Wymagania czasowe w nowoczesnych aplikacjach pomiarowych stały się w ostatnich latach znacznie bardziej rygorystyczne. W nowoczesnych aplikacjach pomiarowych często wymagane jest przesunięcie czasowe o 1 godzinę po 7 latach. Powinno być również możliwe utrzymanie tej wartości w zakresie temperatur roboczych aplikacji. 1 godzina maks. po 7 latach odpowiada tolerancji częstotliwości ±16 ppm bezwzględnych przy 32 768 kHz. Specyfikacje te nie mogą być spełnione w przypadku zwykłych kryształów oscylacyjnych 32,768 kHz.
Z jednej strony, ponieważ częstotliwość 32,768 kHz jest dostępna tylko z tolerancją częstotliwości w temperaturze +25°C wynoszącą ±10 ppm, z drugiej strony stabilność temperaturowa wynosi -180 ppm w zakresie temperatur -40/+85°C. W obliczeniach dokładności nie należy zapominać o starzeniu się wynoszącym około ±30 ppm po 10 latach. W najgorszym przypadku kryształ 32,768 kHz ma maksymalną stabilność częstotliwości +40/-220ppm (w tym regulacja w +25°C, stabilność temperaturowa i starzenie po 10 latach). Systematyczne przesunięcie częstotliwości spowodowane przez wewnętrzne pojemności stopnia oscylatora układu scalonego, który ma być taktowany, oraz pojemności rozproszone muszą być kompensowane przez zewnętrzne pojemności obwodu. Jeśli dla kryształu 32,768 kHz zostanie wybrany układ bez zewnętrznych pojemności obwodu, jest to bardzo niebezpieczne, ponieważ dokładność kryształu 32,768 kHz nie może być skorygowana lub dostosowana do nagle zmieniających się proporcji PCB podczas produkcji seryjnej. Kąt cięcia dla kryształu 32,768 kHz został w rzeczywistości opracowany dla optymalnej dokładności w zegarku na rękę, a nie dla większości zastosowań, w których jest obecnie używany.
[caption id="attachment_62" align="alignleft" width="300"] Rysunek 1: Zachowanie temperaturowe dostępnego na rynku kwarcu 32,768 kHz[/caption]
Jako specjalista w dziedzinie taktowania, oferujemy oscylator o ultra niskiej mocy 32,768 kHz z serii ULPPO, aby spełnić najbardziej precyzyjne specyfikacje czasowe. Oscylator ten może pracować z dowolnym napięciem w zakresie VDD od 1,5 do 3,63 VDC. Pobór prądu jest określony na 0,99 µA. Stabilność temperaturowa ULPPO wynosi ±5ppm w zakresie temperatur -40/+85°C. Stabilność częstotliwości (dokładność dostarczania plus stabilność temperaturowa) wynosi ±10ppm, a starzenie po 20 latach wynosi ±2ppm. Oznacza to, że maksymalna ogólna stabilność ULPPO wynosi ±12 ppm, w tym starzenie po 10 latach. Są to parametry najlepsze w branży.
Do okablowania ultra-małej obudowy (powierzchnia obudowy 1,2 mm2) nie jest wymagana zewnętrzna pojemność obwodu. Stopień wejściowy układu scalonego wbudowanego w ULPPO sam filtruje napięcie zasilania. W porównaniu do kryształu kwarcu, zastosowanie ULPPO pozwala zaoszczędzić ogromną ilość miejsca na płytce drukowanej, dzięki czemu można zwiększyć gęstość upakowania i opracować mniejsze płytki drukowane. Pobór prądu przez ULPPO można również zmniejszyć poprzez regulację amplitudy.
Przy obliczaniu miejsca na płytce dla kryształu należy również wziąć pod uwagę dwie pojemności obwodów zewnętrznych. Nawet najmniejszy kryształ 32,768 kHz zawsze wymaga więcej miejsca na płytce drukowanej z dwoma zewnętrznymi pojemnościami obwodu niż ULPPO.
Ponadto bardzo małe kryształy 32,768 kHz mają bardzo wysokie rezystancje, które często nie mogą być bezpiecznie napędzane przez stopnie oscylatora, które mają być taktowane, ponieważ stopnie oscylatora układów scalonych lub RTC, które mają być taktowane, mają również bardzo duże tolerancje. Może to prowadzić do nagłych problemów z oscylacją w terenie, których można uniknąć dzięki ULPPO, dzięki czemu bezpieczna praca aplikacji z ULPPO jest możliwa w każdych okolicznościach.
Stopień oscylatora wymaga dużo energii, aby utrzymać oscylację kryształu 32,768 kHz. Zwykle stopień wejściowy MCU może być podłączony bezpośrednio do sygnału LVCMOS ULPPO (zwykle Xin). Stopień wejściowy MCU można w ten sposób wyłączyć (funkcja obejścia), dzięki czemu zaoszczędzona energia może zostać wykorzystana do obliczenia zużycia energii przez system miernika. Ponadto, kilka układów scalonych może być taktowanych jednocześnie za pomocą jednego ULPPO. Ze względu na bardzo wysoką dokładność ULPPO, należy przeprowadzić mniej synchronizacji czasu, co również oszczędza prąd systemowy.
Oczywiście ULPPO może być stosowany we wszystkich aplikacjach, które wymagają zminiaturyzowanego oscylatora 32,768 kHz o bardzo niskim poborze mocy, takich jak smartfony, tablety, GPS, zegarki fitness, aplikacje zdrowotne i wellness, klawiatury bezprzewodowe, pomiar czasu, aplikacje czasowe, urządzenia do noszenia, IoT, automatyka domowa itp. Ze względu na wysoką dokładność oscylatora 32,768 kHz, czas czuwania lub nawet czas hibernacji można znacznie wydłużyć w zastosowaniach technologii hipernacji, dzięki czemu można zaoszczędzić dużo energii systemowej ze względu na znacznie niższe cykle synchronizacji wymagające baterii, dzięki czemu oscylator 32,768 kHz jest lepszym wyborem niż kryształ kwarcowy 32,768 kHz. Istnieją różne precyzyjne wersje oscylatorów 32,768 kHz o ultraniskim poborze mocy - zobacz także serie ULPO-RB1 i -RB2.
Nasi doświadczeni specjaliści mogą zapewnić kompleksowe usługi projektowe, aby pomóc w szybkim i dokładnym zaprojektowaniu tego wysoce innowacyjnego komponentu.
Więcej informacji można znaleźć na stronie:
Oscylatory Ultra Low Power 32,768 kHz
lub
Krzemowe oscylatory SMD ULPO-RB1 i ULPO-RB2
Pytania techniczne:
Telefon: 0 81 91 / 30 53 95
E-mail: info(at)petermann-technik.de
