32.768kHz TCXO

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1. 수정부품
  1. 발진기
    1. TCXO
      1. 32.768kHz TCXO - 이 페이지
2. 참고
기술정보
1. 정확한 시계를 만들기 위해서는 32.768kHz 발진하는 TCXO가 필요하다.
  1. 32.768kHz 신호를 RTC IC 또는 시계전용 IC의 입력포트(X1, Xin)에 공급하면 된다.
    - DS32KHz 제품규격서에서
2. Seiko Epson - Epson Real-Time Clock module Advantages & its embedded functions / applications
  1. 설명
    1. 11비트 디지털신호로 C와 연결된 스위치를 ON/OFF 시킨다. 2048 조합의 가변 C값을 생성한다.
    2. 0.3'C 온도차이를 처리한다.
  2. 제품
    1. RTC
      1. 산업용 애플리케이션: RX8901CE , RX4901CE , RX8804CE , RX8900CE , RX-8803LC , RX-4803LC , RX8900SA , RX-8803SA , RX- 4803SA
      2. 자동차 애플리케이션: RA8000CE , RA4000CE , RA8804CE , RA8900CE , RA8803SA , RA4803SA
    2. TCXO
      1. 산업 응용 프로그램: TG-3541CE
      2. 자동차 애플리케이션: TG-3541CEA
32.768kHz TCXO 만 있는 경우
1. DS32KHZ, Dallas Semiconductor -> Maxim Integrated -> Analog Devices
  1. 팹 공정이 6인치에서 8인치로 변경되었을 때 신뢰성 보고. 2007년 - 9p
    1. DS1232 다이크기: 78x50, Tr 개수: 1150
    2. DS1302 다이크기: 75x75, Tr 개수: 9752
    3. DS2430 다이크기: 96x70, Tr 개수: 9708
    4. DS32KHZS 다이크기: 142x82, Tr 개수: 27219, 조립회사 Cirtek
    5. DS87C520 다이크기: 261x274, Tr 개수: 276610
  2. DS32kHz를 RTC로 이용하기
  3. 제품규격서 2006년 - 8p
    1. 전압
      1. Vcc 4.5V~5.5V
      2. VBat 2.7V~5.5V, Vcc를 접지로 연결했을 때
    2. 소모전류: 115uA, Vcc 5.0V에서
    3. 배터리 동작시 소모전류, VBat=3.3V에서, 부하 연결되지 않을 때
      1. IBat: 1uA
      2. IBatCnv: 450uA, 온도변환 소요시간은 122ms 지속된다. 전원켰을 때와 매 64초마다 실행된다.
  4. 구입품 하나
  5. 주파수 측정
    1. 그래프
      - Vcc=5V에서
      - Vcc 전압변화에 따라. +2ppm/V @5.0V
    2. 의견
      1. 정확한 발진주파수를 위해서는 전압을 조정해야 한다.
  6. Xtal 온도특성 - 1
    1. 1차 측정
      1. 측정 엑셀 파일
        
        온도 프로파일 -15~+65도씨 1시간동안
        
        발진주파수 변화
        
        변화율 ppm
      2. XO와 TCXO 차이 분석
        
        공진기와 비교
        
        제품규격서
      3. 의견
        
        -10'C 이하 온도에서는 온도보상이 되지 않고 있다. 불량품이다.
        XO 발진주파수는 25도씨에서 벗어날수록 저주파로 크게 이동한다. 매칭 C값이 클수록 저주파로 이동한다.
        
        C 값이 크기별로 배열된 어레이에서, 25도일 때 모든 C를 스위치로 연결되어 있고, 온도에 따라 지정된 C 연결 스위치를 OFF 시킨다.
        그러면 C값이 작아지면서 주파수가 높아진다.
        그러면 변화율 그래프처럼 위로 볼록한 겹치기 곡선이 나온다.
    2. 2차 측정 - 며칠 뒤, 측정 기술을 더 쌓은 후
      1. 측정 엑셀 파일
        
        온도 프로파일 -15~+65도씨 10시간동안
      2. 온도보상 방법
      3. 의견
        
        온도 1도 변화할 때마다 보상한다.
        이 때 시간 주기는 468초로 64초의 배수가 아니다. 규격서에 나와 있는 Vbat 사용하면 64초이지만, Vcc 사용하면 더 빠른 주기로 보상프로그램이 수행되는 듯.
  7. 소모전류
    1. Vcc 사용할 때
      - Y축 선형
      - Y축 로그
    2. 의견
      1. 32.768kHz로 동작해도 DC전류를 측정해도 된다.
32.768kHz TCXO가 내장 RTC
1. SiTime 회사의 Si-MEMS를 사용한 TCXO를 사용하는 것이 (아날로그 시계를 제외한 응용에서는) 가장 최적이다.
2. YIC TX324TK 시리즈, - 1p
  1. 3225 SMD 4핀
  2. 1.8~5.0V, 25도에서 +-1.5ppm, 온도범위내에서 +-5ppm
  3. TX324TK-3.3TI-32K-5; 3.3V용 디지키에서 2023년 4,400원에 판매
3. DS3231, Maxim Integrated
  1. 제품규격서 - 20p
    1. 32kHz와 INT/SQW 출력은 open drain 회로이므로 pullup 저항 1k~10M 사용한다.
    2. DS3231M, - 20p
      1. 저가격 제품, MEMS 진동자를 사용했다. DS3231MZ 품번은 8핀 제품이다.
      2. 1Hz 출력도 지원한다.
  2. 구입
  3. 측정 방법
    - Vcc에 디커플링 캐퍼시터를 연결하였다.
  4. 각종 주파수 특성 측정 엑셀 파일
    1. 디커플링 캐퍼시터, 바이패스 캐퍼시터 연결하지 않고 측정하면
      1. 시간에 따라
        
        60분간 측정. 3320샘플중에서 1646샘플이 정상이다. 50% 샘플에 문제가 발생된다.
        
        유효한 측정값으로. 시간 경과에 따라 주변온도 변화를 보상하고 있다.
    2. Xtal 온도특성
      1. 디커플링 캐퍼시터를 연결하지 않았다.
        
        온도프로파일
        
        주파수특성
      2. 의견
        
        온도 변화에 매우 늦게 반응한다.
        실험을 위한 오븐 온도 변화율을 매우 낮추어 다시 실험해보자.
  5. 온도보상 수행하는 시간간격
    1. 온도변화가 큰 구간과 작은 구간에서 주파수 변동
      - 온도변화가 큰 구간에서는 64초마다 온도보상을 하고 있다.
    2. -15도씨에서 +65도씨까지 10시간동안 상승하면서
      - 온도 프로파일. 상승기울기=80도/600분=0.133도/분
      - 내장된 XO에 따라 정확히 온도프로그래밍은 되어 있지 않다.
    3. 약 12도씨부근, 온도변화가 느린(+0.133도/분) 구간에서
      - 소요시간 약 30분. 그러면 4도씨 변화. 15회 온도보상이 발생. 그러면 1/4도씨 변화하면 온도보상이 이루어진다.
      - 64초 간격으로 0.25도씨 이상 변하면 온도보상을 한다.
  6. Vcc에 따른 주파수 특성 엑셀 파일
    1. 디커플링 캐퍼시터 없이 최초 측정
      - 항상 높은 Vcc에서 잡음이 측정된다.
    2. 디커플링 캐퍼시터 연결하고 측정하면
      - Vcc 변화에 따라 잡음이 발생되지 않는다.
      - 주파수 오차가 0.00ppm 인 전압을 발견할 수 있다.
    3. 불연속이 발생되는 이유.
      - 최대전력소모가 21mW인 경우. 하강실험을 먼저함.
      - 최대전력소모가 0.7mW인 경우 및 빠르게 실험한 경우