一種高精度溫度補償型實時鐘電路

（中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇無錫214072）

一種高精度溫度補償型實時鐘電路

陳富濤

（中國電子科技集團公司第58研究所，江蘇無錫214072）

設計了一種與環境溫度變化無關、輸出時鐘頻率保持恒定的溫度補償實時鐘電路，可實現寬溫度范圍內（-40～85℃）時鐘精度小于±5×10-6，即年累計計時誤差小于2.5min。該電路內置32.768kHz音叉型石英晶體振蕩器，內置溫度傳感器可以定時檢測器件溫度，采用模擬和數字校準等溫度補償的方法可大幅度提高溫度補償精度和范圍。該電路出廠時已經完成全溫度范圍內的溫度校準，客戶可直接使用。

實時鐘電路；時間記錄；溫度補償振蕩器；石英晶體振蕩器

1 引言

晶體振蕩器是使用震動的壓電材料晶體的機械共振來產生具有非常精確頻率的電信號的電子電路。該頻率用于不同的應用，例如記錄時間或提供用于數字集成電路的穩定的時鐘信號，以及穩定無線發射器的頻率等等。其中音叉晶體一般被切割為使得其頻率相對于溫度是以25℃為中心的拋物線(圖1)，這意味著音叉晶體振蕩器在室溫下靠近其目標頻率32.768kHz共振，但是當溫度從室溫升高或降低時低于目標頻率共振，其通用拋物線系數-0.04×10-6/℃2,室溫下(25℃)精度典型值為±20×10-6，相當于每天慢或快1.7 s，即每年誤差10.34 min。如圖1所示，在高溫和低溫區域精度變差，精度會低于150×10-6(典型值)，相當于每天誤差13.0 s，每年誤差1.3 h。對于要求各種外界環境下精確計時的系統如便攜式計算機、手機和GPS設備等，如此大的誤差就無法忍受了。……