经验分享 | 兴威帆SD2059时钟芯片应用指南
本文兴威帆来给大家分享SD2059时钟芯片的应用指南，希望对各位工程师朋友有所帮助。
一、SD2059数字补偿的使用方法及参考补偿数据
1、 模拟补偿
模拟补偿是指使用不同匹配电容来调节晶体振荡频率从而调节时钟芯片走时精度，使用模拟补偿能直接改变时钟芯片输出频率，搭配高精度频率计使用，通过测试芯片输出频率即可以计算时钟芯片走时精度。如图1，改变负载电容C1、C2可调节时钟芯片走时误差。
2、数字补偿
数字补偿则通过修改1分钟内的计数个数来调节时钟精度，SD2059每间隔20秒进行一次调整，即每分钟调节三次。数字补偿不会改变实际的32768Hz输出，只对时钟芯片内部计数器有效，故无法通过测量芯片输出频率来获得计算精度，要测试数字补偿后的误差至少需要测试1分钟以上的时钟周期来计算误差。
如图2，SD2059通过内部寄存器12H来进行数字补偿，其中F6用来配置频率正向调节还是负向调节，F5~F0共6位调节值，1Bit可调节误差为3.015ppm，故最大可调节误差范围为当12H
= 0x3F 时，误差为63 * 3.015ppm = 189.945ppm。
下面举例说明正向调节和负向调节方法：
当测得芯片频率为+20ppm时，此时芯片走时偏快，+20ppm对应日误差为20 * 0.0864s/d = +1.728s/d，频率偏快时配置F6 = 0,调节值为20 / 3.015 ≈7，所以设置12H = 0x07，此时芯片误差被调节至3.015 * 7 – 20ppm = 1.105ppm，对应日误差被调节为1.105 * 0.0864s/d ≈ 0.1s/d。
当测得芯片频率为-20ppm时，此时芯片走时偏慢，-20ppm对应日误差为-20 * 0.0864s/d = -1.728s/d，频率偏慢时配置F6 = 1, 调节值为20 / 3.015 ≈7，这里需要注意，频率负偏时，调节值是以补码形式存储，故12H = 0x40 – 0x07 = 0x39, 此时芯片误差被调节至-3.015 * 7 – (-20ppm) = -1.105ppm，对应日误差被调节为-1.105 * 0.0864s/d ≈ -0.1s/d。
参考补偿数据
在25℃常温条件下，外置晶振的时钟芯片误差受以下条件影响：
1、晶体本身误差，目前使用较多的为±5ppm、±10ppm和±20ppm三种规格。
2、外接负载电容的容值误差。
3、芯片及板上寄生电容的误差。
常温下使用数字补偿调节SD2059精度需要测试每颗芯片的实际误差才可以调节到一个较为准确的精度。
在高低温环境时，则只能根据晶体的频率温度特性来大致计算在不同温度的精度，频率温度特性的近似公式为F = -0.035 * (T – T0)²，其中F表示频率误差，T表示任意温度，T0表示晶体顶点温度（大多取25℃），由此可计算晶体在50℃时频率误差大致为F = -0.035 * (50 - 25)² = -21.875ppm。
二、SD2059振荡器外围电路设计注意事项
SD2059在使用CL = 6pf晶振时，推荐电容值为晶振两端分别接7pf负载电容，在使用CL = 12.5pf晶振时，推荐电容值为晶振两端分别接20pf负载电容，具体精度处决于选用的晶体精度等级，若是需要调节较高精度，我司可协助测试具体误差值。
若使用一次性电池供电，推荐下图3应用电路，若电池为充电电池，则可以将左边1N4148更换为1K左右限流电阻，其中32K和INT引脚若是没有使用，可以不用外接上拉电阻。
在PCB排版时，注意以下几点：
1、晶振、匹配电容尽可能靠近芯片1、2脚，走线不宜过长。
2、晶体排版位置尽量远离发热较严重的部位，否则容易导致芯片走时误差偏大。
3、在振荡电路旁边包括SD2059的1、2脚和晶体、匹配电容周围布一圈地线。
4、SD2059背面不宜走大电流，强干扰线路。
其他注意事项
1、注意若是不使用数字补偿功能，建议上电时对12H寄存器清0，防止芯片上电复位时内部寄存器没有正常复位导致走时异常。
2、建议在进行完写操作后开启写保护功能。
3、在写时间数据时，不能单独对某一个时间寄存器进行写操作，否则可能导致时间错误进位，应该一次性写入7个时间数据。
4、芯片首次上电时时间数据为随机值，并不是固定时间。
5、注意在读时间时，各时间寄存器高位无效数据需要通过软件屏蔽，防止无效数据引起读出时间不对。
6、注意12h和24h进制切换时间，小时寄存器的高位处理。
关于兴威帆电子
兴威帆电子成立于2000年，总部位于深圳坂田。公司拥有芯片设计中心、可靠性实验室、模块生产基地，为国家高新技术企业、深圳市专精特新中小企业。公司一直专注于时钟芯片和模块的研发生产，始终坚持技术创新、自主研发。在RTC方面，公司有着二十多年的技术积累，芯片及模块产品累计出货量数以亿计。兴威帆RTC应用广泛，目前已有3000多家客户选用，涵盖了汽车电子如BMS、TBOX、EDR；智能交通如高铁、地铁、ETC；安防类如监控、门禁、考勤等；水电气三表类；计算机类有政府电脑、服务器、工业网关；家电类如破壁机、中央空调、热水器等产品，兴威帆RTC的产品稳定性和可靠性得到了众多品牌客户的认可。未来兴威帆电子将以“为世界提供更精确的时间”为己任，不断推出全场景、高精度的RTC产品，致力打造具有全球市场竞争力的一流RTC芯片企业。
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型号- SD8840
兴威帆RTC/实时时钟芯片选型表
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产品型号
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品类
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封装形式
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工源电压VDD（V）
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静态工作电流（uA）
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时钟精度(ppm）
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通信接口
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SD2058
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RTC
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SOP8/MSOP8/DFN3X3-10
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1.8V~5.5V
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1uA
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外配
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IIC
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选型表 - 兴威帆 立即选型
电子商城
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服务
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