當我的手指不敲擊電腦鍵盤時，人們經(jīng)常發(fā)現(xiàn)我用手指敲擊電吉他的琴頸。盡管我心目中的所有電搖滾吉他英雄都已成年，但我仍繼續(xù)將他們的火炬帶到未來。las，有時甚至像我這樣的搖滾動物也不得不放下他的電吉他并彈奏原聲。

為什么，你可能會問？好吧，這當然不是因為我正在失去對搖滾樂的品味，取而代之的是對詹姆斯泰勒的興趣。不！這是因為彈奏原聲吉他可以讓人直接跳入音樂中。人們所要做的就是拿起它，調(diào)整它，然后演奏。沒有電纜、電線、放大器、踏板的麻煩，以及彈奏電動時的其他相關痛苦。人們可以感覺到儀器在您的手中和身體上移動和呼吸。

計時

今天，時鐘通常是通過外部石英 (SiO 2 ) 晶體實現(xiàn)的。使用晶體的難題之一是它們在所使用的半導體之外。對于許多應用，片上系統(tǒng) (SoC) 微控制器 (MCU) 所需的唯一外部部件是晶體和一些旁路電容器。晶體是較大的器件，因此它決定了 PCB 尺寸和布局。它們一起就像電吉他。它不是一個集成的、隨時可用的單元。

在這里，我們將討論體聲波 (BAW) 技術(shù)如何通過消除外部晶體來設置 MCU 或其他電路的時鐘速度來減輕設計工程師遇到的一些痛苦。此外，我們將探討使用具有集成 BAW 頻率確定組件的設備的好處。

走向聲學：濾波器和時鐘

彈奏我的原聲吉他讓我想起聲學技術(shù)如何為更多的人服務，而不僅僅是音樂家。體聲波 (BAW) 濾波器在高頻 LTE 和 5G 蜂窩頻段以及 Wi-Fi 應用中非常有用。BAW 通過充當合適的高頻射頻 (RF) 濾波設備來實現(xiàn)這一點。它們的物理結(jié)構(gòu)由放置在兩個薄金屬板或薄膜之間的壓電薄膜諧振器組成。當被電壓激發(fā)時，該機制會像晶體一樣以特定頻率振蕩。該速率取決于壓電薄膜的厚度。這些濾波器可用于智能手機等日常射頻設備。

現(xiàn)在，BAW 技術(shù)正在轉(zhuǎn)型，為 MCU 和相關半導體提供集成時鐘功能。這種微小的技術(shù)將對 MCU 和包含它們的設備以及任何需要時鐘發(fā)生器的電路產(chǎn)生全球影響。BAW振蕩器是一種電子振蕩器電路，它利用振動的微聲諧振器（BAW）的機械諧振，通過壓電效應產(chǎn)生穩(wěn)定的電信號。這種頻率非常高的精確信號為電子系統(tǒng)提供時鐘和定時參考。

體聲波 (BAW)

BAW 是一種微諧振器技術(shù)，可以將高精度和超低抖動時鐘直接集成到包含其他電路的封裝中。以前需要晶體的新產(chǎn)品可以替換為具有集成 BAW 頻率確定組件的類似設備。BAW 技術(shù)比外部石英晶體體積更小——可通過網(wǎng)絡提供更清晰的有線和無線信號。它為從無線消費電子產(chǎn)品到高端工業(yè)系統(tǒng)的一系列領域提供了更高質(zhì)量的通信和更高的效率。

處于這一創(chuàng)新前沿的正是德州儀器 (TI)，該公司是模擬和數(shù)字嵌入式及應用處理半導體解決方案的領導者。TI 現(xiàn)在正在 SimpleLink ? MCU 中使用 BAW。

SimpleLink ?無線 MCU

TI 首批采用 BAW 頻率源的產(chǎn)品之一是其廣受歡迎的SimpleLink無線電收發(fā)器芯片，其目標是針對Bluetooth?、Zigbee? 、 Wi- Fi?和其他標準的物聯(lián)網(wǎng)和其他短程無線解決方案。Texas Instruments SimpleLink? MCU通過單一開發(fā)環(huán)境提供最廣泛的差異化有線和無線 Arm? MCU 產(chǎn)品組合（圖 2). 該環(huán)境為開發(fā)物聯(lián)網(wǎng) (IoT) 應用程序的設計人員提供了靈活的硬件、軟件和工具選項。憑借單一軟件架構(gòu)、模塊化開發(fā)套件和免費軟件工具，SimpleLink MCU 平臺可在整個產(chǎn)品組合中實現(xiàn) 100% 的代碼重用。SimpleLink 微控制器可幫助制造商快速開發(fā)和無縫重用資源，以擴展其互聯(lián)產(chǎn)品組合。

圖 2：Texas Instruments SimpleLink ? MCU 平臺支持 Wi-Fi、Zigbee、藍牙、Thread、低于 1GHZ 以及物聯(lián)網(wǎng)和短距離有線應用的有線標準。（來源：德州儀器）

無石英：SimpleLink ?無線 MCU內(nèi)部

Texas Instruments CC2652RB（圖 3）支持 Thread、 Zigbee? 、Bluetooth? 5.1 Low Energy、IEEE 802.15.4、支持 IPv6 的智能對象 (6LoWPAN) 和專有系統(tǒng)。這款新產(chǎn)品是業(yè)界首款無晶體無線 MCU，在封裝內(nèi)集成了 TI BAW 諧振器。

圖 3：Texas Instruments CC2652RB SimpleLink? 無線 MCU 是一款多協(xié)議 2.4GHz 無線無晶體 MCU，集成了 TI BAW 諧振器技術(shù)。（來源：德州儀器）

集成的 BAW 諧振器技術(shù)消除了對外部晶體的需求，而不會影響延遲或頻率穩(wěn)定性（圖 4）。該 MCU 允許設計工程師創(chuàng)建更簡單、更小的設計，同時提高性能并降低成本。它還將加快上市時間，因為設計人員將能夠消除選擇、校準和安裝外部石英晶體的過程。

圖 4：在硅芯片上制造的 BAW 技術(shù)。（來源：德州儀器）

該器件針對樓宇安全系統(tǒng)、HVAC、醫(yī)療、電動工具和有線網(wǎng)絡中的低功耗無線通信和高級傳感進行了優(yōu)化。它還針對便攜式電子產(chǎn)品、家庭影院和娛樂以及互聯(lián)外圍設備市場進行了優(yōu)化。

采用 BAW 技術(shù)的 MCU 的優(yōu)勢

采用 BAW 技術(shù)的 MCU 的優(yōu)勢包括：

封裝尺寸小

簡化開發(fā)

堅固耐用的設計

人身安全

讓我們更詳細地了解這些好處。

小包裝

在可穿戴醫(yī)療設備等應用中，節(jié)省空間至關重要。由于它們被集成到芯片封裝中，電路設計人員將不再需要使用安裝在電路板上的獨立時鐘設備。CC2652RB專為空間受限的無線應用而設計。移除外部 48MHz 晶體可將傳統(tǒng) 7mm x 7mm QFN 無線 MCU 的占位面積減少 12%。這也為您提供了更大的靈活性，可以將您的傳感器和外圍設備路由到 GPIO 引腳。

簡化開發(fā)

石英晶體是無線電射頻布局中最常見的痛點之一。它們通常是問題的根源，例如噪聲、串擾或晶體頻率調(diào)諧。這些問題通常需要在開發(fā)過程中重新設計 PCB 才能解決，從而增加您的開發(fā)成本。使用CC2652RB可以避免所有這些風險。

堅固耐用

當今的許多創(chuàng)新產(chǎn)品都存在于惡劣的環(huán)境中。從工業(yè)機器人的持續(xù)振動到跌落設備的機械沖擊，無線設備需要在許多情況下可靠地運行。BAW 諧振器技術(shù)是適用于惡劣環(huán)境的可行的長期設計選擇。它對機械沖擊和振動環(huán)境更具彈性，在根據(jù)行業(yè)標準 MIL-SD-883H 進行測試時，ppm 變化比外部石英晶體低三倍。該設備的額定使用壽命長達 10 年，而石英晶體的使用壽命通常為 5 至 6 年。這意味著更準確的無線電，以及更少的定時和傳輸錯誤，壽命幾乎翻了一番。石英晶體也更容易在機械沖擊下破裂，從而終止設備的無線功能。如果外部晶體破碎，則需要完全更換才能恢復無線功能。可以使用 BAW 諧振器從應用中移除這個易碎部件。

物理安全

使用 BAW 諧振器技術(shù)可以減少 MCU 安全性中的潛在弱點。移除外部晶體可以減少對系統(tǒng)進行與時序相關的邊信道攻擊的機會。

結(jié)論

好吧，當我結(jié)束計算機上的擊鍵時，我可以將注意力轉(zhuǎn)移到回家彈吉他上。我希望您已經(jīng)了解如何使用聲學效果只會幫助您在新設計中搖擺不定?，F(xiàn)在，讓我在趕上高峰時間時打開 AC/DC。

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