為什么要用內置晶體的實時時鐘芯片替代32.768kHz晶振晶體

實時時鐘（RTC）可獨立完成計時或事件記錄的功能。目前很多電子產品都具有時鐘計時功能，而且對時鐘的精度要求越 來越高。RTC 產品種類繁多，根據封裝尺寸、接口方式、附加功能、時鐘精度、待機功耗等進行分類。產品結構上又可分為內置晶體和外置晶體兩種。一般晶體外置這種結構的 RTC 成本較低，但是在設計中常常會遇到以下問題：

1. 外接晶體的選擇

不同廠家、不同批次的晶體產品會在個別參數上不盡相同。按照同一標準設計就可能帶來較大的時鐘誤差。為了得到較高精度的時鐘，要求晶體廠商對32k 晶體進行精度篩選。篩選后提供室溫下±20ppm 至±10ppm，甚至±5ppm 的頻率精度，但是這不能保證實際設計中的精度需求，因為晶體的實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原因。不同的RTC芯片對晶體的ＣＬ值要求不同，如果匹配不當就會帶來非常大的誤差，同時也會帶來起振緩慢或起振困難等問題。實際設計 中確實會經常遇到此類問題。因此，晶體的選擇無疑為客戶帶來額外的勞動量。

2. 生產和應用中遇到的問題

外置晶體增加了元件數量，也就增加了不良率的風險。外接晶體放置的位置也會對產品性能產生影響，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，這也增加了生產的負擔和效率。

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

3. 難以實現溫度補償

由于材料本身的特性所決定，溫度對32k 晶體會產生較大的影響，導致時鐘精度漂移。因此在較高要求的應用場合就需要進行溫度補償。溫度補償主要是利用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行補償的一種方法。但是不同廠家晶體的曲率系數B 不盡相同，同時晶體的電路匹配也會使得fo（參比溫度下的頻率偏差）發生變化，導致各個溫度點對應的頻率偏差發生變化，系統將沒有辦法對其進行溫度補償。如果要實現高精度的溫度補償就要對每個晶體進行參數標定，很顯然這是不現實的。

為了解決上述問題，EPSON為客戶提供內置32k晶體的各種接口以及具有附加功能的RTC產品。

內置晶體的RTC 具有以下優點：

1. 減少器件數量，使得設計更加緊湊可靠。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，另外所有產品都采用SMD封裝，可以提高生產品質和效率。

2. 內置晶體可以保證時鐘精度的一致性，可以避免除了溫度以外的因素對精度的影響。同時可以為客戶節省晶體匹配所花費的精力和時間。EPSON在出廠前對每顆產品都進行了頻率標定。

3. EPSON可以提供內置32k的DTCXO（數字溫度補償振蕩器）的超高精度的RTC產品。可以實現±5×10-6 / -40~+85℃。（實測數據如下圖）

• 4. 可以實現產品的低功耗特性，可以大大增加備用電池的使用壽命。為超長的時鐘數據保持提供可能。
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總之，EPSON作為全球最具實力的時鐘器件提供商，我們致力為客戶提供高精度、高可靠性、具有多種接口、功能豐富的RTC 產品，并可根據應用的實際需要設計出更受廣大用戶歡迎的產品。如果客戶有任何問題和需求，可以直接電郵 ：nj@nscn.com.cn