恒温振荡器作用(SiTime发布业界首款MEMS恒温振荡器，助力5G基站部署)

作者：刘岩轩

运营商们正在积极筹备5G网络的架设，预计明年即可实现部分地区试点，2020年或可迎来大规模应用。而我们都知道，为了实现更高传输速率，5G基站运用了诸如Massive MIMO等多种技术，因此其在应对严苛外界工况的时候，需要比传统基站有着更高的可靠性。

如果要实现稳定高速的5G传输网络，那么就对于晶振提出了更高精度和更高可靠性的需求。SiTime专注于提供高性能MEMS传感器，近日专门针对5G应用发布了全新的Emerald产品线的恒温晶振(OCXO)。SiTime营销执行副总裁Piyush Sevalia进行了精彩的演讲。

5G对于晶振提出了更高的要求

因为5G的传输带宽较大，因此在我们现在的居住环境内将会安置更多的无线基站。而在这些人类簇集的地方，很难找到一块空旷的地方来进行基站架设。因此5G基站将会部署在譬如地铁、高塔等位置，这就对于晶振的尺寸和抗震性提出了更高的要求。

5G服务的成功要求在所有条件下实现无线对无线时间精确性，时间误差不能超过130ns，而在4G时代的时间误差要求为1.5个ms左右，因此5G相比4G，在时间精准度上有了10倍的提升。精准计时是5G基础架构的核心。时钟需要无“激发性跳变”，免受冲击、振动、温度的影响。Piyush先生提到了几个指标，一个是高温稳定性，SiTime的恒温时钟已经达到了±5ppb;另一个指标是ΔF/ΔT，它体现了在瞬间温度变化时频率的变化，可以体现在温度变化情况下晶振的频率稳定性。SiTime的恒温晶振产品达到了±50 ppt/℃，比适应晶振优秀10倍。在抗振动方面，SiTime的恒温晶振可以达到±0.1ppb/g，比石英的恒温晶振优秀10倍。

Emerald MEMS OCXO完全适合5G需求

SiTime此次推出的Emerald恒温晶振，是完全应对5G需求而推出的MEMS时钟产品。首先在性能上，正如上文所提及的，SiTime的Emerald MEMS恒温晶振产品，相比传统石英产品有着很多优势。

上图是标称±5ppb的Emerald平台的恒温晶振，实测在全温工作范围内的浮动仅仅为±1ppb之内。在瞬间温度变化时，频率变化也非常的平稳。仅仅在±0.05ppb之内。据Piyush介绍，传统石英恒温晶振的厂商，需要从外部采购很多零部件，然后回来组装;而SiTime从MEMS的谐振子道IC设计，道温补补偿的整个技术全部都是自有掌控。所以可以实现对MEMS晶振的一个系统级的把控，实现更好的产品一致性和高可靠性。

除了参数更优秀外，Emerald平台下的晶振还有一个非常创新的特性，那就是可编程性。晶振通常工作寿命可以达到10年之久，而你可以想象到，用不了10年，可能过几年之后，5G又会被新的协议标准取代，这时候有可能就要对晶振的频率进行修改。传统石英晶振就不能实现参数的调整。而SiTime的MEMS恒温晶振可以通过I2C来进行参数调整，Emerald OCXO 可提供 1 到 220MHz 范围内任意频率，支持 LVCMOS/限幅正弦波输出。

“时序可能是 5G 系统中最大的潜在故障点”，在整个5G网络中，SiTime都提供了合适的晶振解决方案。从核心网到回传网络，再到基站、前传网络到射频的RRH，Emerald恒温晶振和两年前发布的高稳Elite平台的高温TCXO晶振，可以提供全面的解决方案。据悉，除了可以通过I2C接口对Emerald恒温晶振实现频率调节外，SiTime在未来还将提供晶振内部温度读取的功能，用于实现晶振健康监控的功能。