體聲波(BAW)是什么?TI推出突破性基于BAW的全新嵌入式和模擬芯片打造全新電子心跳

2019-03-01 09:21:11 來源:EETOP

2019年2月28日,德州儀器TI在北京金隅喜來登酒店召開新品發布會,宣布推出基于體聲波(BAW)技術的全新嵌入式處理器和模擬芯片。該產品非常適合應用在下一代無線物聯網和通信基礎設施的設計中。EETOP應邀出席此次媒體見面會。

德州儀器中國區業務拓展總監吳健鴻先生為與會媒體做主要發言。據介紹,本次推出的采用TI BAW技術開發出的兩款設備分別是CC2652RB SimpleLinkTM無線微控制器(MCU)與LMK05318網絡同步器時鐘。它們將幫助系統設計師簡化設計邏輯,縮短產品上市時間,同時實現穩定、簡化和高性能的數據傳輸,從而可以降低潛在的整體開發和系統成本。


什么是體聲波(BAW)技術

體聲波(BAW)技術并非一個全新的技術,之前多用于濾波器中。在種類繁多的濾波器中,目前以聲表面波濾波器SAW和體聲波濾波器BAW應用最被看好。不過,隨著5G在全球各發達國家中的積極推進,全球移動數據流量正在以驚人的速度逐步增長。相較于4G頻段,5G頻率大幅度提高,頻段包括SUB-6GHA和毫米波部分。SAW使用上限頻率為2.5GHz-3GHz,BAW使用頻率在2.0GHz以上。隨著5G頻段更趨高頻,在濾波器行業,未來BAW市占率將提升,并可能會逐步替代SAW。 

而將BAW技術應用于時鐘中,吳健鴻先生說,TI目前是首家。體聲波(BAW)技術是一種微型諧振器技術,支持把高精度和超低抖動時鐘直接集成到包含其他電路的封裝中;BAW技術設備比外置石英晶振設備小巧,可提供更高質量的無線和有線網絡信號;從無線消費電子產品到高端工業系統,可為各種領域提供更高質量的通信和更高的效率。 

事實上,TI的CC2652RB和LMK05318并非新品,而是TI已經比較成熟的應用產品。此次推出的兩款產品,其實是加入了BAW技術的新版本。吳健鴻先生介紹說,考慮在時鐘中采用BAW技術,實際上是為了解決客戶的一些問題,如數據傳輸,尤其是在5G時代,需要更精準的時鐘單元,BAW可以實現,并且跟TI現有的產品也很容易結合。


TI體聲波(BAW)技術原理

隨著5G通信和大數據時代的到來,全球系統之間的數據傳輸速度日益加快,業務和營商方面的一個最重要的創新就是能夠調用和分析海量數據,推動決策者制定精明的決策。然而,在調用和分析大數據方面,目前的技術還跟不上數據量迅猛增長的腳步。由此,高精度時鐘就變得愈發重要了。 

幾十年來,設計人員一直使用石英晶體來制作時鐘,通過晶體振蕩,實現精確的節奏。但當這些昂貴的晶體出現磨損時,它們就會抖動或跳變,進而影響計時的精確性。

TI BAW 是一種電子振蕩器電路。它利用壓電效應,通過震動的微型聲波諧振器(BAW)的機械諧振產生穩定的電子信號。這種精確的高頻信號可為電子系統提供時鐘和計時參考。TI BAW諧振器技術中心層是壓電材料,當為該器件施加頻率,會導致機械結構震動,此時,層結構將捕獲產生的能量。BAW諧振器的關鍵屬性是具備存儲結構內的最大聲能,用以獲得高電氣q因子值。 

具有離散時鐘和石英晶體器件的通信和工業自動化系統可能不僅成本高昂,而且開發過程復雜、耗時,通常性能容易受到環境條件影響。TI推出的這款高度集成的芯片能夠有效提升性能,提高機械應力耐受性,例如振動和沖擊等。由于TI BAW技術能夠實現穩定的數據傳輸,所以有線和無線信號的數據同步更為精確并使得連續傳輸成為可能,這意味著可以快速、無縫地處理數據,大幅提升整個系統的效率。

SimpleLink™多協議標準CC2652RB無線MCU的主要特性和優勢

更小的總體積:作為業界先進的無外置石英晶振的無線MCU,CC2652RB在方形扁平無引腳(QFN)封裝內集成了一個BAW諧振器,因而無需外置高速48-MHz晶體。 

簡化的設計:CC2652RB是最低功耗的多標準器件,在單芯片上支持Zigbee®、Thread、低功耗藍牙®及私有2.4-GHz連接解決方案。且不同于目前市場上其他基于石英晶振的解決方案不同,該芯片支持-40°C到85°C的工作范圍,適合更廣泛的應用、環境和場景。

比肩低功耗藍牙的接收靈敏度性能-97dBm

超群的頻率精度

超低抖動單通道LMK05318網絡同步器時鐘的主要特性和優勢

更高的網絡性能:TI的新型單通道網絡同步器時鐘配備了BAW諧振器,適用于400-Gbps鏈路傳輸,有助系統更快傳輸更多數據,同時還可提供比競爭對手同類器件更高的系統抖動預算余量。憑借超低抖動和行業最佳的無中斷開關性能,LMK05318還針對56-Gbps和新興的112-Gbps脈沖幅度調制4鏈路提供了最低比特誤差率,實現更佳的網絡性能。

 

直觀的設計:相較競爭對手解決方案,由于無需系統內編程、并且簡化了電源要求、減少了輔助元件的物料單(BOM),LMK05318使得印刷電路板設計階段大為簡化,同時提供更高的時鐘性能。


TI體聲波(BAW)未來計劃

吳健鴻先生介紹說:“BAW技術確實并非全新的技術,但是如何投入量產卻確實是難題。為此,TI已經花了多年的時間來做調研。目前,LMK05318已經投入量產,CC2652RB則計劃于2019年下半年為客戶提供樣品。通過分析未來發展趨勢,我們能預見到突破性技術的影響將會提高全球對跨多種行業卓越創新的需求。未來,TI會考慮將BAW技術應用到TI的其它產品中?!?/span>


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