JAJA894 June 2025 CDC6C
バルク弾性波(BAW) 共振器技術は、高精度および超低ジッタのクロックを、その他の回路が含まれているパッケージに直接統合できる微小共振器技術です。BAW は、2 つの電極の間に圧電材料を挟んだ構造で、電気エネルギーを機械・音響エネルギーに変換し、信頼性の高い振動を生成し、高周波で安定したクロック出力を実現します。詳細については、、『TI BAW 共振器テクノロジーについて知っておくべき 5 つの重要事項』、技術記事をご覧ください。
CDC6C は、 BAW 共振器技術を採用しており、低ジッタ、低消費電力の整数出力分周器(IOD)と LVCMOS 出力ドライバ搭載をしています。これにより、250kHz ~ 200MHz の範囲で周波数出力を柔軟に設定できます。図 2-1に、 CDC6C の内部ブロック図の詳細を示します。この中には、低ノイズの LDO(低ドロップアウト)レギュレータが複数内蔵されており、電源ノイズを低減し、クリーンなクロック出力を供給します。内部の高精度温度センサは、周波数制御ロジックブロックに給電して、発振周波数の変動を抑制します。これらの周波数補正により、CDC6C は内部のすべての誤差源と 10 年間の経年劣化を考慮して、出力周波数を±50ppm 以内に維持することができます。
CDC6C BAW 発振器は、業界標準の小型パッケージ(3.2mm×2.5mm、2.5mm×2.0mm、2.0mm×1.6mm、および1.6mm×1.2mm)で提供されます。パッシブの水晶振動子とは異なり、CDC6C 発振器は外付けのチューニングコンデンサを必要としないため、図 2-2に示すように、PCB サイズと BOM コストの両方を削減できます。
図 2-2 CDC6C 発振器が利用可能なパッケージとレイアウト例CDC6Cは、市販の多くのシングルエンド 4 ピン水晶発振器のランドパターンと互換性のあるピンとパッケージなので、多くの場合、周囲のコンポーネントを変更することなく、そのまま置き換えることができます。詳細はこちらをご覧ください:『BAW 発振器の汎用ランドパターン』
CDC6Cには、周波数の柔軟性、温度安定性、電源ノイズ耐性など、多くの利点があります。以下の表はこれらの利点をまとめたもので、一部の水晶発振器に存在する設計上の制約をBAW発振器が解決した方法をご紹介しています。以下のアプリケーションノートの追加情報:
表 2-1に、周波数のフレキシビリティ、温度安定性、振動と機械的衝撃に対する感度の低減に関して従来の水晶発振器と比較した場合の BAW の利点の概要を示します。
| パラメータ | 水晶振動子 | BAW | 優位 |
|---|---|---|---|
| 周波数の柔軟性 | 出力周波数は、一度カッすると変更できない機械的パラメータによって制御されます。 | 電源の制約が緩和され、単一の IC が、ワンタイムプログラミング(OTP)により広範な周波数帯域をサポートします。 | BAW 発振器 |
| 温度安定性 | 補償されていない水晶発振器 の周波数と温度の応答は、ppm の変動が大きい放物線曲線に似ています。 | ±10ppm (温度範囲とは無関係に温度安定性を維持) | BAW 発振器 |
| 振動 | 10ppb/g を超える場合がある。通常は MIL-STD に合格しない。 | 一般的な値は 1 ppb/g 。MIL_STD_883F 2002 条件 A に合格した方法 | BAW 発振器 |
| 機械的衝撃 | 通常は MIL-STD に合格しない。2,000g で故障する可能性がある。 | 最大 1500g まで 0.5ppm 未満の変動。MIL_STD_883F 手法2007 条件 B に合格した方法 | BAW 発振器 |
表 2-2に、電源ノイズの低減、故障レートの低減、周波数のフレキシビリティ、信頼性の高いサプライチェーン、共通ランディングパターンにおける BAW の利点について、その概要を示します。
| パラメータ | 水晶発振器の制限 | BAW 発振器の設計 |
|---|---|---|
| 電源ノイズ | 通常、LDO は内蔵されていない。 | 内蔵 LDO により、電源ノイズ除去性能を改善(500kHz時、50mVのリップルに対し -72dBc PSRR) |
| 平均故障間隔 | 3300万時間 (動作時間) | 33億時間 (動作時間) |
| 周波数の柔軟性 | 水晶共振器(水晶振動子)による制限;異なる周波数には、異なる水晶共振器(水晶振動子)が必要となります | LVCMOS の各製品は、250kHz ~ 200MHz の任意の周波数に対応します |
| サプライ チェーン | 各種コンポーネント(共振器、ASIC、パッケージ)のビルドをサポートする複数のサードパーティー製品 | TIが社内で組み込み、組み立て、梱包しています |
| ランド パターン | ランドパターンはサプライヤーによって異なります | 汎用-業界標準のフットプリント |