世上有許多的應用程序需要正確的時間,如金融安全系統(tǒng),電力計,產品測量設備,辦公設備,醫(yī)療和娛樂等,這個"正確的時間"是為了得到高精度的頻率振蕩設備和必不可少的控制IC.這樣的應用程序在客戶的選擇中可以分別得到構成(分立)的方法和模塊產品的使用方法.客戶的設計工數(shù)負擔和產品性能的大小差異是這個分立與模塊如何選擇的標準.EPSON晶振中高精度和高穩(wěn)定的產品為實時時鐘和控制IC為一個包裝來制造銷售.下面是EPSON公司的實時時鐘模塊的特征(功能)和結構的比較解說.
EPSON實時時鐘模塊的特點
實時時鐘模塊,石英晶振(32.768KHz)和實時時鐘IC(振蕩線路,時鐘功能,日歷功能,鬧鐘功能等)為一個包裝.在EPSON晶振以及實時時鐘IC產品開發(fā)中,為了制作出高精度的實時時鐘組件,可以用性能最高的石英晶振和晶振優(yōu)化條件下的驅動IC.世界上首次石英表實用化是在奧林匹克運動會上,這次實用化主要使用的是測量表和精工生產的高級手表,在EPSON半導體技術中,這樣的大功率,高穩(wěn)定的晶振技術和經驗成為基本.
這樣為了產品的高性能發(fā)揮,可以最大限度開發(fā)出彼此的潛力,從而石英晶振和實時時鐘IC都是單獨開發(fā)的.下面簡單介紹以下本模塊產品的特點.
表精度的調整

EPSON的實時時鐘模塊是和32.768K晶振和實時時鐘內置IC頻率調整未結束的狀態(tài),客戶不能接受這樣的產品.因此,你可以在個別的零件外置裝載上減少客戶基板上不需要的元件數(shù)量.分立的配置基板圖形的雜散電容和IC內部容量等受石英晶振的頻率偏差影響也會發(fā)生變化.因此必須考慮客戶設計頻率定位的精度偏差,設計的功夫也包含分立的構成的評價項目,而圖一所示的就是表精度的調整和振蕩線路的穩(wěn)定性.
石英晶振用模塊產品和MEMS模塊產品的比較
時鐘在使用低頻元件時,根據市場要求(保有極低電力消耗的可能等)一般用音叉石英晶體.因此大部分客戶都是用的32.768K晶振,但近幾年來一款MEMS內置的高精度(表精度,月差13秒/-40~+85℃)模塊產品也被用到.在這里EPSON的模塊產品和MEMS的模塊產品做了比較.
關于電流消耗
MEMS模塊產品,音叉石英晶體都是一樣的,難以實現(xiàn)低頻率,所以比較容易制造數(shù)百KHz成都的產品,用以時鐘的振蕩頻率和作為目的的頻率分周.圖二所示的是EPSON模塊產品和MEMS模塊的產品耗電說明.

EPSON產品的電流消耗為0.75μA,而MEMS產品的電路i消耗是2μA,是EPSON產品的2.5倍,因此MEMS產品也丟失了在市場上長時間的備份.結果顯示,MEMS產品大容量電池所需要的成本和客戶的產品要求小型化的結果是很難結合在一起的.
32.768KHz頻率輸出機能
在客戶方面,從手表用的音叉晶振32.768K頻率輸出的情況來看,頻率要求必須是高精度的.圖三所示的就是EPSON產品和MEMS產品的32.768KHz頻率輸出所顯示的溫度特性.

EPSON產品在-40~+85℃的溫度范圍能,高精度的頻率輸出的精度為±5×10-6(月差13秒),而MEMS產品頻率輸出的溫度校正,因為沒有相同的溫度范圍內±0.2%(月差86分)和大功率精度的偏差.因此MEMS產品的頻率輸出不能使用.
以上的這些EPSON電流低消耗的音叉晶振制造技術和頻率溫度特性校正電路技術來看,高精度,低消耗的實時時鐘模塊提供的產品化,分立和同樣的模塊產品比較也是整體性能優(yōu)良的原因.

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EPSON生產鐘表時“晶振模塊”VS“微機電系統(tǒng)模塊”

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