工业设备通常经受更高水平的机械冲击和振动以及电磁源。在这些恶劣环境下工作时，振荡器必须符合其规格。如果振荡器不可靠，有可能导致灾难性故障。

用于制造SiTime振荡器的MEMS技术也用于制造救生自动动力部件，例如用于稳定性和牵引力控制的气囊传感器和陀螺仪。利用先进的MEMS技术，SiTime开发了一种专有谐振器设计，它具有固有的抗冲击和抗振动能力。SiTime谐振器的质量和结构设计非常小，使其对机械加速度等外力非常免疫。质量比石英谐振器小1000到3000倍的MEMS谐振器像非常硬的弹簧一样工作。SiTime器件采用单点、中心锚定的MEMS谐振器，专门设计用于消除应力误差源。

图3 :石英与SiTime低G灵敏度部件

G-灵敏度，以ppb / g表示，表示加速度引起的频率变化。SiTime的高温振荡器在一个小的2016塑料封装中提供0.1 Pb / g的性能。石英器件必须使用大型专用封装，以实现低G灵敏度性能(见图3 )。SiTime MHz振荡器封装在与石英器件兼容的标准塑料QFN封装中。这些包装符合RoHS标准，无铅，并且对湿度敏感一级( MSL - 1 )额定无限期储存寿命。对于需要更高板级焊点可靠性的工业应用，SiTime提供含铅SOT23 - 5封装。

SiTime设备安装在标准塑料包装中，并且高度抗冲击和振动。下面的测试结果显示，与SAW和三泛音石英基振荡器相比，SiTime振荡器在冲击和振动下的性能。图4显示了各种156.25MHz振荡器的ppb/g性能；图5显示了遭受500 g冲击时的频率偏差[ 3 ]，[ 4 ]。

图4 :振动鲁棒性[ 3 ]图5 :冲击鲁棒性[ 4 ]

硅MEMS振荡器表现出最好的电磁性能

SiTime振荡器通过管理时钟发出的EMI以及外部源产生的电磁( EM )力来提高系统性能。作为EMI的潜在来源，SiTime器件具有极大地降低源自时钟的EM能量的特征。这一点特别重要因为工业和医疗设备通常在靠近其它设备的环境中操作，其中一个设备可能对另一个设备的操作产生不利影响。为了减少EMI问题，SiTime提供了可编程的高驱动强度和低驱动强度，以及SoftEdge上升/下降时间控制。SiTime还提供具有中心扩展和下扩展选项的扩频振荡器。该特征允许频率被调制，以在更大的频率范围上扩展时钟信号的能量，并减少峰值EMI辐射。因为SiTime振荡器是石英振荡器的替代产品，所以它们可用于通过EMI测试，而无需更换电路板或使用昂贵的组件或屏蔽。有关更多信息，请参见SiTime振荡器上升和下降时间选择应用注释[ 5 ]和SiTime扩频时钟振荡器应用注释[ 6 ]。

图6 :时钟产生的电磁场

电磁干扰源电磁干扰降低特性

SiTime振荡器改善系统性能的第二个条件是在外部源辐射的电磁场下。如图8所示，SiTime振荡器表现出更好(更低)的EMS (电磁敏感性)。这种EMS性能是由于SiTime振荡器IC和MEMS谐振器的独特设计。斯提米振荡器还具有更强的抗电源噪声能力，如图9所示，这是因为振荡器结构包括片上调节器。与较大的石英谐振器相比，极小尺寸的SiTime谐振器最小化了天线拾取效应。此外，与压电驱动的石英器件相比，SiTime的MEMS谐振器是静电驱动的，因此固有地不受EMI影响。

图7 :外部源产生的电磁场

图8 :磁化率[ 7 ]图9 :电源噪声抑制[ 8 ]

结论

SiTime的MEMS振荡器具有承受大量振动、冲击和外部电磁力的能力，同时继续可靠且符合规格。超高可靠性加上SiTime振荡器的巨大特性和灵活性，使其成为工业应用的理想选择。