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    實時時鐘芯片RX-8010SJ替換HT1381A的實際案例

    筆者參與設計的新獨立時鐘項目,系統主要由主控IC、LED驅動及RTC三部分組成(如下圖1所示),其中RTC選擇的是HT1381(SOP-8)串行計時器芯片。根據該芯片的晶體選型需求,選擇了南山電子代理的愛普生貼片晶體FC-135,該晶體負載電容為CL=9pF。
     
    時鐘系統
    圖1 時鐘系統
     
    由以上芯片對應組成的時鐘電路設計如下:
    時鐘項目電路原理圖
     
    圖2 時鐘項目電路原理圖
     
    在設計測試過程中發現時間精度達不到±2.0s/day的指標要求。實際測試為每天快2.9s(測試條件:室溫23±3度)。
     
    問題分析及解決:
     
    01、樣品分析
     
    在咨詢RTC廠家尋求解決方案的時候,廠家給出結論是晶體精度問題,導致的時間偏差較大。根據反饋,將晶體FC-135寄回廠家(愛普生)分析檢測。愛普生對樣品進行了檢測分析,晶體本身的頻偏為+1.78ppm完全滿足規格書,同時+1.78ppm對應的時間偏差為+0.15s/day?梢耘袛嗑w的頻偏不是時間偏差的根本因素。
     
    02、回路評估
     
    愛普生根據晶體測試結果提出進行回路評估測試,看晶體和RTC芯片的匹配是否合適。將測試板送交回路評估實驗室進行測試,測試結果如下:
     
     
    根據評估結果來看,32.2ppm對應時間偏差為+2.78s/day。結合晶體本身的偏差+0.15s/day,總的偏差為+2.93s/day,與實際測試誤差+2.9s/day比較吻合。因此判定RTC 推薦的晶體配置不合適,且設計上沒有外接電容進行調節,因此精度不能保證。
     
    03、方案的重新評估
     
    基于上述各種因素,
    愛普生推薦采用晶體內置的
    實時時鐘模塊RX-8010SJ來替換HT1381A的方案。
    方案的可行性有下面幾點依據:
     
    a、RX-8010SJ和HT1381A的引腳定義基本相同,需要簡單調整一下就可以完成對應的硬件設計。
    b、都是采用IIC方式通訊,基本時序相同,軟件更改調試簡單,同時RX-8010SJ有對應的例程提供。
    c、RX-8010SJ晶體內置,避免工程師對晶體選型不當造成的性能不良,同時大大提高了器件的穩定可靠性。同時在出廠前調節了頻率精度之后提供給顧客,為此,設計人員不再需要另配部件,能夠削減顧客基板上使用的部件數量。
    d、RX-8010SJ整體性價比較高,品質穩定。
     
    在綜合評估之后,將HT1381替換為RX-8010SJ,實際測試時間精度在±1.0s/day 范圍內(測試條件:室溫23±3度)。待批量驗證過性能后,后續可以推廣到其它類似項目中。
    • 選型參考
    • 汽車電子用EPSON晶振晶體規格一覽表

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