広い動作温度範囲で年間±2分の超高精度を実現する新リアルタイムクロック
テキサス州ダラス — 2005年4月12日 — ダラスセミコンダクタ(NASDAQ: MXIM)は、非常に広範囲の動作温度範囲(-40℃～+85℃)で年間±2分以下の精度を提供するリアルタイムクロック(RTC)のDS3231を発表しました。DS3231は、使い勝手の良さ、低コストパッケージ、および内蔵された多くの機能によって、非常に高精度の計時が要求されるアプリケーション向けに最もコスト効率の高い高集積ソリューションを提供します。これらのアプリケーションには、サーバ、電力メータ、セキュリティおよびアクセス制御システム、車両管理、テレマティックシステムGPS/ナビゲーション機器、POS端末、およびATMなどがあります。
クロック精度の従来の問題
これまでは、安価な水晶が多くの電子システムにおけるRTC回路内部の時間基準を提供していました。残念ながら、これらの水晶の持つ電子機械および温度感度は、出力周波数を不安定にする原因となっていました。この結果、補正されていない水晶は、-40℃～+85℃の工業用温度範囲での動作において、年間100分もシステムクロックを早めたり、もしくは遅らせていました。この誤差範囲はもはや許容されません。重要な出来事の時刻刻印、金融取引、時間基準の料金または請求額変更、またはイベント開始(つまり特定時刻に通信を必要とするTDMAシステム)など、今日の重要なアプリケーションでは通常年間±10分(または±20ppm)の精度を必要とします。
32.768kHzの周波数を生成するのに使われた従来の水晶は音叉型であり、温度に関して放物線周波数ドリフトがあります。全温度範囲でのドリフトは100ppm以上になることがあります。これは何百分もの計時エラーを生じさせ、正確に長時間動作させるためには定期的な補正が必要となります。｢年間±2分以内の精度に水晶を補償するのは簡単な作業ではありません。｣とマキシム/ダラスセミコンダクタTCXO製品のビジネスマネージャのPaul Nunnは言います。「市場から要求される数量の水晶の自然温度特性を個々に補正するには、相当の時間、資金、およびインフラ開発を投じる必要があります。」とNunn。
RTC精度を必要とするシステムが認知度の高いこの問題に対しとった方法
製造業者やシステムユーザは、温度ドリフトを補償するため、従来3つのオプションに依存していました。製造工程のライン上でのキャリブレーション、周囲温度に基づく水晶補正コードを使用したマイクロプロセッサによる定期的な更新、またはフィールドサービスによる計時補正です。システムによっては時間を受信して補正するために全地球測位衛星(GPS)システムを使用するものもありました。GPSは、非常に正確な時間のソースです。しかし、信頼性の高い測定をするには、システムユーザは自分たちのシステムがGPS衛星システムから見通すことのできる位置に設置しなければなりません。これは常に可能ではなく、利便性に欠けます。
従来の年間±100分以下というRTC精度を得るためのこれらすべての方式は煩わしいか高価であるかのどちらかです。「これらのどの方式を採用してもコストが高くつきます。さらに結果として得られる精度は、0℃～+40℃という狭い温度範囲で±20ppm(年間±10分)でしかありません。」とNunnは説明しています。
年間±2分に精度を向上
RTCのDS3231は、非常に安定したTCXO、RTC、および32.768kHzの水晶を1つのパッケージに内蔵しています。計時精度は年間±2分が維持されます。この製品は、製造工程前後または工程中に、エンドユーザによるキャリブレーション(較正)は不要です。この製品によって水晶の調達が不要になります。DS3231は、代替となる水晶ベースのソリューションと比較すると、-40℃～+85℃の温度範囲で最高5倍の優れた精度/性能を提供します。
他のDS3231の機能
DS3231の利点は単に計時精度だけではありません。追加の機能によって、システムソリューションおよびオプションが広がります。このデバイスは、(時間と同様)I2C*ポートを通じてアクセスされる超高精度ディジタル温度センサを内蔵しています。温度センサは±3℃の精度を提供します。主電源と2次電源(つまり低電圧バッテリ)の自動電力検出および電源切替えはオンチップの制御回路によって管理されています。主電源の喪失の際、この製品は、正確な時間と温度を精度の低下なく継続して提供します。主電源が再供給されたとき、または許容範囲内に戻ったときには、内蔵割込みを使用し、システムのマイクロプロセッサを再スタートすることができます。
実世界での難問に年間±2分を適用
年間±2分の高精度な計時によって、RTCのDS3231は、電力メータからナビゲーションシステムまで最終製品に残る多くの時間に関わる問題を解決する唯一のICとなります。
今日の電力メータは、様々な仕様と要件に対応するように作られています。電力メータの1カテゴリでは、マルチレートのエネルギー消費量を記録し、エネルギー消費量および日時を追跡することによって、電力会社はそれに従い請求することができるようになっています。マルチレートのメータが、1つの料金からもう1つの料金への切替えを正確に記録することが不可欠になります。DS3231は、今日このような厳しい精度に関する要件を満足させることができる唯一の集積化されたソリューションです。
時間による入場/利用管理が行われる、アクセス制御、セキュリティベースシステム、または時刻および出退勤システムでは、不正確または変化する時間ソースが原因で、事業資産へのアクセスが拒否されたり、仕事に関連する活動の監視が不完全なものになると、通常の日常業務の深刻な妨げになりかねません。RTCのDS3231を使って年間±2分の、より高精度な計時ソリューションを実現することによって、これらのアクセスシステムは、より効率的な資産活用、より高精度の給与記録、より良く管理された従業員職務予定、より信頼性の高いセキュリティおよびアクセスデータなど多くの面で即座に恩恵を受けることができます。
RTCのDS3231は、民生用および工業用温度範囲で提供され、+2.3V～+5.5Vの電源で動作します。この製品は、低コストの標準的な16ピンSOP(300mil)パッケージで提供され、取り扱いおよび製造が簡単です。データシートとサンプルについては、japan.maxim-ic.comで入手可能です。量産は2005年3月からとなっています。
DS3231(RTC)の主要な仕様
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製品名 |
超高精度リアルタイムクロック･TCXO･水晶 |
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パッケージサイズ |
300mil、16ピンSOPパッケージ |
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動作電圧(V) |
2.3～5.5 |
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計時精度(全温度範囲) |
±3ppm (-40℃～+85℃)
±1ppm (0～+40℃) |
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消費電流(µA) |
1.5 (typ)； 4.0 (max)
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