注意了!不正确选购有可能会增加购买石英晶体振荡器的成本
　　晶体和振荡器都是常见的频率组件,我们现在使用和日常见到的电子产品,智能电子类产品几乎都要用到它们,前者的成本比较低,但是从性能,稳定性各方面来说,对比后者会较差一些.石英晶体振荡器是在晶体的基础上,升级版的石英频率元件.因此生产成本也比较高,首先在技术和工艺高就要更精密,更高超,随着现在的产品功能越来越多,对电子元器件的要求变得更高,很多厂家不得不放弃普通的石英晶体方案,改用价格较高的晶体振荡器.
　　成本提高了生产厂家们当然是不愿意的,因此在采购时想尽办法与供应商协商,花费大量的人力和时间寻找低价格的振荡器,然而一分钱一分货,价格偏低的石英振荡器品质无法保证,投入到生产当中一旦有问题,损失将是难以估量的,因此购买电子元器件一定要选择正规的厂家和渠道来源.当然,除了货比三家找最低价格这个方法之外,也有不用高成本采购正品晶振的方法.三种情况检查了何时使用振荡器和晶体的设计问题和价值.
　　您是否考虑过使用晶体振荡器和MEMS可编程晶振的实际成本?当晶体的价格看起来如此便宜时,至少在表面上,这个问题可能不是您选择过程中的首要问题.但是,尽管晶体组件的成本通常较低,但是一旦计算出总设计成本,情况就大不相同了.
　　美国SiTime晶振公司听到了许多客户的电话,他们遇到晶体设计问题,例如冷启动故障,晶体不匹配引起的振荡器电路问题或无法通过EMI测试.这些问题会导致开发过程中工程成本超支,并可能导致成本高昂的质量问题.另外,延迟产品发布日期可能会导致失去宝贵的机会.在这里,我们分享了三种情况,当面对晶体设计问题时,客户来到SiTime来降低他们的总体拥有成本.
　　但是首先让我们简要介绍一下基础知识——晶体(XTAL)和振荡器(XO)有什么区别?石英晶体(有时称为谐振器)是一种运动/谐振的无源设备,它连接到其定时的芯片中的外部振荡电路,例如SoC,微控制器或处理器,如左下方所示.

　　右图所示的振荡器是一种集成的时序解决方案,在一个有源器件中包含一个谐振器和一个振荡器IC.就SiTime振荡器而言,该谐振器基于硅MEMS(微机电系统)技术,而不是传统的石英晶体.这种架构可实现强大的“即插即用”计时产品,这些产品具有灵活性,并且很容易在系统中进行设计.
总共成本:
　　振荡器具有易于解决的功能,因为它们包含的功能和特性可以解决常见且通常很困难的时序设计问题,如以下情况所示.频率稳定性和封装尺寸的XTAL和XO的价格[1].计时组件的价格加上解决该问题所需的工程工时成本(基于每小时50美元).根据生产量和工程时间,每种情况都有不同的断点.当数量大并且大批量分摊设计成本时,使用晶体进行设计的成本就会降低,这不足为奇.相反,当数量较少时,使用振荡器的成本较低.但是这个故事还有更多.
　　由于项目设计延迟而导致的机会成本未计入以下计算中,这在某些市场中可能是巨大的.在某些情况下,外部服务和测试会产生额外费用,而这些费用也可能是巨大的.此外,还有其他惩罚措施,例如,用于板子重新旋转的附加材料/组件的成本,晶体所需的负载电容器的成本以及电容器所消耗的额外板子空间,所有这些都会使方程式更倾向于使用有源晶振.为简单起见,在以下示例中,我们仅包括了计时组件的成本和纠正晶体问题的工程时间.
1.晶振与振荡器的成本–冷启动失败
　　与晶体不同,MEMS振荡器没有启动问题.在这种情况下,需要15个小时的工程工作来纠正晶体启动问题.在这里,通过相对较快的解决方案,当产量约为2800单位或更少时,就可以实现使用MEMS振荡器的成本优势.

2.晶振与振荡器的成本–晶振不匹配会导致振荡器故障
　　由于振荡器是一种集成解决方案(将谐振器和振荡器IC组合在一个封装中),因此消除了匹配误差.设计人员无需担心晶体运动阻抗,谐振模式,驱动电平,振荡器负电阻或其他配对注意事项.在这种情况下,需要40个小时的工程工作来纠正匹配问题,使使用振荡器放样的成本大约为8,000个单位或更少.

3.晶振与振荡器的成本–EMI合规性失败
　　时钟通常是导致系统EMI(电磁干扰)的最大因素,它可能导致原型无法通过一致性测试.SiTime可编程MEMS振荡器提供了多种技术,可快速轻松地降低EMI.一种这样的技术是扩频时钟.另一个功能是FlexEdge™,这是一种可编程功能,用于调整时钟信号的上升/下降时间(转换速率)以降低EMI.
　　另一方面,晶体没有这些功能.如果设计人员需要使用屏蔽或在晶体中添加扩频时钟发生器IC,则会增加成本和电路板空间.另外,租用消声室进行额外测试可能还会产生$3,000的费用.要重新设计电路板并进行重新测试,可能需要花费50个小时的工程工作,因此使用MEMS振荡器的体积大约为11,000或更少将更加有利.并且这不包括上述额外的材料和测试设施成本.

底线–全面节省:
　　除了直接成本外,还有其他因素会影响石英晶体谐振器设计的成本.例如,振荡器可以驱动多个负载.这意味着一个振荡器可以代替多个晶体,而晶体只能为一个设备提供信号.此外,SiTime MEMS振荡器基于可编程架构,可在很宽范围内的任何频率,稳定性和电压下轻松使用.这为设计师优化设计提供了极大的灵活性.

　　如果需要更改规格,可编程性还可以减少鉴定工作的成本.节省时间的好处是可能的,因为MEMS振荡器(在编程之前)可以生成数百万个零件编号和规格组合,所有零件和零件都具有相同的基本零件.最大的间接节省之一可能是更高的可靠性和质量.与具有约2500万MTBF的典型石英器件相比,SiTimeMEMS振荡器具有10亿小时以上的MTBF(平均故障间隔时间)更高的可靠性.而且我们的设备所提供的质量低于2DPPM,这是石英设备的30倍左右.加上SiTime MEMS振荡器,与石英晶体相比,具有更好的抗冲击和振动的存活率.
　　较高的石英晶体故障率会在许多方面增加成本,例如,根本原因分析所需的资源成本增加或额外的服务和更换成本.加上质量问题对公司声誉的损害,可能会对公司的利润产生巨大而持久的负面影响.使用石英晶体振荡器代替晶体可以在许多方面降低成本.当采购着重于降低组件成本时,请记住,从长远来看,放眼全局将最终节省开支.
　　在遇到石英晶体振荡器成本过高,方案难以通过的情况下,不妨可以考虑采用MEMS振荡器代替的可能性,自2005年SiTime公司开发出降低成本的方法以来,MEMS可编程振荡器得到快速发展,目前已成功代替多种石英振荡器料号.从以上3个方面看,选对正确的设计,就可以降低采购的成本.
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