电源噪声不利于系统性能 MEMS振荡器高度抗电磁能量

电磁敏感性（EMS）是应用中的重要考虑因素，因为电磁（EM）能量会显着影响振荡器的性能。与石英振荡器相比，具有精心设计的模拟电路的MEMS振荡器对EM噪声不那么敏感。 石英振荡器封装上的金属盖不能保证免受电磁力的影响。EMS的性能更多地取决于固有的谐振器阻抗和耦合机制以及振荡器的模拟电路设计。 基于标准的测试表明，SiTIme振荡器的性能优于其他时钟设备，如图1所示。

图1：各种振荡器上由EM引起的平均相位噪声杂散

系统中的电源可能是不利于系统性能的主要噪声源，并且在打开和关闭电源时会放大此噪声。大部分噪声可以通过无源滤波器和去耦电容器滤除。但是，仍然存在一些噪声，电路板问题（例如接地反d）会对时钟抖动产生负面影响。电源噪声灵敏度（PSNS）是模拟电路设计中使用的参数，它指示电路对电源噪声的鲁棒性。测试结果表明，SiTIme振荡器的PSNS远远优于石英器件，包括设计用于满足高频，低抖动要求的石英表面声波（SAW）振荡器。

图2显示了对于50mV峰峰值电源噪声，积分相位抖动与电源开关噪声频率的关系，并将石英振荡器与SiTIme MEMS振荡器的结果进行了比较。如图所示，SiTIme MEMS振荡器的抖动在几乎所有噪声频率下均较低。与典型的石英振荡器制造商不同，SiTime使用包括PSNS电路在内的高级模拟设计技术为其MEMS振荡器设计模拟电路，以保护振荡器免受电源引起的抖动的影响。

图2：SiTime MEMS振荡器（下部线路）和石英振荡器在存在50mV峰峰值电源噪声的情况下的相位抖动与电源开关噪声频率的关系

MEMS振荡器在整个温度范围内表现出更好的频率稳定性

计量设备在变化的环境中且通常在较宽的温度范围内运行。 MEMS振荡器是高温环境的理想选择，因为它们在整个温度范围内都能提供高度稳定的时钟信号。 例如，在低功率仪表应用中使用的基于SiTime MEMS的32 kHz计时设备采用了TempFlat MEMS™技术，该技术可在整个温度范围内实现出色的频率。

图3a：SiT1532 32 kHz振荡器稳定性 图3b：SiT1552 32 kHz TCXO±5 ppm稳定性

图3a显示了基于SiT1532 MEMS的32.768 kHz振荡器的频率稳定性与温度特性曲线。工业温度（《100 PPM p-p）的SiT1532规格限制以蓝色虚线显示。红色曲线显示了使用基于石英的XTAL音叉类型的32.768 kHz振荡器的典型规格极限。图3b显示了基于SiT1552 MEMS的TCXO温度补偿振荡器的频率稳定性，该振荡器已在多个频率点上进行了出厂校准（微调），以确保在整个温度范围内具有极高的稳定性。