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學特性。這個頻率值經過簡單的分頻處理,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,可以精確地產生1Hz的信號,這對于以秒為單位的計時功能實現非常關鍵。而且,該頻率的晶體振蕩器具有較高的穩定性,能夠在不同的環境條件下保持相對穩定的輸出,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晶體的規格參數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:
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動能量, 以防止晶體振壞或出現異常; 反相器inv2對invl的輸出波形整形并驅動負載。 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過程實現的。32.768Khz的信號作為這個計數過程的基石,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頻率的優勢就凸顯出來。這個特定頻率經過特定的電路設計和內部邏輯處理,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內部產生一個穩定的1Hz信號,而這個1Hz信號正是實現秒計時的關鍵。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,在實現了秒計時的基礎上,RTC利用內部的計數器和寄存器,以32.768Khz信號衍生出的1Hz信號為節拍,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。 在智能手機中,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,操作系統的時間同步、文件創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,其小巧的體積內對時間精度要求更高,32.768Khz信號質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定的輸出,RTC就能持續準確地計時。然而,如果32.768Khz信號的頻率由于外界因素發生了哪怕是微小的偏差,經過長時間的積累,也會導致RTC計時出現明顯的誤差。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,以保障RTC計時的高精度和高可靠性。 5、計時解決方案 · 32.768Khz諧振器 在計時系統中,32.768Khz的晶振通常用于為RTC提供穩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,還有小體積1.6*1.0mm的32.768Khz晶振,用于小型化或集成化的計時方案。 6、一體式解決方案(RTC+32.768Khz) 一體式計時解決方案(RTC+32.768Khz)。RTCYSN8563,該款RTC封裝為SOP-8,通信接口為I2C Bus,滿足1.2~5.5V工作電壓。同時與YSN8563相搭配的32.768KhzHz產品(上述YST310S / YSX2012SK等)。一體化的解決方案簡化了開發和調試過程,同時保證了產品的整體可靠性,能夠實現更精確的計時功能。 |