I requisiti temporali delle moderne applicazioni di misurazione sono diventati molto più severi negli ultimi anni. Nelle moderne applicazioni di misurazione, spesso è richiesto un offset temporale di 1 ora dopo 7 anni. Questo valore deve poter essere mantenuto anche nell'intervallo di temperatura di esercizio dell'applicazione. 1 ora al massimo dopo 7 anni corrisponde a una tolleranza di frequenza di ±16 ppm assoluti a 32.768 kHz. Queste specifiche non possono più essere soddisfatte con i normali cristalli oscillanti a 32,768 kHz.
Da un lato, perché un 32,768 kHz è disponibile solo con una tolleranza di frequenza a +25°C di ±10ppm, dall'altro, la stabilità in temperatura è di ben -180ppm nell'intervallo di temperatura di -40/+85°C. Nel calcolo della precisione non va dimenticato l'invecchiamento di circa ±30 ppm dopo 10 anni. Nel caso peggiore, un cristallo da 32,768 kHz ha una stabilità di frequenza massima di +40/-220ppm (compresa la regolazione a +25°C, la stabilità di temperatura e l'invecchiamento dopo 10 anni). Un offset di frequenza sistematico causato dalle capacità interne dello stadio oscillatore del circuito integrato da clock e dalle capacità parassite deve essere compensato da capacità di circuito esterne. Se per il cristallo da 32,768 kHz si sceglie un layout senza capacità di circuito esterne, ciò è molto pericoloso perché la precisione del cristallo da 32,768 kHz non può essere corretta o adattata a rapporti di PCB che cambiano improvvisamente durante la produzione in serie. L'angolo di taglio del cristallo da 32,768 kHz è stato sviluppato per ottenere una precisione ottimale in un orologio da polso e non per la maggior parte delle applicazioni in cui viene utilizzato oggi.
[caption id="attachment_62" align="alignleft" width="300"] Figura 1: comportamento in temperatura di un quarzo da 32,768 kHz disponibile in commercio[/caption]
In qualità di specialisti del clock, offriamo l'oscillatore a bassissima potenza da 32,768 kHz della serie ULPPO per soddisfare le specifiche temporali più precise. Questo oscillatore può funzionare con qualsiasi tensione in un intervallo VDD compreso tra 1,5 e 3,63 VCC. Il consumo di corrente è specificato a 0,99 µA. La stabilità di temperatura dell'ULPPO è di ±5ppm nell'intervallo di temperatura -40/+85°C. La stabilità di frequenza (precisione di consegna più stabilità di temperatura) è di ±10ppm e l'invecchiamento dopo 20 anni è di ±2ppm. Ciò significa che la stabilità complessiva massima dell'ULPPO è di ±12 ppm, compreso l'invecchiamento dopo 10 anni. Si tratta di parametri ottimali per il settore.
Non è necessaria alcuna capacità di circuito esterna per il cablaggio dell'alloggiamento ultrapiatto (area dell'alloggiamento 1,2 mm2). Lo stadio di ingresso del circuito integrato nell'ULPPO filtra la tensione di alimentazione stessa. Rispetto a un cristallo di quarzo, l'uso dell'ULPPO consente di risparmiare un'enorme quantità di spazio sulla scheda di circuito, in modo da aumentare la densità di confezionamento e sviluppare schede di circuito più piccole. Il consumo di corrente dell'ULPPO può essere ridotto anche regolando l'ampiezza.
Quando si calcola lo spazio sulla scheda per un cristallo, si deve tenere conto anche delle due capacità del circuito esterno. Anche il più piccolo cristallo da 32,768 kHz richiede sempre più spazio sulla scheda con le due capacità del circuito esterno rispetto all'ULPPO.
Inoltre, i cristalli molto piccoli da 32,768 kHz hanno resistenze molto elevate, che spesso non possono più essere pilotate in modo sicuro dagli stadi oscillatori da clock, poiché anche gli stadi oscillatori dei circuiti integrati o degli RTCda clockare hanno tolleranze molto ampie. Questo può portare a problemi di oscillazione improvvisa sul campo, che possono essere evitati con l'ULPPO, in modo che l'applicazione possa funzionare in modo sicuro in ogni circostanza con l'ULPPO.
Uno stadio oscillatore richiede molta energia per mantenere in oscillazione un cristallo da 32,768 kHz. Di norma, lo stadio di ingresso di un MCU può essere collegato direttamente al segnale LVCMOS dell'ULPPO (di solito Xin). Lo stadio di ingresso dell'MCU può quindi essere disattivato (funzione di bypass), in modo che l'energia risparmiata possa essere utilizzata nel calcolo del consumo di energia del sistema del misuratore. Inoltre, con un solo ULPPO è possibile eseguire il clock di più circuiti integrati contemporaneamente. Grazie all'elevatissima precisione dell'ULPPO, è necessario effettuare un minor numero di sincronizzazioni temporali, con conseguente risparmio di corrente di sistema.
Naturalmente, l'ULPPO può essere utilizzato in tutte le applicazioni che richiedono un oscillatore miniaturizzato a bassissima potenza da 32,768 kHz, come smartphone, tablet, GPS, orologi per il fitness, applicazioni per la salute e il benessere, tastiere wireless, misurazione del tempo, applicazioni di temporizzazione, wearables, IoT, automazione domestica, ecc. Grazie all'elevata precisione dell'oscillatore a 32,768 kHz, il tempo di standby o addirittura il tempo di ibernazione possono essere significativamente estesi nelle applicazioni con tecnologia di ipernazione, in modo da risparmiare molta energia di sistema grazie ai cicli di sincronizzazione significativamente più bassi che richiedono la batteria, rendendo l'oscillatore a 32,768 kHz la scelta migliore rispetto a un cristallo di quarzo a 32,768 kHz. Esistono diverse versioni di precisione degli oscillatori a bassissima potenza da 32,768 kHz - si vedano anche le serie ULPO-RB1 e -RB2.
I nostri specialisti di grande esperienza possono fornirvi servizi di progettazione completi per aiutarvi a progettare questo componente altamente innovativo in modo rapido e preciso.
Ulteriori informazioni sono disponibili all'indirizzo:
Oscillatori a bassissima potenza da 32,768 kHz
o
Oscillatori al silicio SMD ULPO-RB1 e ULPO-RB2
Oscillatore al silicio SMD ULPPO
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