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CTS低功耗物联网应用晶体解决方案

物联网是一种新的无线试金石，它将实时信息、控制媒体和集线器连接到手机、平板电脑和电脑等无线设备上。这些应用程序被广泛应用于智能家居、智能城市、智能现实系统、智能医疗保健，智能农业和智能能源。通信协议和传输频率由IPv6、UDP、QUIC、Aeron和uIP等标准指导。因此，为满足新的通信需求而创建的下一代mcu、soc或fpga向芯片组设计者提出了挑战，以提供改进的快速通信和低噪声性能，而且具有低功耗。利用低功率元件有助于长时间连续运行，但也会增加降低石英晶体振荡器增益边际和信噪比等挑战。

目前，已有数十亿个已联网的物联网设备。随着5G基础设施将与更实惠的消费设备一起随时使用，预计未来十年联网设备将显著增加。5G所承诺的看似无限的连接将继续加重基础设施的负担，并推动芯片组性能的边界，需要定时块和相关的频率参考来提供非常可靠的低功率操作。

低功率要求和增益利润GM

先进的物联网芯片组采用了较低增益边际的振荡器设计，需要具有低等效串联电阻和低电镀电容[C0]的晶体，以确保在较宽的温度范围和较低的电池功率水平下快速启动。

许多芯片组[mcu、FPGAs和soc]的射频功能或定时块使用芯片Pierce振荡器配置来生成参考时钟频率。通常，这个块是一个逆变器放大器，通过添加一个外部石英晶振晶体谐振器[Y1 ]和两个负载电容器[CL1，CL2]来驱动谐振回路，图1。可包括一个额外的反馈电阻，以帮助稳定直流工作点。

利用由芯片组制造商提供的逆变器放大器的跨导值，可以计算出由放大器反馈回路和晶体谐振回路完成的参考时钟的增益裕度GM。参考文献如图1所示。