11 まとめ

TI の低消費電力ワイヤレス マイコン CC13xx、CC26xx、CC23xx、CC27xx ファミリでは、RF およびシステム機能用のリファレンス クロックとして内蔵の 24MHz または 48MHz 高周波発振器 (XOSC-HF または HFXT) に依存しています。高精度のクロック ソースは、RF 性能の維持、規制への準拠、効率的なシステム動作に不可欠です。パワーダウン モードでは、高周波発振器は通常オフになり、特に Bluetooth Low Energy のような時間同期プロトコルでは、32.768kHz の低周波数発振器 (XOSC-LF または LFXT) がシステム タイミングを維持します。これらの発振器はピアス アーキテクチャを使用し、水晶と関連するコンデンサがパイ フィルタを形成して、周波数を安定させます。

水晶振動子を選択する際の主要な要因には、等価直列抵抗 (ESR)、直列インダクタンス、励振レベル、容量性負荷があります。ESR は、共振時の水晶振動子の抵抗を表し、信頼性の高いスタートアップと効率的な動作を確実に実現するために十分に低い値にする必要があります。水晶振動子の励振レベルは、マイクロワットで定義され、損傷を防ぐためにメーカーの仕様を超えないようにする必要があります。発振器回路の相互コンダクタンス (gm) によって水晶振動子を駆動する能力が決まります。CC23xx または CC27xx は高周波発振器で、19mS gm、CC13xx または CC26xx は 7mS、低周波発振器は 30μS です。スタートアップ時間は、負性抵抗、直列インダクタンス、回路全体の条件に依存します。

周波数精度は、製造時の許容誤差、温度安定性、経年劣化、負荷容量の不一致による周波数プルに依存します。負荷容量 (CL) は、正しい発振周波数を検証する上で重要であり、オンチップ コンデンサと外部コンデンサの両方を考慮に入れます。デバイスの仕様に適合するように、水晶振動子を選択する必要があります。これにより、低容量性負荷とのバランスを維持し、電力効率の向上と環境変動に対する安定性のバランスを確保することができます。信頼性の高いスタートアップを保証するには、負性抵抗を ESR の少なくとも 3 倍にする必要があります。ESR が過度な場合、スタートアップ時間が長くなる可能性があります。

水晶振動子の選択を最適化するには、サイズ、性能、コストの間でのトレードオフを考慮する必要があります。直列抵抗と直列インダクタンスが小さく、適切な容量性負荷のある水晶振動子を選択することで、スタートアップ時間と消費電力を削減することができます。推奨水晶振動子のリストが表示されていますが、重要な仕様を満たしている限り、その選択は水晶振動子だけに限定されません。内部容量設定が最小限に抑えられている場合、外部コンデンサを使用して CL を微調整できます。バッテリ駆動のワイヤレス アプリケーションで安定した動作と効率的な性能を維持するには、水晶振動子の適切な選択が不可欠です。