【选型】实际应用案例解析实时时钟芯片的PIN to PIN替换方案
笔者参与设计的新独立时钟项目，系统主要由主控IC、LED驱动及RTC三部分组成（如下图1所示），其中RTC选择的是HT1381（SOP-8）串行计时器芯片。根据该芯片的晶体选型需求，选择了世强代理的EPSON贴片晶体FC-135，该晶体负载电容为CL=9pF。
图1 时钟系统
由以上芯片对应组成的时钟电路设计如下：
图2 时钟项目电路原理图
在设计测试过程中发现时间精度达不到±2.0s/day的指标要求。实际测试为每天快2.9s（测试条件：室温23±3度）。
问题分析及解决：
1）样品分析
在咨询RTC厂家寻求解决方案的时候，厂家给出结论是晶体精度问题，导致的时间偏差较大。根据反馈，将晶体FC-135寄回厂家（EPSON）分析检测。EPSON对样品进行了检测分析，晶体本身的频偏为+1.78ppm完全满足规格书，同时+1.78ppm对应的时间偏差为+0.15s/day。可以判断晶体的频偏不是时间偏差的根本因素。
2）回路评估
EPSON 根据晶体测试结果提出进行回路评估测试，看晶体和RTC芯片的匹配是否合适。将测试板送交回路评估实验室进行测试，测试结果如下：
Status |
Cg [pF] |
Cd [pF] |
Frequency deviation[x10-6] |
DL [mW] |
|-R| [kW] |
CL=9.0[pF] |
|||||
Present |
N.C. |
N.C. |
+32.2 |
0.039 |
390 |
根据评估结果来看，32.2ppm对应时间偏差为+2.78s/day。结合晶体本身的偏差+0.15s/day，总的偏差为+2.93s/day，与实际测试误差+2.9s/day比较吻合。因此判定RTC 推荐的晶体配置不合适，且设计上没有外接电容进行调节，因此精度不能保证。
3）方案的重新评估
基于上述各种因素，EPSON推荐采用晶体内置的实时时钟模块RX-8010SJ来替换HT1381A的方案。方案的可行性有下面几点依据：
a、RX-8010SJ和HT1381A的引脚定义基本相同，简单的调整一下就可以完成对应的硬件设计。
b、都是采用IIC方式通讯，基本时序相同，软件更改调试简单，同时RX-8010SJ有对应的例程提供。
c、RX-8010SJ晶体内置，避免工程师对晶体选型不当造成的性能不良，同时大大提高了器件的稳定可靠性。并在出厂前调节了频率精度之后提供给顾客，为此，设计人员不再需要另配部件，能够削减顾客基板上使用的部件数量。
d、RX-8010SJ整体性价比较高，品质稳定。
在综合评估之后，将HT1381替换为RX-8010SJ，实际测试时间精度在±1.0s/day 范围内（测试条件：室温23±3度）。待批量验证过性能后，后续可以推广到其它类似项目中。
- |
- +1 赞 0
- 收藏
- 评论 2
本文由Daniel 东提供，版权归世强硬创平台所有，非经授权，任何媒体、网站或个人不得转载，授权转载时须注明“来源：世强硬创平台”。
相关推荐
【选型】常温5±23ppm的时钟精度的实时时钟芯片RX8130CE满足空调温控器记录需求，内置32.768KHz晶体
针对空调温控器时间记录功能的实现，推荐EPSON的实时时钟芯片RX8130CE，工作电压1.25-5.5V，工作电流1.5μA，常温精度5±23ppm@25℃，内置32.768KHz晶体，I2C总线接口。
器件选型 发布时间 : 2023-05-23
【选型】EPSON新一代RTC时钟芯片RX8130可替代RX8010，可缓解32.768KHz晶体紧缺的情况
EPSON推出的RTC时钟芯片RX8130CE，内置频率可调的32.768kHz晶振单元，采用I2C总线接口，内置备用电池充电控制功能，可替代上一代RX8010芯片，同时也缓解市面32.768KHz晶体物料紧缺的现状。
器件选型 发布时间 : 2021-04-04
【选型】EPSON的RTC实时时钟芯片RX8111CE用于电子血压计，备电功耗100nA@3V，常温精度±11.5ppm
电子血压计是老年人日常监测身体血液健康的必备医疗设备，当血压的数值异常会产生一个时间标记，需要提供时间记录功能，通常采用RTC芯片来实现，要求具有低功耗、小尺寸、高精度特性。针对电子血压计时间标记功能的实现，推荐EPSON的RTC实时时钟芯片RX8111CE。
器件选型 发布时间 : 2023-04-22
【技术大神】智能电表应用：实时时钟芯片RX8025T的电源设计
本文介绍了三种电路措施，以及软件、PCB、生产制程的控制，使RX8025T实时时钟芯片在常规环境下，满足“且在不更换电池且电表断电的情况下，维持电表时钟正确工作的时间不少于5年” 的要求。
设计经验 发布时间 : 2016-12-27
爱普生RTC具有小型化封装和高可靠性、稳定可靠的高时钟精度和超低功耗特点
爱普生RTC的特点：①小型化封装和高可靠性，IC和晶体一体化封装技术，内置电源切换电路 的型号支持；②稳定可靠的高时钟精度，RTC出厂精度调校，内置DTCXO的型号满足全温范围内高精度计时要求；③超低功耗，满足长期时钟保持要求并可采用小容量电池或电容。
产品 发布时间 : 2024-05-20
【经验】EPSON RTC实时时钟RX-8010SJ上电工作异常详情排查及解决办法
Epson的RX-8010SJ实时时钟模块，采用C-MOS工艺，可靠性很高，频率老化为5×10-6/每年，工老化率均低于同类产品，工作寿命长。另外还具有时刻、日历、警报器和定时器等功能。1.1V~5.5V，备份模式下额定功耗电流只有160nA，可见该元件具功耗很低，可满足客户更广泛的市场应用。本文 讲述了在温控器中RTC实时时钟RX-8010SJ上电工作异常详情排查及解决办法。
设计经验 发布时间 : 2018-10-16
一文读懂晶体、晶振、RTC的区别及使用方法
爱普生公司推出了一款新型实时时钟模块，型号为RX-8803。该实时时钟模块内部集成一个32.768kHz石英晶体振荡器，通过I2C接口输出结果。除了具有日历功能（可以显示年，月，日，时，分，秒）和秒表功能外，本模块还具有警报、定时器和32.768kHz频率输出功能。此款时钟模块的制造基于先进的CMOS工艺，具有较低的泄露电流，可以使电池的使用寿命大大提高。具有SOP-14和VSOJ-12两种封装。
设计经验 发布时间 : 2018-05-27
电子体温计设计采用爱普生RTC RX8010S，最低功耗仅有160nA
输出频率32.768K提供给主系统，提供稳定可靠的时间信息；支持I2C，超低功耗160nA@3V 降低时钟回路成本；高可靠性：爱普生32.268K晶振和IC在一个封装内；避免32.768k晶体在恶劣情况下出现停止现象
应用方案 发布时间 : 2024-04-18
基于EFM32JG/PG的智能手环低功耗整体解决方案，低功耗、小体积
智能手环方案可直接输出心率值，且具有低功耗、小体积等特点，是目前典型方案中的质优方案。
方案 发布时间 : 2017-05-25
【应用】高精度实时时钟芯片RX-8025T UB用于北斗系统模块，内置32.768KHz晶振，自带温度补偿功能
EPSON RTC时钟芯片RX-8025T UB应用在北斗系统模块，不仅提供高精度高可靠性时钟，还能达到低功耗的要求，而且这颗物料在很多工业市场有着大量的市场应用，充分证明着它的性能稳定可靠。
应用方案 发布时间 : 2022-12-15
爱普生的FC-135 32.768KHz晶体在MSP430G2x55混合信号微控制器中的使用
爱普生的FC-135晶体单元应用在各个领域，主要用于时钟信号。在表类应用上更是广泛使用，目前TI公司的MSP430G2x55 混合信号微控制器中使用FC-135该如何选型，我们从表类项目来说明。
应用方案 发布时间 : 2024-04-15
【经验】实时时钟模块RX-8010SJ高温“死机”详情原因排查
本文通过实际案例呈现EPSON实时时钟模块RX-8010SJ在高温测试中出现“死机”的详情原因。
设计经验 发布时间 : 2017-08-04
【应用】车规级实时时钟芯片RA8900CE应用于车载T-BOX项目，功耗低至0.7μA
本文介绍一款成功应用于车载T-BOX项目上的车规级实时时钟芯片，可替代分立的晶体加驱动芯片的方式。精工爱普生的车载实时时钟RA8900CE内置32.768Khz的晶体，实现年、月、日、星期、小时、分钟和秒精准计时，功耗低至0.7μA，可满足低功耗需求。
应用方案 发布时间 : 2020-08-17
爱普生32.768kHz晶体FC2012AN助力连续血糖仪CGM新赛道，具有低功耗、小尺寸、低阻抗等优势
在新型CGM血糖监测仪中，为实现小巧便携、读写方便且需要长时间工作的要求，对内部电子元器件功耗和体积有更高的要求。本文推荐了EPSON低功耗、小尺寸、低阻抗（ESR）的32.768kHz晶体FC2012AN，很好的解决了这一应用要求。
应用方案 发布时间 : 2023-12-12
电子商城
现货市场
服务
提供CE测试服务，通过晶体回路匹配分析，给出测试报告。支持EPSON所有MHz无源晶体、32.768KHz晶体。支持到场/视频直播测试，资深专家全程指导。
实验室地址： 深圳/上海 提交需求>
Ignion可支持多协议、宽频段的物联网天线方案设计，协议：Wi-Fi、Bluetooth、UWB、Lora、Zigbee、2G、3G、4G、5G、CBRS、GNSS、GSM、LTE-M、NB-IoT等，频段范围：400MHz~10600MHz。
最小起订量： 2500 提交需求>
授权代理品牌：集成电路
授权代理品牌：分立元件
授权代理品牌：接插件及结构件
授权代理品牌：部件、组件及配件
授权代理品牌：电源及模块
授权代理品牌：电子材料
授权代理品牌：仪器仪表及测试配组件
授权代理品牌：电工工具及材料
授权代理品牌：机械电子元件
授权代理品牌：加工与定制
我要提问
登录 | 立即注册
提交评论