Disti-Abkommen mit SiTime erweitert Den richtigen Taktgeber für jeden Einsatzfall

Für jeden Anwendungsfall den geeigneten Taktgeber

Genau dies sind die Stärken der MEMS-basierten Oszillatoren von SiTime. Die kleine Bauform ist dabei ein weiterer Pluspunkt. Quarzbasierte Oszillatoren könnten in diesen Bereichen laut Aschoff oft nicht mithalten. Deshalb eignen sich die OCXOs auch besonders für den Einsatz in Automobilen. Denn die feuchtebeständigen, thermisch kontrollierten MEMS-OCXOs von SiTime zeichnen sich unter anderem durch eine dynamische Stabilität von ΔF/ΔT im Bereich von ±50 ppt/K (typ.) und eine Allan-Varianz (ADEV) von 2∙10–11 im Luftstrom aus. Im Gegensatz zu herkömmlichen quarzbasierten OCXOs gibt es mit den in nur 9 mm × 7 mm × 6,5 mm großen Gehäusen sitzenden Emerald-OCXOs zudem keinerlei Einschränkungen beim PCB-Layout. So benötigen sie beispielsweise keinerlei mechanische Abschirmung zur thermischen Isolierung. Und durch den On-Chip-Regler sind auch keine externen LDOs oder Ferritperlen erforderlich.

Dank der programmierbaren analogen Architektur können Systementwickler jede gewünschte Frequenz zwischen 1 MHz und 220 MHz frei wählen. Außerdem stellt die neueste MEMS-Timing-Generation von SiTime mit LVCMOS und Clipped Sinus zwei Ausgangstypen bereit. »Jetzt können wir mit den neuen OCXOs den kompletten Markt abdecken«, freut sich Aschoff.

Trotz vieler Vorteile eignen sich die MEMS-basierten Oszillatoren bislang allerdings bei Weitem noch nicht für alle Anwendungsfälle, und sie werden die Quarz-Oszillatoren wohl auch in Zukunft nicht komplett verdrängen. Deshalb vertreibt SE Spezial-Electronic auch die herkömmlichen quarzbasierten Oszillatoren und die Quarze einer Reihe weiterer Hersteller. Dazu zählen die Produkte des japanischen Herstellers KDS, der weltweiten Nummer 3 unter den Herstellern von Quarzen und Oszillatoren. Überall, wo kleine Bauformen gesucht sind, insbesondere TCXOs für den Einsatz im industriellen Umfeld, sind die quarzbasierten Produkte von KDS verbreitet. Beispielsweise die temperaturkompensierten Quarz-Oszillatoren: Der TCXO DSB211SDN, den SE Spezial-Electronic kürzlich ins Vertriebsprogramm aufgenommen hat, erreicht über den gesamten Temperaturbereich von –40 °C bis +85 °C eine stabile Ausgangsfrequenz mit Abweichungen von weniger als ±0,5 ppm. Der DSB211SDN ist grundsätzlich für einen Frequenzbereich von 12,288 bis 52 MHz ausgelegt.

Standardmäßig sind die Versionen „Automotive“ für den Temperaturbereich –40 bis +85 °C und Abweichungen bis ±0,5 ppm und die Versionen „Industrial“ für den Temperaturbereich –30 bis +85 °C ausgelegt.

Auf einen ganz anderen Marktsektor zielen die Produkte der Schweizer Micro Crystal ab. Das Unternehmen, das zur Swatch-Gruppe gehört, sieht sich als Technologieführer im Bereich der RTC-Module (Real-Time-Clock). Erst kürzlich hat das Unternehmen mit dem RV8263C7 eine besonders kleine und universell einsetzbare Echtzeituhr auf den Markt gebracht, die bei einer Spannung von 3 V einen Strom von 190 nA aufnimmt. Der Quarzkristall und der RTC-Chip sind in einem Keramik-SMD-Gehäuse mit den Abmessungen 3,5 mm × 1,5 mm × 0,8 mm untergebracht. Diese Integration macht die Kalibrierung überflüssig. Dabei erreicht die RTC eine Genauigkeit von ±20 ppm bei 25 °C, was durch eine individuelle Kalibrierung bei der Herstellung erreicht wird. Angezeigt werden Jahr, Monat, Datum, Wochentag, Stunden, Minuten und Sekunden. Die RTC verfügt über eine I2C-Scnittstelle und arbeitet über einen Spannungsbereich von 0,9 bis 5,5 V.

Neuer Rekord: RTC nimmt nur 40 nA auf

Mit 40 nA nimmt die RV3028C7 sogar einen noch deutlich geringeren Strom auf. Laut Mi­cro Crystal handelt es sich um die erste Real-Time-Clock weltweit, die bei 3 V Versorgungsspannung mit einer so geringen Stromaufnahme auskommt. Der geringe Stromverbrauch ermöglicht die Verwendung von MLCC-Kondensatoren zur Abdeckung der Backup-Zeit. Zusammen mit einem Event-Detektionseingang bietet das universelle RTC Module ideale Voraussetzungen für den Einsatz in Wearables, medizinischen Geräten und stromarmen IoT-Anwendungen.

Das Gehäuse, in dem der Quarz, der RTC-Chip und die Batterie-Backup-Schalter integriert sind, hat Abmessungen von nur 3,2 mm × 1,5 mm × 0,8 mm. Die hohe Genauigkeit von ±1 ppm bei Raumtemperatur macht zudem die Kalibrierung während der Fertigung überflüssig. Die dRV3028C7 arbeitet über einen Spannungsbereich von 1,2 bis 5,5 V.

Mit dem RV3028C7 habe Micro Crystal laut Aschhoff einmal mehr einen Meilenstein im Bereich der Zeitreferenzen gesetzt. »Das ist genau das, was die Anwender aus dem industriellen IoT-Umfeld verstärkt fordern: kleine Bauform, geringe Stromaufnahme und hohe Genauigkeit«, so Rolf Aschhoff.

Um die Angebotspalette im Bereich Quarze und Oszillatoren abzurunden, hat SE Spezial-Electronic zudem die Quarze der chinesischen Firma Hosonic im Programm, deren Schwerpunkt auf MHz-Quarzen liegt.

Mit dieser Auswahl an Partnern sieht Aschhoff das Unternehmen im Timing-Bereich für die Zukunft bestens gerüstet. Auch, weil das Unternehmen weitere Linien im Programm führe, deren Produkte sich mit SEs umfangreicher Zeitgeber-Palette ideal ergänzen würden. »Weil wir in Deutschland beispielsweise auch die Kommunikationsmodule von uBlox vertreiben, kennen wir die Anforderungen sehr genau, die dort an die Quarze und Oszillatoren gestellt werden.«