艾博康晶振企业在RF,连接,电源,定时领域面临新的挑战

Abracon晶振公司十多年来一直致力于为可穿戴设备和物联网开发领先的解决方案,物联网在功耗，电池寿命,连接性和处理能力方面面临新的挑战,新的要求迫使业界重新思考技术可以实现的目标,下一代节能MCU和RF芯片组设计降低了功耗,这会影响设计的所有方面,必要的是无源元件解决方案,全面满足这些新要求,构建,设计和验证方面的技术创新正在帮助物联网中的工程师进入市场.

定时:低功耗MCU和RF芯片组的设计旨在延长电池寿命,IC设计人员的实际情况是,他们的功率预算正在缩小,而且他们无法再使用大量的增益来驱动石英晶体,每个MCU和RF芯片组上的石英振荡器电路中的振荡器设计的一种新的吝啬方法迫使晶体技术适应,晶体必须达到更轻的电镀负载(CL)和更低的工作温度下的等效串联电阻(ESR),否则这些新的振荡器电路不能支持振荡,下一代低能量电路几乎没有希望能够支持以前晶体中的9pF到12pF的电镀负载,针对物联网进行了优化,CL的电镀负载低于8pF,某些频率达到3pF,同时保持低ESR,此外,这些新IC设计的更低结电容意味着1pF量级的走线电容可能成为一个重要的误差因素.

射频和连接:物联网要求设备保持连接但分布式,这只能通过一系列IoT RF协议来实现,例如蓝牙,WiFi,Zigbee,LoRaWAN,Sigfox和NB-IoT,此外,地理定位,位置跟踪和库存管理正迅速成为最受欢迎的物联网应用程序之一,通过晶振优化的RF芯片,必须考虑每一滴能量,收音机必须醒来,消耗尽可能少的电量,然后再睡觉直到再次召唤,这种低占空比的RF活动可以延长电池寿命,然而,在主动发送和接收时,无线电应该消耗尽可能少的功率,系统内优化以最低的电流消耗提供最佳范围.

动力与能源:每个系统都需要电源调节,在物联网中,期望电池寿命长,这一切都归结为设备消耗的总能量以及在其使用寿命期间可用的能量,能量收集的新技术正在成为现实,但如果没有固有的高效电力输送和调节,它们就毫无意义,需要开关模式电源中的低损耗,这推动了电感器技术的发展,在降低直流电阻的同时石英晶体振荡器实现高电感可以实现更高效的电源电路,为了说明效率的重要性,电源电路的效率从70％提高到95％,其功耗降低了80％以上,在所有条件相同的情况下,系统的总体能量需求减少了25％,从而延长了电池寿命.

IoT系统中使用的许多芯片和贴片晶振由于尺寸最小,可能无法与终端系统匹配,估计地平面的精确尺寸或芯片天线的匹配网络的精确值可能并不总是可能的,只有在测试中心频率和峰值增益的系统内验证才能用作天线完整系统RF优化的基础,Abracon的物联网天线解决方案提供出色的增益,支持多种频段的顶级协议,如LoRaWAN,Sigfox,GPS/GLONASS/BEIDOU,WiFi/Zigbee和BLE.为了在减少干扰的同时提高系统电池寿命和范围,Abracon的IoT天线由系统内优化服务提供支持.

其他考虑因素包括电力输送的形状因子,随着物联网设备变得更加可移动,电力电缆连接变得不合需要,艾博康电子提出了可靠性,维护,环境甚至安全限制和挑战,增加了石英晶振设计的成本和复杂性,相比之下,无线充电技术可以在不使用金属触点的情况下为物联网设备供电,没有暴露的金属连接,这种充电方案简化了设计并延长了耐用性,而不会牺牲充电时间.