定时器件广泛应用在各种电子产品之中,能够为电路提供规律的时钟讯号,使电子器件之间能够协调或同步。本文将为您简介定时器件的类型,以及村田制作所(Murata)生产的定时器件在医疗保健产品中的应用。
高质量定时器件可满足高精度的医疗要求
每一种电子设备都包含许多电子电路,时钟信号是以规则间隔振荡的稳定信号,即以稳定的周期振荡,这对于让电路正常工作是必要的器件。换句话说,电子电路会参考时钟信号操作,时钟信号不仅为电路提供定时提示,使它们能够提供其功能,它还允许电路与外围控制器协调或同步。定时器件产生以恒定周期振荡的参考信号,它对于确保电子设备的正常功能是必不可少的,在大多数定时器件中,核心组件是由陶瓷或晶体制成。
定时器件是如何产生稳定的时钟讯号呢?其操作原理是采用压电效应,是指某些压电材料会响应施加机械应力时产生的电荷累积,逆压电效应则是在压电材料上施加电场来在内部产生机械应变,将这些原理应用于石英晶体和陶瓷便可以产生具有稳定频率的振荡。
晶体器件按应用、类型或功能可分成利用稳定晶体以恒定频率产生振荡的石英晶体,以及用模块包装用于振荡石英晶体电路的晶体振荡器。陶瓷谐振器则是利用压电陶瓷的机械共振原理的振动组件,相当有利于小型化和大规模生产,因此可用于诸如汽车电子,消费设备和家用电器的一系列应用中。
共振材料又可分成多晶(陶瓷)、单晶(石英晶体)两种类型,大多数多晶(陶瓷)都是由细晶体组成,每个晶体由具有正或负电荷的原子组成,通过施加高直流电压,由自发极化产生的极轴在均匀方向上排列,将陶瓷变成具有多晶结构的压电陶瓷。单晶(石英晶体)是压电单晶,其低水平的晶体缺陷和杂质意味着具有高频温特性。人造晶体的生产特别重视质量,目的是通过最小化晶体缺陷和杂质的水平,来获得接近天然晶体的性质。
村田的晶体谐振器采用与一般晶体谐振器不同的封装构造。相对于一般的晶体谐振器采用空穴构造的陶瓷封装,村田的晶体谐振器采用陶瓷谐振器中平面构造的氧化铝基板和金属帽相结合的构造,与传统的晶体谐振器相比,在降低材料费用的同时,可提高供给的稳定性和增产的对应能力。
在血糖机、血压计等医疗保健电子产品中,定时器件对于量测的精度具有关键性的影响,此外,精巧体积的定时器件也可以缩小产品的尺寸,同时降低功耗。以下将以血糖机中的定时器件为例,看村田的方案有哪些选择。首先,针对主处理器、USB、显示控制器,可以采用CSTCR-G系列(4到7.999 MHz)、CSTNE-G与CSTNE-V系列(8到20 MHz)的SMD陶瓷谐振器,通过小型封装实现高密度安装,无需外部负载电容,采用CERALOCK®贱金属电极技术制造,由于不使用贵金属(钯),因此可以长期稳定供应。
采用树脂密封包装的XRCGB-F-P系列(16 MHz / 24 MHz / 32 MHz)SMD晶体单元则可以用在BLE(低功率蓝牙),金属密封包装的XRCMD系列32 MHz SMD型晶体单元也可以用在BLE,37.4 MHz / 38.4 MHz / 40 MHz / 48 MHz晶体单元则可以用在WiFi,金属密封包装的XRCTD系列(37.4 MHz / 38.4 MHz / 48MHz)SMD型晶体单元也可以用在WiFi,XRCTD(32 MHz)晶体单元则用在BLE。这些器件采用村田原创的封装技术实现了这些紧凑的高品质晶体单元,负载电容取决于用户设计,可指定负载电容以达到最佳值。
此外,WMRAG系列(32.768 kHz)MEMS定时器件也可以用在BLE,村田的MEMS谐振器是压电组件,用作机械谐振器以产生恒定频率。MEMS技术被用于实现世界上尺寸最小的谐振器,具有极低的ESR特性,这是目前石英晶体谐振器无法实现的。村田的MEMS谐振器采用超紧凑芯片级封装(CSP),实现了出色的频率精度和稳定的温度特性,无需使用有源组件来校正温度引起的初始频率和频率偏移,这有助于客户降低功耗和安装空间。
PKLCS系列(2.0 kHz / 2.4 kHz / 4.0 kHz)与PKMCS系列(4.0 kHz)压电发声器则可以用在蜂鸣器,这种SMD压电发声器针对小型设备进行了优化,如血糖仪、临床温度计、照相机用照相闪光灯和便携式终端,用于高密度安装的SMD型发声器是采用村田专有声学设计、结构设计技术和高性能陶瓷所开发的产品。