利用DS3231/DS3232中新的可編程溫度更新時間特性,應用可以降低對精確實時時鐘的總電流要求,同時保持出色的計時精度。
概述
隨著DS3231的推出,精度極高,I2C兼容,集成RTC / TCXO /晶體,達拉斯半導體重新定義了獨立實時時鐘的精度期望。DS3231在-40°C至+85°C工業溫度范圍內提供±3.5ppm的精度。該器件通過每 64 秒 (64s) 測量一次器件溫度并調整晶體的負載電容以在該特定溫度下接近 0ppm 精度來實現此精度水平。
當前要求
定期的溫度更新過程會在短時間內(最壞情況,200ms)增加設備的電流要求。圖1中的時間表顯示了DS3231隨時間變化的最差電流要求。所有計算都假設電池電壓為3.63V,I2C 兼容接口處于非活動狀態。
圖1.DS3231 最壞情況下的電流要求
最大平均電流消耗由以下計算確定:
DS3231數據資料中提供了3.0μA的最大平均電流值。正如該值所示,溫度轉換過程使總電流要求增加了250%!對于需要從備用電源(例如鋰電池、超級電容器)延長操作的應用,這種電流增加尤其重要。
降低電流要求
DS3232/DS3234在用戶可編程寄存器中提供位場,允許增加溫度更新之間的時間,從而降低平均電流要求。兩款器件均在控制/狀態寄存器中提供C_Rate位字段,該字段在溫度更新之間提供四個不同的周期。該寄存器詳見表1。
位 7 | 位 6 | 位 5 | 位 4 | 位 3 | 位 2 | 位 1 | 位 0 |
@Si | BB32KHZ | C_Rate1 | C_Rate0 | EN32kHz | 貝斯 | A2樓 | A1樓 |
表2給出了DS3232/DS3234的溫度更新與由此產生的最差情況電流之間的時間。所有計算都假設電池電壓為3.3V,I2C 兼容接口處于非活動狀態。上電時,此C_Rate位字段默認為零,相當于溫度更新之間的64s。
C_Rate [1:0] | 溫度更新時間 (s) |
DS3232/DS3234 平均電流(μA) |
00 | 64 | 2.50 |
01 | 128 | 1.56 |
10 | 256 | 1.10 |
11 | 512 | 0.86 |
通過調整此位域,電流要求可以降低65%以上,從而延長備用電源的使用壽命。
準確性
隨著溫度更新之間時間的增加,在溫度快速波動期間精度可能會降低。當溫度保持穩定或緩慢變化時,精度沒有影響。
溫度控制
DS3234增加了溫度控制寄存器,允許應用在器件由備用電源供電時禁用溫度更新。此寄存器中的BB_TD位控制禁用功能。上電時,該位默認為零,對應于處于活動狀態的溫度更新。寄存器詳見表3。
位 7 | 位 6 | 位 5 | 位 4 | 位 3 | 位 2 | 位 1 | 位 0 |
0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | BB_TD |
啟用此位可降低備用電源的總電流要求,但如果不更新溫度,計時精度會下降。
總結
通過增加可編程溫度更新時間,達拉斯半導體通過推出DS3231/DS3232/DS3234集成RTC/TCXO/晶體,以更低的電流要求提供精確的計時。
審核編輯:郭婷
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