日常生活中，無(wú)論是手機(jī)、電腦還是其他電子設(shè)備，時(shí)間都是不可或缺的一部分。它們之所以能夠準(zhǔn)確地顯示時(shí)間，背后離不開(kāi)一個(gè)關(guān)鍵的組件——RTC（實(shí)時(shí)時(shí)鐘，Real-Time Clock）。

RTC作為現(xiàn)代電子系統(tǒng)不可或缺的一部分，為各種應(yīng)用提供了精確的時(shí)間基準(zhǔn)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、通信、電力、安防、醫(yī)療等領(lǐng)域的快速發(fā)展，對(duì)高精度時(shí)間同步的需求日益增加。然而，RTC的頻率精度往往受到多種因素的影響，特別是環(huán)境溫度的變化。RTC由于功耗要求較高一般采用32.768kHz的音叉型石英晶片作為振蕩源，在-40℃~+85℃的環(huán)境下其頻率偏差可達(dá)到-140ppm~+10ppm（圖1），在-40℃環(huán)境的應(yīng)用下月時(shí)間偏差達(dá)到6分鐘。為了在各種應(yīng)用環(huán)境下獲取精確的時(shí)間基準(zhǔn)，需要對(duì)音叉型石英晶片的頻率溫度特性或者輸出的脈沖信號(hào)進(jìn)行針對(duì)性補(bǔ)償，修正因環(huán)境溫度變化而導(dǎo)致的頻率偏差。

圖1：音叉型石英晶體的頻率溫度特性

目前市面上的RTC產(chǎn)品采用的頻率補(bǔ)償方式可以分為兩大類(lèi)：內(nèi)部電容調(diào)整方式和輸出邏輯調(diào)整方式。其中輸出邏輯調(diào)整方式是通過(guò)調(diào)整生成1s的脈沖數(shù)以及變更補(bǔ)償頻度來(lái)實(shí)現(xiàn)頻率補(bǔ)償，通俗來(lái)講就是通過(guò)把輸出信號(hào)抹去或添加脈沖來(lái)調(diào)整秒周期來(lái)實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的秒信號(hào)。輸出邏輯調(diào)整的頻率補(bǔ)償方式局限于一些只關(guān)注到秒信號(hào)應(yīng)用上，在涉及到毫秒級(jí)的應(yīng)用上仍存在較大的偏差。內(nèi)部電容調(diào)整方式不同于輸出邏輯調(diào)整方式，其通過(guò)利用石英晶體振蕩頻率隨振蕩負(fù)載電容的增減而變化的特點(diǎn)（圖2），補(bǔ)償因周?chē)鷾囟榷a(chǎn)生的頻率變動(dòng)。該方式直接對(duì)音叉型石英晶體的頻率溫度特性進(jìn)行補(bǔ)償，在毫秒級(jí)的分辨率下仍能保證高質(zhì)量的時(shí)間精度。

圖2：負(fù)載電容與石英晶體振蕩頻率變化曲線

泰晶科技自主研發(fā)的TR8804（圖3）和TR8010（圖4）均采用內(nèi)部電容調(diào)整方式補(bǔ)償音叉型石英晶體的頻率溫度特性。其中TR8804針對(duì)音叉型石英晶體個(gè)體特性進(jìn)行差異性補(bǔ)償，在-40℃~125℃的工作溫度范圍內(nèi)保證高精度時(shí)間基準(zhǔn)輸出，在-40℃~105℃的使用環(huán)境下月時(shí)間偏差在0.2分鐘，-40~125℃的使用環(huán)境下月時(shí)間偏差在0.4分鐘。TR8010采用對(duì)音叉型石英晶體特性進(jìn)行批量補(bǔ)償?shù)姆绞?，?40℃~85℃的工作溫度范圍內(nèi)保證1.3分鐘左右的月時(shí)間偏差。

圖3：TR8804

圖4：TR8010