淺談外部溫度傳感器的RTC的計(jì)時(shí)精度

除非采取糾正措施，否則石英晶體的溫度相關(guān)特性會(huì)阻止與最先進(jìn)的實(shí)時(shí)時(shí)鐘保持一致的寬范圍溫度范圍內(nèi)的高精度。本應(yīng)用筆記描述了如何使用外部溫度傳感器，將其放置在與RTC上連接的石英晶體相同或接近相同溫度的位置，可以顯著提高精度。如果應(yīng)用程序由于某種原因已經(jīng)在使用溫度傳感器，則只需要一些額外的固件，而無需添加到物料清單（BOM）中。

介紹

實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）已經(jīng)存在很長時(shí)間了，許多電子系統(tǒng)都包含一種功能，例如保持日歷時(shí)間，費(fèi)率切換，時(shí)間戳或定期喚醒系統(tǒng)以啟動(dòng)某些動(dòng)作，例如進(jìn)行一些測量。 。并非所有應(yīng)用程序都需要相同的精度水平，但是當(dāng)需要高精度時(shí)，例如在依賴實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的應(yīng)用程序中需要高于5 ppm的精度時(shí)，標(biāo)準(zhǔn)RTC不能滿足這些要求。計(jì)時(shí)只能像其參考一樣準(zhǔn)確。濕度，振動(dòng)和壓力等幾個(gè)環(huán)境因素會(huì)影響RTC的準(zhǔn)確性，但主要是石英晶體在溫度范圍內(nèi)的劣質(zhì)特性，如果溫度變化，則會(huì)導(dǎo)致偏差。已經(jīng)使用多種技術(shù)來提高使用32.768 kHz晶體所實(shí)現(xiàn)的計(jì)時(shí)精度。本應(yīng)用筆記描述了如何使用外部溫度傳感器放置在與RTC及其晶體處于或接近相同溫度的位置，可如何顯著提高精度。如果應(yīng)用程序已經(jīng)在使用溫度傳感器，則只需添加一些固件，而無需添加到物料清單（BOM）中。

如果RTC具有電子調(diào)諧寄存器，則使用這種方法實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)倪^程將大大簡化。這樣的寄存器允許通過從振蕩器分頻器鏈中增加或減少計(jì)數(shù)來影響時(shí)鐘速度。這將改變一秒的持續(xù)時(shí)間，而不改變振蕩器的頻率。恩智浦RTC PCF85063，PCF8563和PCF2123提供此功能。

使用不帶溫度補(bǔ)償?shù)腞TC時(shí)的問題

有時(shí)可以使用系統(tǒng)微控制器中的內(nèi)置振蕩器來完成計(jì)時(shí)。但是，在許多情況下，使用RTC是不可避免的。使用獨(dú)立的RTC有幾個(gè)好處：

• 更低的功耗
• 釋放主要系統(tǒng)用于時(shí)間緊迫的任務(wù)
• 更高的計(jì)時(shí)精度

圖1典型32.768 kHz晶體的頻率與溫度的偏差

但是，即使使用RTC，計(jì)時(shí)也只能與所使用的基準(zhǔn)一樣精確。晶體的頻率特性取決于晶體的形狀或“切工”。制造商可以通過切割晶體的角度來控制晶體轉(zhuǎn)換頻率。然而，必須制造具有不同切割角度的晶體會(huì)增加復(fù)雜性和成本。通常以這樣的方式切割音叉晶體，即其頻率隨溫度變化是一條以25°C為中心的拋物線曲線，請(qǐng)參見圖1。這意味著音叉晶體振蕩器將在室溫下諧振至接近其目標(biāo)頻率，但是溫度升高或降低時(shí)，速度將減慢。

編輯：hfy