手机版
低功率32.768K有源晶振用于计量模块的原理
32.768K是石英水晶组件中常用的频率,几乎每种产品都需要用到它,于计量,定时,计时,计算,时钟等系统都具有重大意义,目前已被广泛用于现代计量仪器设备当中.我们都知道32.768K晶振是专门用于时钟的频率元件,但是很少人知道这个原理,但是有些客户会问到,用于时钟和计量的,为什么一定要用32.768K有源晶振呢?今天金洛鑫电子就为大家解密这个问题.
现代计量应用中的时间要求在过去几年中大幅增加.现代计量应用中的通常要求是7年后1小时的时间偏移.应用的工作温度范围也应该符合该值.最多1小时7年后对应于32.768kHz的绝对频率容差为±16ppm.传统的32.768K晶体不再可能满足这些要求.
一方面,这是因为32.768kHz仅在+25°C时具有±10ppm的频率容差,另一方面,在-40/+85°C的温度范围内的温度稳定性更高-180ppm.而且,老化约.计算精度时,必须考虑10年后±30ppm.在最坏的情况下, 32.768K有源晶振的最大频率稳定性为+40/-220ppm(包括在+25°C时调整,温度稳定性和10年后的老化).外部电路电容必须能够补偿由IC的振荡器级的内部电容同步和杂散电容引起的任何系统频率偏移.为32.768晶体选择没有外部电路电容的布局涉及很大的风险,因为32.768K晶振的精度,在批量生产过程中,32.768晶体既不能校正也不能调整以突然改变PCB条件.最初,32.768晶体的交叉角设计用于手表中的最佳精度,而不是目前使用它的大多数应用.
为了满足高精度时间要求,我们作为时钟专家提供ULPPO系列超低功耗32.768kHz振荡器.该OSC振荡器可在每个电压范围为1.5至3.63VDC的条件下工作.指定的电流消耗为0.99μA.ULPPO的温度稳定性在-40/+85°C的温度范围内为±5ppm.频率稳定性(输送精度加温度稳定性)为±10ppm,20年后老化为±2ppm.因此,ULPPO的最大总体稳定性为±12ppm,包括10年后的老化.这些是行业最佳参数.
超小型外壳(外壳面积:1.2mm2)的电路不需要外部电路电容.安装在ULPPO中的IC的输入级独立地过滤电源电压.与晶体相比,ULPPO在印刷电路板上节省了大量空间,从而可以增加封装密度,并且可以设计更小的印刷电路板.幅度的调整进一步降低了ULPPO的功耗.对于空间计算,还必须考虑印刷电路板上的晶体的外部电路电容.凭借其两个外部电路电容,即使最小的32.768kHz音叉振荡子也需要比ULPPO更多的PCB空间.
图1:传统32.768kHz晶体的温度特性
此外,非常小的32.768K晶体具有非常高的电阻,这通常不能通过要同步的振荡器级来安全地克服,因为要同步的IC或RTC的振荡器级也具有非常高的容差.因此,可能会出现现场突然响应时间问题,这可以通过ULPPO排除.因此,ULPPO在所有情况下都可以安全地运行应用程序.
振荡器阶段消耗大量能量以保持32.768K有源晶振.通常,MCU的输入级可以直接与ULPPO的LVCMOS信号(通常是Xin)一起电路.因此,可以停用MCU的输入级(旁路功能),以便节省的能量可用于计算仪表的系统功耗.此外,ULPPO能够同时同步多个IC.由于ULPPO具有非常高的精度,因此需要更少的时间同步,这也节省了系统功率.
当然,ULPPO可用于任何需要小型化超低功耗32.768kHz有源晶振的应用,如智能手机,平板电脑,GPS,健身手表,健康和保健应用,无线键盘,计时系统,计时应用,可穿戴设备,物联网,家庭自动化由于32.768K有源晶振的高精度,超灵敏技术应用中的待机时间甚至超时时间可以显着增加,因此可以节省大量的系统功率,因为电池密集程度显着降低同步周期.因此,与32.768kHz晶体相比,32.768kHz振荡器是更好的选择.超低功耗32.768kHz振荡器可提供不同的精度变化.
以上资料都是由PETERMANN晶振公司提供,该品牌有专门开设用于时钟与计量模块的32.768K有源晶振系列,产品的封装,规格,外形有多种选择,满足不同产品和用户需求.32.768KHz这个频点在市场上的需求量一下非常大,以往各大晶振制造商只生产32.768K晶体,现在已经过渡到振荡器,性能得到大步提升,稳定性和可靠性更高.
