技术支持

客服支持

客服:400-888-5058 总机:025-52188228 邮箱:nj@nscn.com.cn

爱普生RA8900CE高精度时钟芯片的使用注意事项

在快节奏的现代社会,时间变得越来越宝贵。对于时钟的电子设计,高精度且低功耗逐渐成为主流。我们就有一个汽车显示屏的时钟显示项目,要求时钟一天的误差控制在1s以内。要想达到此要求,则必须满足晶振的频率偏差PPM<1/60/60/24*1000*1000=11.574ppm,对于如此高的要求,我们决定采用爱普生的车载实时时钟RA8900CE。
 
以前我们RTC的解决方案是使用无源晶振,通过软件算法实现时间显示。使用无源晶振时需要CPU支持,且由于时间计数要一直运行,导致整机待机功耗增加。如果使用集成的RA8900CE,则仅需主机工作时提取RA8900CE内部寄存器的数据,通过IIC通信实现时钟显示,这样不仅降低了待机功耗,也减少了软件的工作量,大大缩短了产品的开发周期。另外,无源晶振的偏差会随着温度的变化而变化,这就会导致时钟显示的精度在冬天和夏天不同,最严重时,时钟一天的偏差可以达到8.6S,用户会很容易发现时钟显示的精度有问题,严重影响用户的使用体验;而使用RA8900CE时,无论是冬天还是夏天,时钟一天的偏差始终保持0.5S以内,用户轻易不会发现时钟的精度有异常,用户的使用体验比较好。
 
RA8900CE符合AEC-Q200认证标准,是一颗集成32.768KHz晶体单元的高精度DTCXO,全温度范围频率偏差为5ppm,工作电流十分低,仅为0.7uA/3V(Typ.)。
 
而且,RA8900CE支持高达400Khz的IIC通信,接口电压支持2.5V~5.5V。最主要RA8900CE的封装仅为2.5mm*3.2mm,小封装有利于PCB走线,方便我们把RA8900CE放置在MCU附近,大大降低了PCB布线难度。因此,其既满足晶振要求又降低了PCB布线难度,可谓是一举两得。
 
问题总揽
 
增加RA8900CE芯片后,我们发现样品初次上电后,DAB芯片无法和MCU正常通信。样品的电路框图如下图所示:
 
图1:汽车显示屏的时钟显示电路框图
 
问题分析及解决
 
样品初次上电,DAB芯片无法和MCU正常通信。这是个富有挑战的问题,为了探究原因,我们采用排除法的思考方式,分析如下:
 
图2:问题分析
 
首先,要锁定导致问题的模块。我们先确认DAB上电时序,如图3所示,DAB芯片对上电时序有要求,即接口电源DVDDIO一定要在主电源VBAT之后上电。可是,我们测试后发现DVDDIO提前于VBAT上电,进而导致DAB通信异常。导致DAB通信异常的原因找到了,但是,究竟为何上电时序会不满足?
 
我们设计的DAB电源如图3所示,通过MCU控制5VSW和3.3VSW,保证5VSW提前与3.3VSW上电,理论设计完全满足DAB上电时序要求。但是,为何实际情况和理论设计的情况相差甚远?
 
图3:DAB上电时序
 
通过测量电源时序,最终我们发现是由于追加的RA8900CE芯片,在初始上电阶段导致电源串电,3.3VSW电源跟随3.3VMEM提前上电,导致不符合DAB上电时序要求。
 
RA8900CE的内部电路如图4所示,为了防止3.3VSW没电时,发生串电现象,我们设置RA8900的寄存器地址为:VDETOFF,SWOFF=(1.1),这样设置是保证RA8900CE内部VDD和VBAT之间的开关永远保持关断状态。但是机器第一次上电的时候,RA8900CE的寄存器为默认值,而我们的软件只有在MCU起来后才可以设置RA8900CE的寄存器地址为:VDETOFF,SWOFF=(1.1)。这样,就会导致有一段时间VBAT和VDD直连,导致3.3VSW电源跟随3.3VMEM提前上电,进而导致DAB和MCU通信异常。
 
图4:RA8900CE的内部电路
 
知道了问题的根本原因,找到解决方案就变得很容易。由于RA8900CE工作时VDD电源消耗的最大电流是1.45uA,电流消耗非常小,因此我们决定采用VDD和VBAT共用一个电源的方案,即都使用3.3VMEM电源。如此一来就根本的解决了串电问题,进而保证了DAB的上电时序,解决了DAB和MCU无法通信的问题。
 
问题总结
 
简而言之,忽略了RA8900CE的寄存器设置条件,导致初始上电时DAB上电时序异常,最终导致DAB无法通信。虽然我们解决了此问题,但是如果从设计源头开始就注意RA8900CE寄存器的设置条件,则会从根本上杜绝此类问题的发生。电子设计容不得一点马虎,常常差之毫厘谬以千里,希望我的经历能给使用RA8900CE芯片的小伙伴们提供帮助,防微杜渐,不要让类似的问题再次发生。
  • 选型参考
  • 汽车电子用EPSON晶振晶体规格一览表

    32.768kHz晶体谐振器 / kHz 范围 型号 外部尺寸 [mm] 额定频率范围 [kHz] 频率公差 (标准) [x10-6] @+25C 工作温度 [C] 目录 FC-13A 3.2x1.5x0.9 32.768kHz 20 /30 /50 -40~+125 253KB MC-30A 8.0x3.8x2.54 32.768kHz 20 /50 -40~+85 276KB 20kHz~120kHz 50

    选型与应用

  • SG7050EBN-实现65fs低相位抖动差分输出石英晶

    差分输出石英晶体振荡器SG7050EBN - 2014年3月26日 - 精 工爱普生公司(总裁:碓井 稔,以下简称为爱普生)本次将差分输出※4石英晶体振荡器SG7050EBN推出市场,并开始提供样品。该产品用基波※2起振并实现低相位抖动※ 3。本商品应对100MHz至175MHz的频率,

    选型与应用

  • 32.768kHz晶振电路分析与设计

    振荡电路用于实时时钟RTC时,经常使用爱普生FC-135/135R贴片音叉晶振或者C2系列圆柱体晶振(32.768kHz的晶体谐振器)连接在OSC3 与OSC4之间而且为了获得稳定的频率必须外加两个带外部电阻的电容以构成振荡电路。当然,还可以使用内嵌振荡电路的SG7050EAN系列32.768kHz晶

    选型与应用

  • 爱普生晶体晶振在有线网络/无线

    有线网络概述 城域网 光纤网络交换机 Block Function Epson Products Function Category Model Description 1 Description 2 A NPU Ref. clock OCXO (contact us) 10MHz, 12.8MHz, 20MHz B Framer Ref. clock VCXO VG7050EBN VG7050ECN 698.812335MHz, 794.7

    选型与应用

  • 爱普生晶体角速度传感器优点与应

    传感器也叫感测器是一种检测装置,是一种将非电量(如速度、压力)的变化转变为电量变化的原件,根据转换的非电量不同可分为压力传感器、速度传感器、温度传感器等,是进行测量、控制仪器及设备的零件、附件。英文译作sensor。 速度传感器:单位时间内位移的

    常见问题

  • 恒温晶振(OCXO)的用途与主要参

    恒温晶体振荡器简称恒温晶振,英文简称为OCXO(Oven Controlled Crystal Oscillator),属于有源晶振。其特点是高频化、高频率稳定度和低相位噪声,主要用于移动通信基地站、国防、导航、频率计数器、频谱和网络分析仪等设备。利用恒温槽使晶体振荡器中石英

    常见问题

  • 低噪音晶振电路设计指南

    下面是一个爱普生晶体振荡器电路图,该晶振的输出具有高光谱纯度,并且很稳定。晶体管除了决定振荡器的频率,还可用作一个不期望谐波的低通滤波器,和边带噪音的带通滤波器。噪音带宽限制在低于100Hz。所有更高的谐波实际上为4MHz的基本振荡频率的第三

    选型与应用

  • 压控晶振(VCXO/VCSO)标准频率

    产品代号 型号 额定频率 [MHz] 频率稳定度/工作温度 [x10-6] 频率控制范围 [x10-6] 电源电压 标准包装 尾码 Q3614CE00001200 VG-4231CE 27MHz C:30/ -20C to +70C S:140 C:3.3V 2000 pcs/ 盘 CSC-M Q3614CA00101800 VG-4231CA 27MHz G:50/ -40C to +85C R:13

    标准频率值

  • 汽车电子用EPSON晶振晶体规格一

    32.768kHz晶体谐振器 / kHz 范围 型号 外部尺寸 [mm] 额定频率范围 [kHz] 频率公差 (标准) [x10-6] @+25C 工作温度 [C] 目录 FC-13A 3.2x1.5x0.9 32.768kHz 20 /30 /50 -40~+125 253KB MC-30A 8.0x3.8x2.54 32.768kHz 20 /50 -40~+85 276KB 20kHz~120kHz 50

    选型与应用

南京南山在线客服中心
工厂请加:点击这里
贸易请加:点击这里
选型支持:点击这里
样品散料:点击这里
旺旺客服:
电话:400-888-5058