內置32.768KHz晶體的RTC
開門七件事:“柴米油鹽醬醋茶”,鹽是人們生活中的必需品,而在電子科技領域,晶體元器件則被稱為“產業之鹽”,可見晶體元器件在電子技術領域的重要性。 也有人把晶體元器件比如成PCB的心臟,IC是大腦,電源是血液。晶體提供頻率信號供IC運行工作。無論如何,晶體(晶振)在電子產業中起著必不可缺少的重要角色。然而,“玉不琢不成器”,石英晶體必須經過非常精密的加工才能為電路系統提供精準的時鐘。而占據了世界晶體元器件市場超過1/5份額的精工EPSON(愛普生)公司無疑是雕刻石英晶體的能人巨匠。公司產品線包括幾乎所有的石英晶體器件,主要產品包括:無源晶體、有源晶振、TCXO、VCXO、 SAW振蕩器、OCXO、原子鐘、實時時鐘RTC、角速度傳感、LCD控制器、LCD驅動等,頻率覆蓋范圍則從KHz至GHz全覆蓋。在中國成熟的市場上,如辦公市場、鐘表市場、電表市場,EPSON的晶體元器件憑借其高精度、高可靠性、穩定的供貨在市場上受到廣泛好評,贏得了許多客戶的青睞。
晶體是一種無源器件,全稱晶體諧振器;晶振是一種有源器件,全稱晶體振蕩器。僅是一字之差卻能給晶振產品帶來不同的功能。晶體在電路中不能自身起振,需要借助外部電容電阻等元器件起振,而有源晶振器件自身內置起振芯片,因此無需外部電子元器件協助,自身就可以起振。
工業、通信、醫療應用之“鹽”--內置32.768KHz晶體的RTC
RX8025T是專門適用于電表的RTC,而EPSON新內置晶體的實時時鐘芯片RX8010SJ則非常適合于視頻監控,各種網絡通信設備、工業控制系統、醫療設備、辦公設備、測量儀器等各種有時間保持要求的工業和消費產品中。
“例如,智能三表(水表、氣表、熱表)、便攜式醫療設備(例如血氧夾)、中央空調的控制器等生產廠家,現在非常需要EPSON低功耗的實時時鐘模塊(RTC)為其提供記時功能。”
與分立式方案相比,EPSON 實時時鐘模塊是在同一封裝內集成了音叉型晶體(32.768KHz的時鐘)和鐘表用IC(具有振蕩電路、時鐘、日歷、報警等功能)的模塊。這帶來許多好處,例如:減小了PCB面積,功耗僅為分立方案的1/3,由于內置晶體是在真空管中填充惰性氣體,因此音叉不易受冷凝效應的影響,精度穩定性更高。
圖1. EPSON 實時時鐘模塊是在同一封裝中內集成了音叉型晶體(32.768KHz的時鐘)和鐘表用IC(具有振蕩電路、時鐘、日歷、報警等功能)的模塊
RX8010SJ將32.768K晶振時鐘IC組合在一個封裝中,并在出廠時進行時鐘精度調整。采用PKG SOP 8 小型化封裝,引腳兼容NXP,Maxim/Dallas等多家RTC,用戶可在現有的電路上方便的進行應用測試。
圖2. RX8010SJ將32.768KHz的晶體和時鐘IC組合在一個封裝中
RX8010SJ時鐘精度為5+/-23PPM,由于采用內置32.768KHz晶體,故而能夠減輕用戶對電路匹配的負擔和環境對晶體電路的影響。“RX8010SJ時鐘保持功耗僅 160 nA,約為競爭對手的一半,可以滿足長期時鐘保持要求并可采用小容量電池或電容,其工業級溫度范圍為-40 to 85 度。”張永龍進一步指出:“對于需要高端應用的客戶,推薦帶溫度補償的RX-8803SA。”
創新QMEMS技術--超小型、高精度、高穩定
瑞泰代理的EPSON能夠提供7050、5032全系列封裝的QMEMS工藝有源晶振,這些晶振同上文所述的RTC都采用了EPSON創新的QMEMS工藝。何謂QMEMS?與以硅為材料的MEMS相對應,以石英為原料進行精微加工(光刻)并可以提供的小型化、高性能的晶體元器件被稱為:“QMEMS”=QUARTZ+MEMS。
隨著尺寸越來越小,傳統機械方法在切割時,晶片有可能會斷裂,一是它的穩定性不會高,另外一點是想提高精度非常困難。例如,如果要使音叉型石英晶振芯片小型化,CI值就會升高從而難于取得良好的振蕩特性,這也成了小型化的瓶頸所在。這也是小型化貼片晶振成本貴于普通晶振的一個因素。
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