【产品】具有内置数字TCXO的高精度实时时钟模块实现精确计时，精度达±3.4 × 10-6

时间： 2018-06-23 来源：EPSON

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这个世界几乎每一个应用都需要精确的计时，例如银行系统，安全系统和电能表等。获得高精度的时钟关键在于：精确频率振荡设备，以及用于控制它们的集成芯片。爱普生提供了RX-4803LC,RX-4803SA,RX-8803LC,RX-8803SA等内置数字TCXO的高精度实时时钟模块，这种模块封装了一个精确稳定振荡晶体和一个控制晶体的实时时钟芯片。

爱普生实时时钟模块的特点

爱普生RX-4803LC,RX-4803SA,RX-8803LC,RX-8803SA等实时时钟模块均封装了一个32.768 kHz晶振单元和一个实时时钟芯片，包括振荡电路时钟，日历和闹钟。爱普生有专业的晶振和实时时钟芯片制造技术，这些晶体单元已针对高精度实时时钟模块和实时时钟集成电路进行了优化，具有理想化运行条件。从奥运会使用的官方计时系统到各种精工品牌手表，爱普生的专业技术成为了众多计时系统和钟表的核心。

晶振用于时钟时的频率精度

虽然音叉晶体单元在低功率下工作，但频率温度系数呈现二次曲线，如图1所示。因此，在设计时钟误差时，不仅要考虑室温（20℃）的偏差还需要考虑二次曲线的频率温度系数偏差。

图1 音叉晶体的频率温度系数

使用数字TCXO频率精度补偿的方法

正如图1显示的，音叉晶体振荡器的振荡频率随着周围环境的温度变化而改变。为了提高时钟的精度，爱普生RX-4803LC,RX-4803SA,RX-8803LC,RX-8803SA等实时时钟模块使用数字TCXO温度补偿来提高频率的精度，方法如图2所示。振荡频率精度补偿有如下两种：

图2 频率精度补偿的示意图（负载电容调整方法）

1.负载电容调整方法

负载电容调整方法是通过增加或减少振荡负载电容来改变晶体振荡器的振荡频率，从而校正因环境温度变化而引起的频率变化，原理示意图如图3所示。音叉晶体单元的频率温度系数如图3的左图所示，右图显示了负载电容的调整特性，其中频率是根据负载电容而改变的。

图3 负载电容调整的示意图

2.时钟脉冲更新调整

时钟更新脉冲调整方法是通过使用部分分频器电路来调整脉冲以补偿晶体单元的频率。该原理示意图如图4所示。通过调整脉冲数以产生1秒，并且通过改变补偿频率，可以在不改变振荡电路的情况下对频率进行显著补偿。

图4 时钟脉冲更新调整示意图

图5显示了使用数字TCXO来补偿频率精度的EPSON实时时钟模块的频率-温度系数（负载电容调节方法）。从图中可以看出，与音叉晶体单元（图5中的绿色线）相比，数字TCXO模块的补偿频率（图中蓝色）在宽温度范围内非常稳定，具有出色的精度和稳定性。

图5 使用数字TCXO补偿前后的频率-温度系数

图6 爱普生实时时钟模块选型指导

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