32.768Khz在電路中的作用

時(shí)間：2024-12-16作者：深圳揚(yáng)興科技有限公司瀏覽：12

在電子電路領(lǐng)域，32.768Khz（32768Hz）有著特殊的地位和重要的作用。




1、采用32.768Khz的原因 

32.768Khz頻率在電路設(shè)計(jì)中被廣泛采用，主要是因?yàn)槠涮厥獾臄?shù)學(xué)特性。這個(gè)頻率值經(jīng)過簡單的分頻處理，可以方便地得到各種常用的時(shí)間基準(zhǔn)。例如，通過合適的電路對其進(jìn)行15次二分頻，可以準(zhǔn)確地產(chǎn)生1Hz的信號，這對于以秒為單位的計(jì)時(shí)功能實(shí)現(xiàn)非常關(guān)鍵。而且，該頻率的晶體振蕩器具有較高的穩(wěn)定性，能夠在不同的環(huán)境條件下保持相對穩(wěn)定的輸出，從而為電路提供準(zhǔn)確穩(wěn)定的時(shí)鐘信號，滿足諸如實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）等對時(shí)間精度要求較高的應(yīng)用場景。









2、32.768Khz外接負(fù)載的選擇

外接負(fù)載對于32.768Khz晶體振蕩器的性能有著顯著影響。選擇合適的負(fù)載電容至關(guān)重要。負(fù)載電容值需要根據(jù)晶體的規(guī)格參數(shù)和電路的具體要求來確定。如果負(fù)載電容選擇不當(dāng)，可能會(huì)導(dǎo)致晶體振蕩器的頻率偏移，進(jìn)而影響整個(gè)電路的計(jì)時(shí)準(zhǔn)確性。一般來說，常見的負(fù)載電容值在7pF 、9PF、12.5pF，在設(shè)計(jì)電路時(shí)，需要考慮與之相連的芯片引腳內(nèi)部電容，通過計(jì)算來選擇合適的外部負(fù)載電容，以保證晶體振蕩器工作在其標(biāo)稱頻率附近。

以下是常見負(fù)載對應(yīng)的外接電容值： 

晶振負(fù)載電容	晶振外接電容
7PF	12~15PF
9PF	15~18PF
12.5PF	18~22PF

實(shí)際情況還需進(jìn)行匹配測試后，選擇合適的外接電容值。




3、32.768Khz外接的電路

如圖所示是晶振的整體電路。R1為反相器invl提供偏置,使其中的MOS管工作在飽和區(qū)以獲得較大的增益;C1,C2和雜散電容一起構(gòu)成晶體的電容負(fù)載, 同時(shí)它們和反相器invl一起可以等效為一負(fù)阻, 為晶體提供其振蕩所需要的能量;R2用來降低對晶體的驅(qū)動(dòng)能量, 以防止晶體振壞或出現(xiàn)異常; 反相器inv2對invl的輸出波形整形并驅(qū)動(dòng)負(fù)載。






 4、32.768Khz與RTC的關(guān)系

實(shí)時(shí)時(shí)鐘（RTC）作為眾多電子設(shè)備中時(shí)間信息管理的核芯模塊，其準(zhǔn)確運(yùn)行高度依賴于穩(wěn)定的時(shí)鐘源，而32.768Khz晶體振蕩器所提供的信號在其中扮演著舉足輕重的角色。

在RTC的工作原理中，時(shí)間的計(jì)量是通過一系列復(fù)雜而有序的計(jì)數(shù)過程實(shí)現(xiàn)的。32.768Khz的信號作為這個(gè)計(jì)數(shù)過程的基石，其重要性不言而喻。由于RTC需要準(zhǔn)確到秒級甚至莄細(xì)粒度的時(shí)間單位，32.768Khz頻率的優(yōu)勢就凸顯出來。這個(gè)特定頻率經(jīng)過特定的電路設(shè)計(jì)和內(nèi)部邏輯處理，可以方便且準(zhǔn)確地轉(zhuǎn)換為秒信號。




具體而言，通過對32.768Khz信號進(jìn)行一系列準(zhǔn)確的分頻操作，能夠在RTC內(nèi)部產(chǎn)生一個(gè)穩(wěn)定的1Hz信號，而這個(gè)1Hz信號正是實(shí)現(xiàn)秒計(jì)時(shí)的關(guān)鍵。每一次1Hz信號的脈沖，就代表著時(shí)間走過了一秒，這種基于32.768Khz的分頻計(jì)時(shí)機(jī)制構(gòu)成了RTC對秒計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)。

 從廣泛的時(shí)間維度來看，在實(shí)現(xiàn)了秒計(jì)時(shí)的基礎(chǔ)上，RTC利用內(nèi)部的計(jì)數(shù)器和寄存器，以32.768Khz信號衍生出的1Hz信號為節(jié)拍，進(jìn)一步對分、時(shí)、日等時(shí)間單位進(jìn)行累計(jì)和記錄。這種準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)功能對于各種需要記錄時(shí)間的電子設(shè)備至關(guān)重要。




在智能手機(jī)中，用戶設(shè)定的鬧鐘、日程提醒等功能都依賴于RTC的準(zhǔn)確計(jì)時(shí)，一旦32.768Khz信號出現(xiàn)偏差，可能導(dǎo)致鬧鐘提前或延遲響起，日程安排錯(cuò)亂等問題；

在電腦主板上，操作系統(tǒng)的時(shí)間同步、文件創(chuàng)建和修改時(shí)間的記錄等操作也都與RTC緊密相關(guān)，不準(zhǔn)確的32.768Khz信號可能造成系統(tǒng)時(shí)間錯(cuò)誤，進(jìn)而影響到文件管理和一些對時(shí)間敏感的應(yīng)用程序的正常運(yùn)行。

對于智能手表這類可穿戴設(shè)備，其小巧的體積內(nèi)對時(shí)間精度要求莄高，32.768Khz信號質(zhì)量直接決定了手表顯示時(shí)間的準(zhǔn)確性，影響用戶對設(shè)備的使用體驗(yàn)。




此外，32.768Khz信號的穩(wěn)定性對于RTC在長時(shí)間運(yùn)行中的準(zhǔn)確性至關(guān)重要。在不同的環(huán)境條件下，如溫度變化、電磁干擾等因素存在時(shí)，32.768Khz晶體振蕩器如果能夠保持穩(wěn)定的輸出，RTC就能持續(xù)準(zhǔn)確地計(jì)時(shí)。然而，如果32.768Khz信號的頻率由于外界因素發(fā)生了哪怕是微小的偏差，經(jīng)過長時(shí)間的積累，也會(huì)導(dǎo)致RTC計(jì)時(shí)出現(xiàn)明顯的誤差。因此，在設(shè)計(jì)包含RTC的電路時(shí)，工程師們需要采取一系列措施來確保32.768Khz晶體振蕩器工作在蕞佳狀態(tài)，以保正RTC計(jì)時(shí)的精度高和高穩(wěn)定性。




 5、YXC計(jì)時(shí)解決方案

· 32.768Khz諧振器



在計(jì)時(shí)系統(tǒng)中，32.768Khz的晶振通常用于為RTC提供穩(wěn)定且準(zhǔn)確的時(shí)鐘信號，與RTC搭配共同確保了電子設(shè)備中時(shí)間記錄的準(zhǔn)確性。目前主流使用的為封裝尺寸3.2*1.5mm、2.0*1.2mm的32.768Khz晶振，YXC還提供了小體積1.6*1.0mm的32.768Khz晶振，用于滿足小型化或集成化的計(jì)時(shí)方案需求。




6、YXC一體式解決方案（RTC+32.768Khz）



為滿足計(jì)時(shí)需求，YXC提供一體式計(jì)時(shí)解決方案（RTC+32.768Khz）。RTC產(chǎn)品YSN8563，該款RTC封裝為SOP-8，通信接口為I2C Bus，滿足1.2~5.5V工作電壓。同時(shí)提供與YSN8563相搭配的32.768KhzHz產(chǎn)品（上述YST310S / YSX2012SK等）。一體化的解決方案簡化了開發(fā)和調(diào)試過程，同時(shí)保證了產(chǎn)品的整體穩(wěn)定性，能夠?qū)崿F(xiàn)準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)功能。




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