精确实时时钟的功耗注意事项

利用DS3231/DS3232中新的可编程温度更新时间特性，应用可以降低对精确实时时钟的总电流要求，同时保持出色的计时精度。

概述

随着DS3231的推出，精度极高，I2C兼容，集成RTC / TCXO /晶体，达拉斯半导体重新定义了独立实时时钟的精度期望。DS3231在-40°C至+85°C工业温度范围内提供±3.5ppm的精度。该器件通过每 64 秒 （64s） 测量一次器件温度并调整晶体的负载电容以在该特定温度下接近 0ppm 精度来实现此精度水平。

当前要求

定期的温度更新过程会在短时间内（最坏情况，200ms）增加设备的电流要求。图1中的时间表显示了DS3231随时间变化的最差电流要求。所有计算都假设电池电压为3.63V，I2C 兼容接口处于非活动状态。

图1.DS3231 最坏情况下的电流要求

最大平均电流消耗由以下计算确定：

DS3231数据资料中提供了3.0μA的最大平均电流值。正如该值所示，温度转换过程使总电流要求增加了250%！对于需要从备用电源（例如锂电池、超级电容器）延长操作的应用，这种电流增加尤其重要。

降低电流要求

DS3232/DS3234在用户可编程寄存器中提供位场，允许增加温度更新之间的时间，从而降低平均电流要求。两款器件均在控制/状态寄存器中提供C_Rate位字段，该字段在温度更新之间提供四个不同的周期。该寄存器详见表1。

 

位 7	位 6	位 5	位 4	位 3	位 2	位 1	位 0
@Si	BB32KHZ	C_Rate1	C_Rate0	EN32kHz	贝斯	A2楼	A1楼

 

表2给出了DS3232/DS3234的温度更新与由此产生的最差情况电流之间的时间。所有计算都假设电池电压为3.3V，I2C 兼容接口处于非活动状态。上电时，此C_Rate位字段默认为零，相当于温度更新之间的64s。

 

C_Rate [1：0]	温度更新时间 （s）	DS3232/DS3234 平均电流（μA）
00	64	2.50
01	128	1.56
10	256	1.10
11	512	0.86

 

通过调整此位域，电流要求可以降低65%以上，从而延长备用电源的使用寿命。

准确性

随着温度更新之间时间的增加，在温度快速波动期间精度可能会降低。当温度保持稳定或缓慢变化时，精度没有影响。

温度控制

DS3234增加了温度控制寄存器，允许应用在器件由备用电源供电时禁用温度更新。此寄存器中的BB_TD位控制禁用功能。上电时，该位默认为零，对应于处于活动状态的温度更新。寄存器详见表3。

 

位 7	位 6	位 5	位 4	位 3	位 2	位 1	位 0
0	0	0	0	0	0	0	BB_TD

 

启用此位可降低备用电源的总电流要求，但如果不更新温度，计时精度会下降。

总结

通过增加可编程温度更新时间，达拉斯半导体通过推出DS3231/DS3232/DS3234集成RTC/TCXO/晶体，以更低的电流要求提供精确的计时。

审核编辑：郭婷