體聲波(BAW, Bulk Acoustic Wave)技術(shù)是一項(xiàng)非常成熟的技術(shù)，多用于濾波器中,。BAW濾波器可在高達(dá)20GHz的高頻工作,，對(duì)溫度變化不敏感，插入損耗小,，帶外衰減大,，在高頻段的應(yīng)用中極具優(yōu)勢(shì)，被視為接替SAW濾波器的新一代濾波器技術(shù),。

　　近日,，德州儀器（TI）開創(chuàng)歷史先河,，創(chuàng)新性得將BAW技術(shù)應(yīng)用于諧振器，發(fā)布了兩款全新的基于BAW諧振器技術(shù)的核心產(chǎn)品,。稱其非常適合應(yīng)用在下一代無(wú)線物聯(lián)網(wǎng)和通信基礎(chǔ)設(shè)施的設(shè)計(jì)中,。可幫助系統(tǒng)設(shè)計(jì)師簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)邏輯,，縮短產(chǎn)品上市時(shí)間,，同時(shí)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、簡(jiǎn)化和高性能的數(shù)據(jù)傳輸,，從而可以降低潛在的整體開發(fā)和系統(tǒng)成本,。

TI中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻

　　工業(yè)和通信應(yīng)用需要高精度的時(shí)鐘產(chǎn)品

　　每個(gè)電子系統(tǒng)都必須要有心跳--時(shí)鐘信號(hào)，它可以幫助每個(gè)組件完美同步的運(yùn)行,。幾十年來(lái),，設(shè)計(jì)人員一直使用石英晶體來(lái)產(chǎn)生這種電子心跳。通過(guò)晶體振蕩,，實(shí)現(xiàn)精確的節(jié)奏,。但當(dāng)這些昂貴的晶體出現(xiàn)磨損時(shí)，它們就會(huì)抖動(dòng)或跳變,，進(jìn)而影響計(jì)時(shí)的精確性,。

　　對(duì)于通信和工業(yè)自動(dòng)化系統(tǒng)而言，使用離散時(shí)鐘和石英晶體器件都具有一系列的局限性,，例如成本高昂,、開發(fā)過(guò)程復(fù)雜、耗時(shí),、性能易受環(huán)境條件影響,、穩(wěn)定性不佳，且器件占板面積大,。這些都成為困擾系統(tǒng)設(shè)計(jì)人員的難題,。

　　而隨著5G通信和大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，全球系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)傳輸速度日益加快,，現(xiàn)有的時(shí)鐘技術(shù)根本無(wú)法跟上數(shù)據(jù)量迅猛增長(zhǎng)的腳步,，高精度時(shí)鐘產(chǎn)品變得愈發(fā)重要。

　　TI首次將BAW諧振器技術(shù)應(yīng)用于集成時(shí)鐘功能,，采用TI BAW諧振器技術(shù)的新器件集成了參考時(shí)鐘諧振器,，以小尺寸提供最高頻率。這一高度集成的芯片能夠有效提升性能,，提高機(jī)械應(yīng)力耐受性,，例如振動(dòng)和沖擊等。由于TI BAW技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)穩(wěn)定的數(shù)據(jù)傳輸，所以有線和無(wú)線信號(hào)的數(shù)據(jù)同步更為精確并使得連續(xù)傳輸成為可能,，這意味著可以快速,、無(wú)縫地處理數(shù)據(jù)，大幅提升整個(gè)系統(tǒng)的效率,。

　　TI BAW諧振器技術(shù)工作原理

　　TI BAW振蕩器是一種電子振蕩器電路，它利用壓電效應(yīng),，通過(guò)震動(dòng)的微型聲波諧振器BAW的機(jī)械諧振產(chǎn)生穩(wěn)定的電子信號(hào),。這種精確的高頻信號(hào)可為電子系統(tǒng)提供時(shí)鐘和計(jì)時(shí)參考。BAW技術(shù)設(shè)備可謂從無(wú)線消費(fèi)電子產(chǎn)品到高端工業(yè)系統(tǒng)各種領(lǐng)域提供更高質(zhì)量的通信和更高的效率,。

　　圖：用作諧振器的壓電材料（a）,；在硅襯底上封裝的TI BAW器件

　　基于TI BAW技術(shù)的產(chǎn)品可為設(shè)計(jì)工程師提供多種優(yōu)勢(shì)：

• 更小的尺寸。集成至芯片封裝中,，電路設(shè)計(jì)師無(wú)需在電路板上安裝單獨(dú)的時(shí)鐘器件,。

• 大多數(shù)情況下能耗更低。許多物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用要求快速開啟時(shí)鐘系統(tǒng),?；赥I BAW技術(shù)的振蕩器的喚醒速度比石英晶體快100倍。

• 更小的數(shù)字噪音,。TI網(wǎng)絡(luò)同步器芯片提供的抖動(dòng)性能優(yōu)于目前市場(chǎng)上的同類性能最佳設(shè)備,。

• 更潔凈的時(shí)鐘。TI BAW諧振器提供超潔凈的計(jì)時(shí)參考,，這對(duì)每秒數(shù)百Gb的高速數(shù)據(jù)傳輸十分重要,。它也能集成到無(wú)線射頻芯片上，作為單芯片無(wú)線解決方案,。

  
  

　　而創(chuàng)新從來(lái)都不是一蹴而就的,，據(jù)TI中國(guó)區(qū)業(yè)務(wù)拓展總監(jiān)吳健鴻先生介紹，TI 從幾年前就開始了BAW諧振器技術(shù)的研發(fā)工作,，特別是量產(chǎn)一致性問(wèn)題,，費(fèi)了很大力氣才得以解決：“TI花了很長(zhǎng)的時(shí)間來(lái)攻克這一難題，后來(lái)通過(guò)在兩層不同的Silicon中間注入壓電材料來(lái)解決,，不僅實(shí)現(xiàn)了簡(jiǎn)單的生產(chǎn)工藝,，而且保證了量產(chǎn)良率?！?/p>

　　TI BAW技術(shù)典型應(yīng)用一：LMK05318

　　TI本次發(fā)布的產(chǎn)品之一是基于BAW技術(shù)的超低抖動(dòng)單通道網(wǎng)絡(luò)同步器時(shí)鐘LMK05318,，適用于400-Gbps鏈路傳輸，有助系統(tǒng)更快傳輸更多數(shù)據(jù),，可減少數(shù)字噪聲或抖動(dòng),。這些噪聲和抖動(dòng)通常來(lái)自數(shù)據(jù)中心核心網(wǎng)絡(luò)中有線或無(wú)線硬件基礎(chǔ)設(shè)施的通信子系統(tǒng)的輸入信號(hào)。消除噪音將為5G網(wǎng)絡(luò)等電信系統(tǒng)帶來(lái)諸多優(yōu)勢(shì),。憑借超低抖動(dòng)和行業(yè)最佳的無(wú)中斷開關(guān)性能,，LMK05318還針對(duì)56-Gbps和新興的112-Gbps脈沖幅度調(diào)制4鏈路提供了最低比特誤差率,，實(shí)現(xiàn)更佳的網(wǎng)絡(luò)性能。

　　同時(shí)由于無(wú)需系統(tǒng)內(nèi)編程,、并且簡(jiǎn)化了電源要求,、減少了輔助元件的物料單，LMK05318使得印刷電路板設(shè)計(jì)階段大為簡(jiǎn)化,，同時(shí)提供更高的時(shí)鐘性能,。

　　LMK05318：超低抖動(dòng)與行業(yè)最佳的無(wú)中斷切換性能

　　TI BAW技術(shù)典型應(yīng)用二：CC2652RB

　　據(jù)預(yù)測(cè)，到2022年,，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的支出預(yù)計(jì)將從2018年的1510億美元左右提升至1.2萬(wàn)億美元,。 這一大幅增長(zhǎng)表明，物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用正在深入滲透各個(gè)領(lǐng)域,?？萍脊尽⒚襟w和電信企業(yè)90%的高管表示,，物聯(lián)網(wǎng)是他們業(yè)務(wù)戰(zhàn)略的核心,。當(dāng)前物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用推廣的一個(gè)主要瓶頸是集成度不高，而無(wú)晶體無(wú)線技術(shù)恰恰可為物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用帶來(lái)巨大的優(yōu)勢(shì),。

　　圖：外部石英晶體解決方案和CC2652RB解決方案對(duì)比

　　TI本次發(fā)布的另外一款產(chǎn)品就是業(yè)內(nèi)首創(chuàng)的無(wú)晶體無(wú)線微處理器CC2652RB,，它在方形扁平無(wú)引腳封裝內(nèi)集成了一個(gè)BAW諧振器，因而無(wú)需外置高速48-MHz晶體,。CC2652RB可集成到低功率無(wú)線射頻設(shè)備中,，例如低功耗無(wú)晶體藍(lán)牙和Zigbee技術(shù)，從而減少由外部晶體引起的無(wú)線射頻故障,。設(shè)計(jì)工程師可利用CC2652RB完成更簡(jiǎn)單,、更小巧的設(shè)計(jì)，同時(shí)還能提升性能,、降低成本,。由于設(shè)計(jì)人員無(wú)需篩選、校準(zhǔn)和組裝外部石英晶體,，從而加快了產(chǎn)品上市的時(shí)間,。

　　CC2652RB：業(yè)界先進(jìn)的無(wú)外置石英晶振的無(wú)線MCU

　　目前，LMK05318已經(jīng)投入量產(chǎn),，CC2652RB則計(jì)劃于2019年下半年為客戶提供樣品,。未來(lái)，TI會(huì)將根據(jù)客戶的需求開發(fā)出更多集成TI BAW諧振器技術(shù)的產(chǎn)品,。