  • OE模式:拉低仅输出高阻,内核不停振,恢复时间<1us,适合需要快速开关时钟的低功耗场景
  • ST待机模式:拉低整机进休眠,待机电流低至0.6uA@1.8V,适合电池供电设备,就是恢复要5ms,对启动速度没要求的可以选
  • NC模式:引脚1电平不影响工作,不用接控制线直接悬空就行,省了个GPIO,我网关项目用的就是这个模式,布线省事很多

实测对比传统石英:MEMS真的是降维打击

我特意拿之前用的某进口2520封装±20ppm工业石英和这款做了对比测试,结果差距有点大: 测试项 传统工业石英 SiT1618B
125℃下总频偏 +38ppm +11ppm
10g随机振动下频偏 +12ppm +0.8ppm
5000g半正弦冲击 偶发停振 无任何异常
待机电流 无此功能 0.6uA@1.8V

我这个项目是装在工业AGV上的,之前用石英时不时偶发时钟跳变导致通讯断连,换了这款之后跑了半个月没出过一次问题,官方说MEMS的振动质量比石英小3000倍,确实不是吹的。


最后提几个选型避坑点

  1. 要是需要-55℃工作温度或者AEC-Q100车规认证,就别选这款,同系列对应款是SiT8920/SiT8921(-55℃)、SiT8924/SiT8925(车规)
  2. 电源脚一定要加至少0.1uF的去耦电容,不要省,虽然它的电源抑制比石英好很多,但还是要做
  3. 选OE/ST模式的话,引脚1不要悬空,最好接个10k上拉,怕麻烦就直接选NC模式
  4. 样品不用等交期,它家有Time Machine II现场编程器,当天就能烧出你要的频点、温漂、驱动等级的样品,做样机不用等几周交期

有没有用过这款MEMS晶振的朋友?你们有没有踩过什么坑?或者有其他好用的工业级晶振也可以在评论区交流~

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