কম-পাওয়ার ইলেকট্রনিক পণ্যগুলিতে, সময় উত্সগুলি ব্যাটারি জীবন, নির্ভরযোগ্যতা এবং কর্মক্ষমতার জন্য অন্তর্নিহিত ড্রাইভিং কারণ। কয়েক দশক ধরে, সিলিকন-ভিত্তিক মাইক্রোইলেক্ট্রোমেকানিকাল সিস্টেম (MEMS) অসিলেটরগুলির আবির্ভাবের আগ পর্যন্ত ইলেকট্রনিক পণ্যগুলিতে কোয়ার্টজ স্ফটিকগুলি আদর্শ সময়ের উপাদান ছিল।
পরিধানযোগ্য ডিভাইস এবং IoT সেন্সর থেকে শুরু করে শিল্প এবং উচ্চ-গতির ডিজিটাল সিস্টেম পর্যন্ত বিভিন্ন অ্যাপ্লিকেশন ডিজাইন করার ক্ষেত্রে MEMS অসিলেটর নির্বাচন করা সবচেয়ে প্রভাবশালী পদক্ষেপগুলির মধ্যে একটি। এই ধরনের ক্রিস্টাল একটি সিলিকন ওয়েফারের উপর খোদাই করা হয় এবং একটি সুনির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে কম্পন করে, একটি স্থিতিশীল ডিজিটাল সময় সংকেত প্রদান করে।
সুনির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে কম্পনের জন্য ভোল্টেজ প্রয়োগ করার সময় তাদের পাইজোইলেকট্রিসিটির উপর নির্ভর করে কোয়ার্টজ স্ফটিকগুলি 1930 সাল থেকে ব্যবহার করা হচ্ছে। কোয়ার্টজ স্ফটিকগুলির প্রাকৃতিক স্থিতিশীলতা রয়েছে, যা মাইক্রোকন্ট্রোলার এবং রেডিওগুলির মতো ডিভাইসগুলির জন্য দীর্ঘমেয়াদী নির্ভরযোগ্য সময় নিশ্চিত করে।
যাইহোক, কোয়ার্টজ স্ফটিক তুলনামূলকভাবে ভঙ্গুর এবং নির্দিষ্ট ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, যা ডিজাইনের পুনরাবৃত্তি এবং ফ্রিকোয়েন্সি কাস্টমাইজেশনের সময় সমস্যা সৃষ্টি করতে পারে। উপরন্তু, কোয়ার্টজ স্ফটিকগুলি চালিত হওয়ার পরে শুধুমাত্র কয়েক মিলিসেকেন্ড স্থিতিশীল করে, যা ঘন ঘন ঘুমের চক্রের সাথে কম শক্তির ডিভাইসগুলির জন্য অনুপযুক্ত করে তোলে।
ইলেকট্রনিক বিকল্প যেমন রেজিস্ট্যান্স ক্যাপাসিট্যান্স (RC) অসিলেটর এবং ইন্ডাকট্যান্স ক্যাপাসিট্যান্স (LC) অসিলেটর ইলেকট্রনিক উপাদান থেকে ঘড়ির সংকেত তৈরি করতে পারে, কিন্তু তাপমাত্রা, ভোল্টেজ বা বার্ধক্যজনিত কারণে ফ্রিকোয়েন্সি ড্রিফট হতে পারে।
এমইএমএস অসিলেটরগুলি কোয়ার্টজের যান্ত্রিক স্থায়িত্বকে ক্ষুদ্রকরণ, প্রভাব প্রতিরোধের এবং সিলিকনের কনফিগারযোগ্যতার সাথে একীভূত করে। অতএব, এই অসিলেটরটি এমন অ্যাপ্লিকেশনগুলির জন্য বিশেষভাবে উপযুক্ত যেগুলির জন্য কম শক্তি খরচ, স্থায়িত্ব বা সীমিত স্থান প্রয়োজন৷ এই অসিলেটরটি মাইক্রোসেকেন্ড লেভেলের গতিতে জেগে ওঠে, স্থিতিশীল থাকে এবং তাপমাত্রা পরিবর্তনের সময় কম শক্তি খরচ করে, যার ফলে কাজ করার সময় বেশি হয়, ব্যাটারির আকার ছোট হয়, আরও কমপ্যাক্ট এবং টেকসই ডিজাইন হয়।
সিসমিক রেজিস্ট্যান্ট এবং প্রোগ্রামেবল অপশন
Abracon AMMLP সিরিজের MEMS অসিলেটর সহ বিভিন্ন সময় এবং ফ্রিকোয়েন্সি কন্ট্রোল ডিভাইস অফার করে, যা অতি কমপ্যাক্ট, কম-পাওয়ার প্যাকেজিংয়ে উচ্চ-নির্ভুলতা ফ্রিকোয়েন্সি নিয়ন্ত্রণ সক্ষম করে (চিত্র 1)। ঐতিহ্যগত কোয়ার্টজের সাথে তুলনা করে, AMMLP ডিভাইসগুলি শক প্রতিরোধ, অতি ছোট আকার এবং প্রোগ্রামযোগ্যতা দ্বারা চিহ্নিত করা হয়, যা সম্পূর্ণরূপে প্রকৌশলীদের ডিজাইন ফ্রিকোয়েন্সি এবং প্যাকেজিং প্রয়োজনীয়তা পূরণ করে।
চিত্র 1: Abracon এর AMMLP সিরিজ MEMS অসিলেটর একটি বিস্তৃত ফ্রিকোয়েন্সি নির্বাচন পরিসীমা সহ শিল্প মানক প্যাকেজিং গ্রহণ করে। (চিত্রের উত্স: Abracon)
পরবর্তী প্রজন্মের ফিটনেস ট্র্যাকার থেকে স্বায়ত্তশাসিত ড্রোন পর্যন্ত, AMMLP অসিলেটরগুলি আধুনিক অ্যাপ্লিকেশনের জন্য প্রয়োজনীয় সুনির্দিষ্ট, কম-পাওয়ার সময় প্রদান করতে পারে। AMMLP ডিভাইসের ফ্রিকোয়েন্সি পরিসীমা হল 2.3 MHz থেকে 170 MHz, সম্পূর্ণ পরিসীমার সাথে যা নির্ভুলতা, কম বিদ্যুত খরচ এবং নমনীয়তাকে একত্রিত করে। এই ডিভাইসগুলি চারটি পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ সমর্থন করে: 1.8 V, 2.5 V, 3.3 V, বা 2.25 V থেকে 3.6 V পর্যন্ত একটানা ভোল্টেজ।
শক্তি খরচের দৃষ্টিকোণ থেকে, AMMLP অসিলেটরগুলি শক্তি দক্ষতার জন্য ডিজাইন করা হয়েছে, যার একটি সাধারণ বর্তমান খরচ প্রায় 6.5 mA। অনেক মডেলের মধ্যে স্ট্যান্ডবাই বা আউটপুট সক্ষম মোডও অন্তর্ভুক্ত থাকে, যাতে ডিভাইসটি শক্তি-দক্ষ থাকাকালীন তাদের স্লিপ মোডে প্রবেশ করতে দেয়। এই অসিলেটরটি 2.0 x 1.6 মিমি, 2.5 x 2.0 মিমি, 3.2 x 2.5 মিমি, 5.0 x 3.2 মিমি এবং 7.0 x 5.0 মিমি শিল্পের স্ট্যান্ডার্ড প্যাকেজ মাপ গ্রহণ করে, এমনকি সবচেয়ে কমপ্যাক্ট ডিজাইনেও এমবেডেড ইন্টিগ্রেশন অর্জন করা সহজ করে তোলে।
ফ্রিকোয়েন্সি স্থিতিশীলতা
Abracon ডিভাইসগুলি কারখানা ছাড়ার আগে তাদের পরিসরের মধ্যে প্রায় যেকোনো ফ্রিকোয়েন্সির জন্য প্রোগ্রাম করা যেতে পারে। ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব ± 20 পিপিএম থেকে ± 50 পিপিএম বিস্তৃত তাপমাত্রা পরিসরের মধ্যে নির্বাচন করা যেতে পারে, পোর্টেবল শিল্প বা ভোক্তা অ্যাপ্লিকেশনের জন্য সময় সামঞ্জস্য নিশ্চিত করে।
AMMLPAALJS-24.0000T একটি 2.0 x 1.6 মিমি এমইএমএস অসিলেটর যা উচ্চ-নির্ভুলতা, কম-পাওয়ার 24 মেগাহার্টজ মধ্যবর্তী ফ্রিকোয়েন্সি প্রদান করার সময় PCB স্থান সংরক্ষণ করে। এই অসিলেটর মাইক্রোকন্ট্রোলার, ওয়্যারলেস আরএফ এবং অন্যান্য ডিজিটাল সার্কিটের জন্য স্থিতিশীল ঘড়ির সংকেত প্রদান করে। পাওয়ার সাপ্লাই ভোল্টেজ 2.25 V থেকে 3.63 V পর্যন্ত, এবং এর সর্বোচ্চ অপারেটিং কারেন্ট হল 7.5 mA, স্ট্যান্ডবাই কারেন্ট মাত্র 1.8 µ A। এটি ব্যাটারি চালিত ডিভাইসের জন্য খুবই উপযুক্ত।
AMMLPDALJS-25.0000T এর 2.5 x 2.0 মিমি আকারের কিছুটা বড় এবং এটি 25 মেগাহার্টজ ফ্রিকোয়েন্সিতে কাজ করে, যা সাধারণত ইথারনেট, ইউএসবি এবং নির্দিষ্ট কিছু বেতার রেডিওর জন্য ব্যবহৃত হয়। এই ডিভাইসের সাধারণ স্ট্যান্ডবাই কারেন্ট মাত্র 1 µ A, এবং এটিতে 2.25 V থেকে 3.63 V পর্যন্ত একটি নমনীয় অপারেটিং ভোল্টেজ রয়েছে, যা বহনযোগ্য বা শিল্প ডিজাইনে উচ্চ শক্তি দক্ষতার অপারেশন নিশ্চিত করে।
50 MHz AMMLPDDLJS-50.0000T একটি 2.5 x 2.0 মিমি প্যাকেজ গ্রহণ করে, যার স্ট্যান্ডবাই পাওয়ার খরচ 1 µ A, একটি 1.8 V পাওয়ার সাপ্লাই সমর্থন করে এবং অপারেশন চলাকালীন 7.5 mA পর্যন্ত খরচ করে। এই অসিলেটরটি আকারে কমপ্যাক্ট এবং কম বিদ্যুত খরচ করে, এটি তাদের জন্য একটি আদর্শ পছন্দ করে যাদের চমৎকার স্থান এবং শক্তি দক্ষতা প্রয়োজন।
তিনটি ডিভাইসেই ± 20 পিপিএম ফ্রিকোয়েন্সি স্থায়িত্ব এবং CMOS আউটপুট রয়েছে, যা অ্যাপ্লিকেশন ডিজাইনকে সহজ করে।