如何縮小RTC尺寸有利于便攜式設(shè)備的設(shè)計

每次發(fā)布新版本的手機(jī)時都會想到一個共同的想法：它甚至更?。啃碌尼t(yī)療設(shè)備、智能手表、可穿戴設(shè)備也是如此。真的都變小了嗎？必須執(zhí)行如此多功能的技術(shù)，幾乎在每個新更新或版本中都添加了新功能，如何才能繼續(xù)變得更??？這似乎是一個矛盾：設(shè)備不應(yīng)該隨著添加的每個新功能而變得更大嗎？

當(dāng)產(chǎn)品發(fā)布并受到消費(fèi)者的好評時，公司通常會決定發(fā)布版本的變體。原因可能包括效率更高、功能更多、更簡單、成本更低、不同的應(yīng)用程序使用或大小。問題是，盡管尺寸更小，但新產(chǎn)品必須提供與以前更大的同類產(chǎn)品相同（或更多）的功能。有多種方法可以實現(xiàn)更小的設(shè)備：

將功能集成到正在使用的芯片或部件中，避免外部輔助元件

確定設(shè)備不需要的內(nèi)容并將其丟棄，以便為其他功能騰出空間或總體上減小尺寸

使用不同的制造工藝來減小特征尺寸或開發(fā)新的創(chuàng)新設(shè)計方法以不同的方式創(chuàng)建相同的功能設(shè)備

所有這些方法都是有效的，并且應(yīng)用不止一種方法來減小尺寸可能是有益的。

例如，采用實時時鐘 （RTC）。這些芯片一開始就很小。它們不僅占用很少的電路板空間，而且易于焊接，并且可以長時間使用單獨的電源。MAX31341B 和MAX31342是 RTCS 的例子，它們說明了一些技術(shù)如何變得更小。RTC 通常用作時鐘/日歷，以秒、分鐘和小時或按日、日、月和年（以 24 小時模式運(yùn)行）提供時間。這些 RTC 有兩個警報，可在 I 2上訪問C 串行接口。它們都使用外部 32.768kHz 晶振工作，負(fù)載電容為 6pF，ESR 高達(dá) 100Kohms（需要最小電流消耗）。然而，兩者之間的主要區(qū)別在于功率和大小。尺寸差異為 0.5 毫米寬。MAX31341B 為 1.5x2.0mm 2，而 MAX31342 為 1x2mm 2。

當(dāng)然，差異并沒有那么大，但是小到什么程度呢？作為比較，一粒米大約是1毫米。將已經(jīng)很小的尺寸縮小 1/3 是不可思議的。更小的尺寸對設(shè)計人員有利，因為使用該器件使設(shè)計人員能夠構(gòu)建現(xiàn)在需要的更小、更時尚、低功耗的應(yīng)用。在特定應(yīng)用中需要更小的 RTC：例如，可穿戴設(shè)備、便攜式設(shè)備、便攜式音頻和醫(yī)療設(shè)備。這些應(yīng)用需要占用電路板上盡可能少的空間的部件。

在這兩部分中，所有重要功能都集成在芯片內(nèi)部；唯一的外部部件是晶體（通過振蕩跟蹤時間）。使用外部晶振似乎會導(dǎo)致電路板空間損失，但它的設(shè)計方式是為晶振選擇提供靈活性。無需為晶體開發(fā)外部電路，因為 MAX31342 有兩個集成電容器來幫助振蕩器的整體負(fù)載電容。這提高了精度，同時避免了不匹配的晶體電容負(fù)載。帶有集成電容的晶體的典型布局如圖1左下方所示，右側(cè)顯示了帶有晶體等效電路的兩個集成電容。

圖 1. 帶有集成電容器的晶體（左）和帶有晶體等效電路的兩個集成電容器（右）的布局。

為了減小 MAX31341B 的尺寸以創(chuàng)建 MAX31342，工程師們丟棄了器件不需要的部分，以便為其他功能騰出空間。他們?nèi)∠藗溆秒姵亍噶鞒潆娖骱?RAM，因為并非所有應(yīng)用程序都需要這些功能，或者可以單獨獲取它們。

將 MAX31342 專注于純粹的基本功能也可以降低功耗。RTC 可以在較小的電流 （150nA） 下運(yùn)行，從而最大限度地減少功率損耗。設(shè)備從電池中獲取的電量越少，電池壽命的延長就越大，從而導(dǎo)致電池更換頻率降低。另一方面，MAX31341B 消耗 180nA 電流。較高的電流消耗用于為其提供的附加功能供電。

小是現(xiàn)在每個人都在努力實現(xiàn)的目標(biāo)。通常，設(shè)計人員希望他們的設(shè)備成為市場上最好、最持久和最容易使用的設(shè)備。MAX31342 具有小尺寸、低電流和低功耗特性，有助于實現(xiàn)這一目標(biāo)。對于需要備用電池、涓流充電器、RAM 和/或電源管理的應(yīng)用，MAX31341B 以小型封裝提供這些特性。

審核編輯：郭婷