Micro Crystal/WDI Geringer Stromverbrauch auf kleinstem Platz

Das Erfassen der genauen Zeit eines spontanen Ereignisses oder das Auslösen einer Aktion von bestimmter Länge zu einem bestimmten Zeitpunkt erfüllen die miniaturisierten und energieeffizienten RTC-Module von Micro Crystal, auch wenn der Rest des Systems im Powerdown-Modus weilt.

Micro Crystal, ein Unternehmen der Swatch Group, ist bekannt für seine Miniatur-Quarze, die einen großen Bereich von Anwendungen wie Consumer, Industrial, Automotive und Medical abdecken. Die Real-Time-Clock-Module im Vertrieb von WDI sind nun die konsequente Weiterentwicklung der Ultra-Low-Power-Schaltungstechnik der Echtzeituhren durch Kombination mit »State of the Art«-Quarz- und Gehäusetechnologie. Weil alle Komponenten in einem kleinen Gehäuse vereint sind, wird Platz auf der Printplatte eingespart und überdies die Entwicklungszeit verkürzt.

RTC-Module sind auch in branchenübergreifenden Anwendungsgebieten universell einsetzbar. Dazu zählen Portables/Wearables, IoT, die Messtechnik und die Automobilelektronik sowie industrielle Steuerungen. Gefragt sind derartige Module also überall dort, wo ein zuverlässiges Timing oder eine genaue Zeitangabe von Nutzen ist. Aus der Kombination der RTC-Schaltung mit dem Quarz zu einem RTC-Modul resultieren für den Anwender fünf nennenswerte Vorteile:

1. Betrieb des Quarzoszillators am optimalen Arbeitspunkt

• Für die Präzision der RTC sind die Komponenten des Oszillators maßgebend. Neben der Toleranz des Quarzes und der integrierten Schaltung beeinflussen auch die parasitären Kapazitäten der Leiterplatte die erreichbare Genauigkeit.

• Durch die Integration ist es Micro Crystal gelungen, die Streuungen in der Komponentenproduktion zu kompensieren.

2. Erhöhte Präzision

Der genaue Gang wird bei +25 °C kalibriert und beim End-Test des RTC-Moduls verifiziert. Die Abbildung »Periodische Messungen« veranschaulicht die Eingrenzung der Toleranzen im Vergleich zur herkömmlichen Kombination von RTC-IC plus Quarz und Tuningkondensator.

3. Geringer Platzbedarf

Durch die hohe Integrationsdichte auf dem Halbleiter beanspruchen die Schaltungsblöcke immer weniger Fläche: Typisch sind weniger als 1 mm2, somit stehen Anschlüsse und Größe des Packages in keinem Verhältnis mehr zueinander. Die Technologie zur Herstellung von 32-kHz-Stimmgabelquarzen hat sich auch kontinuierlich verfeinert. Diese Quarze zeigen beste Performance nur unter Vakuum. Micro Crystal hat nun eine Serie von Miniaturgehäusen entwickelt, um den Quarz und den Halbleiterchip in der gleichen Kavität aufzunehmen. Durch die interne Verbindung zwischen Quarz und RTC-Schaltung entfallen zwei externe Anschlüsse, wodurch das Gehäuse noch weiter optimiert werden konnte.

4. Robuster gegenüber Umgebungs- und Umwelteinflüssen

Das keramische Gehäuse ist hermetisch dicht verschlossen und äußerst robust gegenüber Umwelteinflüssen. Feuchtigkeit oder Verschmutzung haben keine negative Auswirkung auf die Oszillatorparameter. Durch die kurzen Verbindungen zwischen Chip und Quarz ist die Empfindlichkeit überdies gegenüber externen Störungen deutlich geringer.

5. Optimale Temperaturkompensation

Die Montage von Quarz und RTC-Schaltung im selben Package ist die beste Voraussetzung für eine genaue Temperaturkompensation: Weil Chip und Quarz stets auf derselben Temperatur liegen, wird die Frequenzkompensation über den weiten Temperaturbereich optimal erreicht. So erzielt das RTC-Modul RV-8803-C7 momentan die beste auf dem Markt angebotene Genauigkeit von ±3 ppm oder 0,26 s/Tag, und dies über den gesamten industriellen Temperaturbereich von -40 bis +85 °C. Der Stromverbrauch liegt bei 0,240 μA, was sich kostensparend auf den Power-Backup auswirkt.