內(nèi)置晶體的實(shí)時(shí)時(shí)鐘優(yōu)勢概述

實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）可獨(dú)立完成計(jì)時(shí)或事件記錄的功能。目前很多電子產(chǎn)品都具有時(shí)鐘計(jì)時(shí)功能，而且對時(shí)鐘的精度要求越來越高。RTC 產(chǎn)品種類繁多，根據(jù)封裝尺寸、接口方式、附加功能、時(shí)鐘精度、待機(jī)功耗等進(jìn)行分類。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)上又可分為內(nèi)置晶體和外置晶體兩種。一般晶體外置這種結(jié)構(gòu)的RTC 成本較低，但是在設(shè)計(jì)中常常會遇到以下問題：

1． 外接晶體的選擇

不同廠家、不同批次的晶體產(chǎn)品會在個(gè)別參數(shù)上不盡相同。按照同一標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)就可能帶來較大的時(shí)鐘誤差。為了得到較高精度的時(shí)鐘，要求晶體廠商對32k 晶體進(jìn)行精度篩選。篩選后提供室溫下±20ppm 至±10ppm，甚至±5ppm 的頻率精度，但是這不能保證實(shí)際設(shè)計(jì)中的精度需求，因?yàn)榫w的實(shí)際頻率輸出精度由晶體和起振電路共同決定，因此即使使用了±5ppm的晶體仍然得不到理想的精度要求就是這個(gè)原因。不同的RTC芯片對晶體的ＣＬ值要求不同，如果匹配不當(dāng)就會帶來非常大的誤差，同時(shí)也會帶來起振緩慢或起振困難等問題。實(shí)際設(shè)計(jì)中確實(shí)會經(jīng)常遇到此類問題。因此，晶體的選擇無疑為客戶帶來額外的勞動量。

2． 生產(chǎn)和應(yīng)用中遇到的問題

外置晶體增加了元件數(shù)量，也就增加了不良率的風(fēng)險(xiǎn)。外接晶體放置的位置也會對產(chǎn)品性能產(chǎn)生影響，一般要求晶體越靠近IC的頻率引腳越好，走線盡量的短，不要有高頻信號線穿過晶體區(qū)域等。另外，由于成本的因素考慮，部分客戶會選擇直插型32k晶體，這也增加了生產(chǎn)的負(fù)擔(dān)和效率。

高溫高濕、高污染的應(yīng)用環(huán)境下，對于外置晶體的RTC設(shè)計(jì)是種考驗(yàn)。這種環(huán)境條件下容易增加晶體部分的線路阻抗和寄生電容，導(dǎo)致起振困難和精度變差等問題。整個(gè)回路特性的變化也會對晶體本身帶來損害，導(dǎo)致產(chǎn)品存在失效的隱患。

3． 難以實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償

由于材料本身的特性所決定，溫度對32k 晶體會產(chǎn)生較大的影響，導(dǎo)致時(shí)鐘精度漂移。因此在較高要求的應(yīng)用場合就需要進(jìn)行溫度補(bǔ)償。溫度補(bǔ)償主要是利用32k 晶體的溫度—頻率曲線（Δf/f = B*(T - To)2 + fo）將溫度帶來的誤差進(jìn)行補(bǔ)償?shù)囊环N方法。但是不同廠家晶體的曲率系數(shù)B 不盡相同，同時(shí)晶體的電路匹配也會使得fo（參比溫度下的頻率偏差）發(fā)生變化，導(dǎo)致各個(gè)溫度點(diǎn)對應(yīng)的頻率偏差發(fā)生變化，系統(tǒng)將沒有辦法對其進(jìn)行溫度補(bǔ)償。如果要實(shí)現(xiàn)高精度的溫度補(bǔ)償就要對每個(gè)晶體進(jìn)行參數(shù)標(biāo)定，很顯然這是不現(xiàn)實(shí)的。

為了解決上述問題，EPSON為客戶提供內(nèi)置32k晶體的各種接口以及具有附加功能的RTC產(chǎn)品。

內(nèi)置晶體的RTC 具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1． 減少器件數(shù)量，使得設(shè)計(jì)更加緊湊可靠。可以做到小型化和高可靠性。不用再考慮晶體的布局和走線，另外所有產(chǎn)品都采用SMD封裝，可以提高生產(chǎn)品質(zhì)和效率。

2． 內(nèi)置晶體可以保證時(shí)鐘精度的一致性，可以避免除了溫度以外的因素對精度的影響。同時(shí)可以為客戶節(jié)省晶體匹配所花費(fèi)的精力和時(shí)間。EPSON在出廠前對每顆產(chǎn)品都進(jìn)行了頻率標(biāo)定。

3． EPSON可以提供內(nèi)置32k的DTCXO（數(shù)字溫度補(bǔ)償振蕩器）的超高精度的RTC產(chǎn)品?？梢詫?shí)現(xiàn)±5×10-6 / -40~+85℃。（實(shí)測數(shù)據(jù)如下圖）