長期以來電子計時一直缺少高精度的解決方案，主要原因是石英晶體的溫度特性較差。本文介紹幾款帶溫度補償的RTC芯片，可以提供獨一無二的高精度計時，價格則與普通的未經校準的實時時鍾(RTC)相當。這幾款器件的推出可以排除當前為提高計時精度而采用的低性價比方案
，使得精確計時成為一種標準

，而不再是奢望。

基本原理：

jingzhenshijingtizhendangqidejiancheng。tayongyizhongnengbadiannenghejixienengxianghuzhuanhuadejingtizaigongzhendezhuangtaixiagongzuo，yitigongwending，jingquededanpinzhendang。zaitongchanggongzuotiaojianxia
，putongdejingzhenpinlvjueduijingdukedabaiwanfenzhiwushi。gaojidejingdugenggao。youxiejingzhenhaikeyiyouwaijiadianyazaiyidingfanweineitiaozhengpinlv，chengweiyakongzhendangqi（VCO）。

初始精度：

初chu始shi精jing度du指zhi器qi件jian在zai常chang規gui條tiao件jian下xia，最zui初chu使shi用yong時shi的de精jing度du。初chu始shi精jing度du主zhu要yao受shou振zhen蕩dang器qi質zhi量liang的de影ying響xiang，通tong常chang精jing度du越yue高gao價jia格ge也ye越yue貴gui，比bi較jiao經jing濟ji的de方fang法fa是shi根gen據ju具ju體ti的de設she計ji對dui振zhen蕩dang器qi的de初chu始shi頻pin率lv進jin行xing簡jian單dan補bu償chang。通tong常chang需xu要yao測ce量liang振zhen蕩dang器qi的de實shi際ji頻pin率lv
，計ji算suan出chu校xiao準zhun值zhi，用yong其qi補bu償chang振zhen蕩dang器qi的de頻pin率lv誤wu差cha。補bu償chang初chu始shi精jing度du的de主zhu要yao困kun難nan在zai於yu獲huo得de足zu夠gou高gao的de振zhen蕩dang頻pin率lv測ce量liang分fen辨bian率lv。實shi時shi時shi鍾zhong采cai用yong的de音yin叉cha振zhen蕩dang器qi在zai室shi溫wen下xia精jing度du的de典dian型xing值zhi為wei±20×10-6，頻率測量的分辨率直接影響了時鍾精度的提高，但要獲得頻率的高分辨率測量需要大量的累計計數或以極高的精度測量脈衝周期。

確定RTCdechushijingduhou，keyishiyongruanjianbuchangshijianwucha，danzhezhongfangfabuchangdejinjinshiyizhideshijianjiange，buhuigaibianzhendangqidepinlv。ruguozhendangqishuchuyongyuxuyaogaojingdushizhongdechanghe，zhezhongfangfajiangbushihe。

另外一種RTC經常使用的方法是測量基頻，對分頻鏈路進行加、jianjishulaitiaojiejishipinlv。zhezhongfangfawuxuewaideruanjiankaixiaojiketigaojishijingdu
，danbunengtiaojiejipin。ciwai，zhezhongfangfayexuyaogaojingduceliangzhendangpinlv。yiSDIC公司的RTC為(wei)例(li)
，它(ta)采(cai)用(yong)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)通(tong)過(guo)調(tiao)節(jie)晶(jing)體(ti)的(de)負(fu)載(zai)電(dian)容(rong)來(lai)調(tiao)節(jie)晶(jing)體(ti)的(de)振(zhen)蕩(dang)頻(pin)率(lv)。這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)可(ke)以(yi)補(bu)償(chang)基(ji)頻(pin)，有(you)效(xiao)提(ti)高(gao)計(ji)時(shi)精(jing)度(du)和(he)方(fang)波(bo)輸(shu)出(chu)時(shi)鍾(zhong)的(de)精(jing)度(du)，二(er)者(zhe)工(gong)作(zuo)在(zai)同(tong)一(yi)時(shi)鍾(zhong)源(yuan)。

長期穩定度：

長chang期qi穩wen定ding度du用yong來lai預yu測ce器qi件jian在zai整zheng個ge有you效xiao使shi用yong期qi限xian內nei的de穩wen定ding度du。提ti高gao精jing度du的de另ling一yi途tu徑jing是shi補bu償chang器qi件jian的de長chang期qi穩wen定ding度du，要yao求qiu器qi件jian在zai其qi使shi用yong期qi限xian內nei重zhong複fu測ce量liang並bing進jin行xing校xiao準zhun，這zhe種zhong條tiao件jian在zai某mou些xie場chang合he是shi可ke以yi接jie受shou的de，但dan有you些xie應ying用yong則ze無wu法fa采cai納na或huo不bu便bian操cao作zuo。對dui於yu不bu能neng進jin行xing讀du寫xie操cao作zuo、獨立工作的設備
，如電表，設計人員必須提高振蕩器精度或改變係統結構，以便對其進行讀/寫操作和調節，但是，無論哪種方案都會提高係統成本。

pinlvdechangqiwendingxingzhuyaoshoushiyingjingtilaohuadeyingxiang
，buchangzhezhongyingxiangdeweiyifangfashiceliangpinlvbinggenjuceliangjieguojinxingpinlvxiaozhunhuotiaoli。yinweijingtilaohuadechengdusuizheshijianerjianruo
，yingxiangjiaodadeshiqiyibanzaishebeiyunxinghoudeqianliangnian。jingtigongzuozaigaowenhuanjingshihuijiasulaohua。jingtianzhuangzaixinpianfengzhuangneishi，huiliuhanguochengzhongshougaowenyingxiang，huishilaohuafashengyiciyuebian。danzaianzhuangzhihou，xitongdelaohuachengduhuidadajianhuan。jiangjingtifengzhuangzaiRTC芯片內，相對於其他外置晶體的RTC具有更好的老化特性。

溫度影響：

wenduxishushigusuanyouyuwendubianhuazaochengdejingduwucha。wendudebuwendinghexiangyingdewenduxishushixuduoyingyongsuomianlindewenti
，tebieshinaxiegongzuozaikuanwenfanweideyingyong
，rushiwaidianbiaohuoshuibiao。biaozhundeyongzuoRTC時基的32.768kHz音叉晶體的頻率響應與溫度之間的關係為Δf/f=k(T-T0)2+f0。其中
，Δf為頻率偏差，f為基頻
，k為曲率，T為溫度，T0為折點溫度，f0為折點溫度處的頻偏。

當器件工作在溫度變化較大的環境中，頻率隨溫度的變化將成為影響計時精度的主要因素。標準的±20×10-6晶體每天產生的計時誤差是±1.7s（每年 ±10.3分鍾），如果工作在擴展級溫度範圍
，誤差可能達到-150×10-6
，每天計時誤差為±13s
，每年±1.3h。圖1為晶體振蕩頻率誤差的TC特性。

消除溫度對精度影響的唯一途徑是提供實時的溫度補償。校準程序要準確測量晶體/振蕩器隨溫度的變化情況，並存儲結果。然後按照一定的時間間隔測量晶體溫度，利用存儲的校準信息調節溫度效應。

溫度補償的RTC：

現在市麵上常用的帶溫度補償RTC芯片有EPSON公司的RX8025T芯片
，Maxim公司的DS3231芯片和SDIC公司的SD3025T芯片等。下表對比3種芯片的主要差異:

上麵表格中的3款帶溫度補償RTC芯片都是內部集成了高穩定晶振
，輸出的波形都是經過溫度補償校準的。可以顯著提高RTC的初始精度和溫度穩定性。由於內嵌在封裝內的晶體已經經過高溫老化處理所有比分立的晶體具有更好的長期穩定性。精度在-40℃~85℃範圍內都小於±5ppm。

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