傳統(tǒng)的模擬溫度補償晶振采用熱敏電阻等元器件來檢測環(huán)境溫度,將溫度信息做相應(yīng)變換后控制晶振的輸出頻率用來實現(xiàn)穩(wěn)定輸出,但是這種做法頻率補償精度有限。伴隨目前電路計算頻率越來越高,更多工業(yè)級的高時間精度和快速時間響應(yīng)的應(yīng)用出現(xiàn),原有的模擬溫度補償晶振無法滿足要求,數(shù)字溫度補償?shù)?a class="article-link" target="_blank" href="/baike/482008.html">實時時鐘模塊出現(xiàn),通過在模塊內(nèi)部將溫度檢測、模擬變化,AD轉(zhuǎn)化,將模擬量轉(zhuǎn)換為數(shù)字量,調(diào)節(jié)頻率輸出,可實現(xiàn)更高精度的頻率補償。
最近EPSON推出一款SPI接口的數(shù)字溫度補償實時時鐘RX4901CE,這款時鐘模塊自帶SPI接口,可在-40℃~+105℃的溫度環(huán)境中穩(wěn)定工作,于計算芯片進行配合,可以實現(xiàn)高時間精度和快速時間響應(yīng)應(yīng)用。
圖1 RX4901CE的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖
支持SPI數(shù)字接口,通信速率高,更適合高精度和快速響應(yīng)的時鐘應(yīng)用
RX4901CE時鐘模塊采用SPI總線與外部計算芯片進行通信,該總線為同步串行通信協(xié)議,支持點對點、點對多點通信協(xié)議,如圖2所示,采用了CLK(時鐘),DI(輸入),DO(輸出)和CE(從機選擇)四根通信線,其優(yōu)點在于傳輸速度快,實時性強,特別適用于需對時鐘信號進行高速實時響應(yīng)的時鐘應(yīng)用。在工業(yè)控制產(chǎn)品中需要實際分析連續(xù)信號,保持信號采集時間精度的可信度有非常重要的作用,在高精度敏感儀器儀表的設(shè)計中將發(fā)揮重要作用。
圖2 SPI接口的數(shù)字溫度補償功能示意圖
頻率容差小于±8.0 x 10-6,在+85℃~+105℃嚴(yán)苛環(huán)境溫度下溫度運行
RX4901CE實時時鐘模塊伴隨溫度變化的穩(wěn)定特性如圖3所示,其啟動時間最大為1S,特別滿足各類程控儀器的應(yīng)用,同時在-40℃~+105℃的環(huán)境溫度中,其頻率容差做到小于±8.0 x 10-6,性能優(yōu)異,滿足高精度溫度補償?shù)囊螅T如風(fēng)電、石油開采等環(huán)境工作溫度變化差異巨大的場景,保障設(shè)備隨時可靠運行,可作為一項優(yōu)質(zhì)元器件選型選項為高精度時間應(yīng)用設(shè)計提供元器件級技術(shù)支持。同時RX4901CE還提供XS子型號產(chǎn)品,產(chǎn)品在-40℃~+85℃的溫度環(huán)境中頻率容差為±3.0 x 10-6,便于滿足設(shè)計者對精度的進一步追求,例如石化、鋼鐵冶煉等行業(yè)中旋轉(zhuǎn)設(shè)備信號檢測對儀器設(shè)備時鐘穩(wěn)定性要求高的場合。
圖3 RX4901CE的頻率特性
提供時間戳功能,可自動實現(xiàn)電池供電和系統(tǒng)供電切換
RX4901CE作為高度集成的實時時鐘模塊,其內(nèi)部集成了豐富的設(shè)計功能。RX4901CE帶有時間戳功能,通過外部事件引腳輸入配置,可以記錄1/1024秒,到秒、分鐘、小時、日、月、年的信息,模塊內(nèi)部可最多記錄32個事件,可以幫助用戶在重要的信號事件上標(biāo)記盡可能高精度的時間戳信息,有效助力數(shù)據(jù)可追溯。同時模塊內(nèi)部能夠檢測系統(tǒng)供電和電池供電的狀態(tài),在系統(tǒng)供電出現(xiàn)故障時能夠自動切換到電池供電,維持時鐘系統(tǒng)運行,切實保障時鐘系統(tǒng)穩(wěn)定可靠。
圖4 RX4901CE的管腳分布