32.768Khz在電路中的作用

2024/12/16
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在電子電路領域,32.768Khz(32768Hz)有著特殊的地位和重要的作用。

1、采用32.768Khz的原因?

32.768Khz頻率在電路設計中被廣泛采用,主要是因為其特殊的數(shù)學特性。這個頻率值經(jīng)過簡單的分頻處理,可以方便地得到各種常用的時間基準。例如,通過合適的電路對其進行15次二分頻,可以精確地產(chǎn)生1Hz的信號,這對于以秒為單位的計時功能實現(xiàn)非常關鍵。而且,該頻率的晶體振蕩器具有較高的穩(wěn)定性,能夠在不同的環(huán)境條件下保持相對穩(wěn)定的輸出,從而為電路提供準確可靠的時鐘信號,滿足諸如實時時鐘(RTC)等對時間精度要求較高的應用場景。

2、32.768Khz外接負載的選擇

外接負載對于32.768Khz晶體振蕩器的性能有著顯著影響。選擇合適的負載電容至關重要。負載電容值需要根據(jù)晶體的規(guī)格參數(shù)和電路的具體要求來確定。如果負載電容選擇不當,可能會導致晶體振蕩器的頻率偏移,進而影響整個電路的計時準確性。一般來說,常見的負載電容值在7pF 、9PF、12.5pF,在設計電路時,需要考慮與之相連的芯片引腳內(nèi)部電容,通過計算來選擇合適的外部負載電容,以保證晶體振蕩器工作在其標稱頻率附近。

以下是常見負載對應的外接電容值:

晶振負載電容 晶振外接電容
7PF 12~15PF
9PF 15~18PF
12.5PF 18~22PF

實際情況還需進行匹配測試后,推薦最佳外接電容值。

3、32.768Khz外接的電路

如圖所示是晶振的整體電路。R1為反相器invl提供偏置,使其中的MOS管工作在飽和區(qū)以獲得較大的增益;C1,C2和雜散電容一起構成晶體的電容負載, 同時它們和反相器invl一起可以等效為一負阻, 為晶體提供其振蕩所需要的能量;R2用來降低對晶體的驅(qū)動能量, 以防止晶體振壞或出現(xiàn)異常; 反相器inv2對invl的輸出波形整形并驅(qū)動負載。

?4、32.768Khz與RTC的關系

實時時鐘(RTC)作為眾多電子設備中時間信息管理的核心模塊,其精準運行高度依賴于穩(wěn)定可靠的時鐘源,而32.768Khz晶體振蕩器所提供的信號在其中扮演著舉足輕重的角色。

在RTC的工作原理中,時間的計量是通過一系列復雜而有序的計數(shù)過程實現(xiàn)的。32.768Khz的信號作為這個計數(shù)過程的基石,其重要性不言而喻。由于RTC需要精確到秒級甚至更細粒度的時間單位,32.768Khz頻率的優(yōu)勢就凸顯出來。這個特定頻率經(jīng)過特定的電路設計和內(nèi)部邏輯處理,可以方便且準確地轉換為秒信號。

具體而言,通過對32.768Khz信號進行一系列精確的分頻操作,能夠在RTC內(nèi)部產(chǎn)生一個穩(wěn)定的1Hz信號,而這個1Hz信號正是實現(xiàn)秒計時的關鍵。每一次1Hz信號的脈沖,就代表著時間走過了一秒,這種基于32.768Khz的分頻計時機制構成了RTC對秒計時的基礎。

從更廣泛的時間維度來看,在實現(xiàn)了秒計時的基礎上,RTC利用內(nèi)部的計數(shù)器寄存器,以32.768Khz信號衍生出的1Hz信號為節(jié)拍,進一步對分、時、日等時間單位進行累計和記錄。這種精確的計時功能對于各種需要記錄時間的電子設備至關重要。

智能手機中,用戶設定的鬧鐘、日程提醒等功能都依賴于RTC的準確計時,一旦32.768Khz信號出現(xiàn)偏差,可能導致鬧鐘提前或延遲響起,日程安排錯亂等問題;

在電腦主板上,操作系統(tǒng)的時間同步、文件創(chuàng)建和修改時間的記錄等操作也都與RTC緊密相關,不準確的32.768Khz信號可能造成系統(tǒng)時間錯誤,進而影響到文件管理和一些對時間敏感的應用程序的正常運行。

對于智能手表這類可穿戴設備,其小巧的體積內(nèi)對時間精度要求更高,32.768Khz信號質(zhì)量直接決定了手表顯示時間的準確性,影響用戶對設備的使用體驗。

此外,32.768Khz信號的穩(wěn)定性對于RTC在長時間運行中的準確性至關重要。在不同的環(huán)境條件下,如溫度變化、電磁干擾等因素存在時,32.768Khz晶體振蕩器如果能夠保持穩(wěn)定的輸出,RTC就能持續(xù)準確地計時。然而,如果32.768Khz信號的頻率由于外界因素發(fā)生了哪怕是微小的偏差,經(jīng)過長時間的積累,也會導致RTC計時出現(xiàn)明顯的誤差。因此,在設計包含RTC的電路時,工程師們需要采取一系列措施來確保32.768Khz晶體振蕩器工作在最佳狀態(tài),以保障RTC計時的高精度和高可靠性。

?5、YXC推薦計時解決方案

· 32.768Khz諧振器

在計時系統(tǒng)中,32.768Khz的晶振通常用于為RTC提供穩(wěn)定且精確的時鐘信號,與RTC搭配共同確保了電子設備中時間記錄的準確性和可靠性。目前主流使用的為封裝尺寸3.2*1.5mm、2.0*1.2mm的32.768Khz晶振,YXC還提供了小體積1.6*1.0mm的32.768Khz晶振,用于滿足小型化或集成化的計時方案需求。

6、YXC一體式解決方案(RTC+32.768Khz)

為滿足計時需求,YXC提供一體式計時解決方案(RTC+32.768Khz)。推薦RTC產(chǎn)品YSN8563,該款RTC封裝為SOP-8,通信接口I2C Bus,滿足1.2~5.5V工作電壓。同時提供與YSN8563相搭配的32.768KhzHz產(chǎn)品(上述YST310S / YSX2012SK等)。一體化的解決方案簡化了開發(fā)和調(diào)試過程,同時保證了產(chǎn)品的整體可靠性,能夠?qū)崿F(xiàn)更精確的計時功能。

揚興科技

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深圳揚興科技有限公司(下面簡稱:YXC),自2010年成立以來,一直專注于時鐘頻率器件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是業(yè)界領先的半導體高新技術企業(yè)。 公司主營產(chǎn)品包括晶振、可編程振蕩器、(VC)TCXO、三級鐘、鎖相環(huán)芯片以及實時時鐘芯片等。研發(fā)產(chǎn)品通過了AEC-Q200、IATF16949車用體系認證及ISO14001-環(huán)境管理體系、ISO9001質(zhì)量管理等體系認證,全頻率產(chǎn)品生態(tài)鏈廣泛應用于車載、通信、工業(yè)、醫(yī)療和軍工等領域。 近年來,公司不斷加大對時鐘芯片、MEMS及高穩(wěn)晶振的研發(fā)投入,匯聚了一批來自海內(nèi)外的行業(yè)高端人才,先后成立了臺灣半導體研發(fā)中心和華南頻率器件生產(chǎn)中心,成為國內(nèi)首家可編程晶振廠商,并獲得國家級專精特新小巨人、綠色工廠等榮譽稱號。 YXC秉承著”賦予科技生命力,攜手伙伴共富足”的使命,以“成為國際一流的時鐘頻率器件服務商”為愿景,堅持技術創(chuàng)新和價值創(chuàng)造,為成就全球客戶的卓越貢獻自己的力量。

深圳揚興科技有限公司(下面簡稱:YXC),自2010年成立以來,一直專注于時鐘頻率器件的研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,是業(yè)界領先的半導體高新技術企業(yè)。 公司主營產(chǎn)品包括晶振、可編程振蕩器、(VC)TCXO、三級鐘、鎖相環(huán)芯片以及實時時鐘芯片等。研發(fā)產(chǎn)品通過了AEC-Q200、IATF16949車用體系認證及ISO14001-環(huán)境管理體系、ISO9001質(zhì)量管理等體系認證,全頻率產(chǎn)品生態(tài)鏈廣泛應用于車載、通信、工業(yè)、醫(yī)療和軍工等領域。 近年來,公司不斷加大對時鐘芯片、MEMS及高穩(wěn)晶振的研發(fā)投入,匯聚了一批來自海內(nèi)外的行業(yè)高端人才,先后成立了臺灣半導體研發(fā)中心和華南頻率器件生產(chǎn)中心,成為國內(nèi)首家可編程晶振廠商,并獲得國家級專精特新小巨人、綠色工廠等榮譽稱號。 YXC秉承著”賦予科技生命力,攜手伙伴共富足”的使命,以“成為國際一流的時鐘頻率器件服務商”為愿景,堅持技術創(chuàng)新和價值創(chuàng)造,為成就全球客戶的卓越貢獻自己的力量。收起

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