Los requisitos temporales de las aplicaciones de medición modernas se han vuelto mucho más estrictos en los últimos años. En las aplicaciones modernas de medición, a menudo se requiere un desfase de 1 hora después de 7 años. También debe ser posible mantener este valor a lo largo del rango de temperatura de funcionamiento de la aplicación. 1 hora como máximo después de 7 años corresponde a una tolerancia de frecuencia de ±16 ppm absolutos a 32.768 kHz. Estas especificaciones ya no pueden cumplirse con cristales oscilantes normales de 32,768 kHz.
Por un lado, porque un 32,768 kHz sólo está disponible con una tolerancia de frecuencia a +25°C de ±10ppm, por otro, la estabilidad de temperatura es de unos buenos -180ppm en el rango de temperaturas de -40/+85°C. En el cálculo de la precisión no debe olvidarse el envejecimiento de aprox. ±30 ppm al cabo de 10 años. En el peor de los casos, un cristal de 32,768 kHz tiene una estabilidad de frecuencia máxima de +40/-220ppm (incluyendo el ajuste a +25°C, la estabilidad de temperatura y el envejecimiento después de 10 años). El desplazamiento sistemático de frecuencia causado por las capacitancias internas de la etapa osciladora del circuito integrado que se va a sincronizar y las capacitancias parásitas debe compensarse con capacitancias de circuito externas. Si se selecciona una disposición sin capacitancias de circuito externas para el cristal de 32,768 kHz, esto es muy peligroso porque la precisión del cristal de 32,768 kHz no puede corregirse ni adaptarse a los cambios repentinos de las relaciones de la placa de circuito impreso durante la producción en serie. En realidad, el ángulo de corte del cristal de 32,768 kHz se desarrolló para una precisión óptima en un reloj de pulsera y no para la mayoría de las aplicaciones en las que se utiliza hoy en día.
[caption id="attachment_62" align="alignleft" width="300"] Figura 1: Comportamiento térmico de un cuarzo comercial de 32,768 kHz[/caption]
Como especialistas en relojería, ofrecemos el oscilador de ultrabajo consumo de 32,768 kHz de la serie ULPPO para cumplir las especificaciones de tiempo más precisas. Este oscilador puede funcionar con cualquier tensión en un rango VDD de 1,5 - 3,63 VCC. El consumo de corriente está especificado en 0,99 µA. La estabilidad de temperatura del ULPPO es de ±5ppm en el rango de temperaturas de -40/+85°C. La estabilidad de frecuencia (precisión de suministro más estabilidad de temperatura) es de ±10ppm y el envejecimiento después de 20 años es de ±2ppm. Esto significa que la estabilidad global máxima del ULPPO es de ±12 ppm, incluido el envejecimiento después de 10 años. Se trata de los mejores parámetros del sector.
No se requiere ninguna capacitancia de circuito externa para el cableado de la carcasa ultrapequeña (área de la carcasa 1,2 mm2). La etapa de entrada del CI incorporado en el ULPPO filtra la propia tensión de alimentación. En comparación con un cristal de cuarzo, el uso del ULPPO ahorra una enorme cantidad de espacio en la placa de circuito, por lo que se puede aumentar la densidad de empaquetado y desarrollar placas de circuito más pequeñas. El consumo de corriente del ULPPO también puede reducirse ajustando la amplitud.
Al calcular el espacio en la placa para un cristal, también hay que tener en cuenta las dos capacitancias externas del circuito. Incluso el cristal más pequeño de 32,768 kHz siempre requiere más espacio en la placa de circuito impreso con las dos capacitancias del circuito externo que el ULPPO.
Además, los cristales muy pequeños de 32.768 kHz tienen resistencias muy altas, que a menudo ya no pueden ser accionadas con seguridad por las etapas osciladoras que se van a sincronizar, ya que las etapas osciladoras de los CI o RTCque se van a sincronizar también tienen tolerancias muy grandes. Esto puede dar lugar a problemas de oscilación repentina sobre el terreno, que pueden evitarse con la ULPPO para que la aplicación pueda funcionar de forma segura en cualquier circunstancia con la ULPPO.
Una etapa osciladora requiere mucha energía para mantener oscilando un cristal de 32,768 kHz. Normalmente, la etapa de entrada de una MCU puede conectarse directamente a la señal LVCMOS del ULPPO (normalmente Xin). De este modo, la etapa de entrada del MCU puede desconectarse (función bypass) para que la energía ahorrada pueda utilizarse en el cálculo del consumo de energía del sistema del contador. Además, se pueden sincronizar varios circuitos integrados simultáneamente con un ULPPO. Debido a la gran precisión de la ULPPO, es necesario realizar menos sincronizaciones horarias, lo que también ahorra corriente del sistema.
Por supuesto, el ULPPO se puede utilizar en todas las aplicaciones que requieren un oscilador miniaturizado de 32,768 kHz de ultra bajo consumo, como smartphones, tabletas, GPS, relojes de fitness, aplicaciones de salud y bienestar, teclados inalámbricos, medición del tiempo, aplicaciones de temporización, wearables, IoT, domótica, etc. Debido a la alta precisión del oscilador de 32,768 kHz, el tiempo de espera o incluso el tiempo de hibernación se pueden ampliar significativamente en aplicaciones de tecnología de hipernación, de modo que se puede ahorrar mucha energía del sistema debido a los ciclos de sincronización significativamente más bajos que consumen mucha batería, lo que hace que el oscilador de 32,768 kHz sea la mejor opción que un cristal de cuarzo de 32,768 kHz. Existen varias versiones de precisión de los osciladores de 32,768 kHz de consumo ultrabajo: consulte también las series ULPO-RB1 y -RB2.
Nuestros especialistas altamente experimentados pueden ofrecerle servicios integrales de diseño para ayudarle a diseñar este componente tan innovador de forma rápida y precisa.
Encontrará más información en:
Osciladores de potencia ultrabaja de 32,768 kHz
o
Osciladores de silicio SMD ULPO-RB1 y ULPO-RB2
Oscilador de silicio SMD ULPPO
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