NXP und MikroE feiern 2000. Click Board mit neuem RTC-Chip

Der Elektronikentwickler MikroE hat in einem Blogbeitrag das RTC 27 Click Board präsentiert – das 2000. Click Board des Unternehmens. Die Entwicklerplatine markiert einen Meilenstein in der Zusammenarbeit zwischen MikroE und dem Halbleiterhersteller NXP Semiconductors. Im Zentrum steht der PCF8525, ein kürzlich angekündigter Echtzeituhr-Chip (Real-Time Clock, RTC) mit integriertem Temperatursensor.

Der PCF8525 soll Entwicklern die Evaluierung von analogen und Mixed-Signal-Lösungen erleichtern und Innovationen beschleunigen. Das Besondere: Der Chip verfügt über eine Temperaturkompensations-Engine, die die Genauigkeit der Zeitmessung über einen weiten Temperaturbereich hinweg verbessert.

Temperaturkompensation als Mittelweg zwischen Kosten und Präzision

Echtzeituhren gibt es üblicherweise in zwei Varianten: als RTC-ICs, die einen externen Quarz oder MEMS-Oszillator mit 32,768 kHz benötigen, und als RTC-Module, bei denen der Oszillator direkt im Gehäuse integriert ist. Module bieten durch Werkskalibrierung höhere Genauigkeit, sind aber teurer. ICs mit externem Quarz sind kostengünstiger, aber weniger präzise.

Der PCF8525 positioniert sich zwischen diesen beiden Ansätzen. Die integrierte Temperaturkompensation, kombiniert mit Alterungs- und Offset-Kalibrierungsregistern sowie integrierten Lastkapazitäten, soll die Genauigkeit einer IC-Quarz-Lösung um das Fünffache verbessern. Die Präzision wird nicht nur bei Raumtemperatur erreicht, sondern über den gesamten Temperaturbereich von -40 °C bis +85 °C aufrechterhalten.

Drift-Korrektur für temperaturexponierte Anwendungen

Quarze mit 32,768 kHz werden typischerweise mit einer Abweichung von ±20 ppm bei Raumtemperatur gefertigt. Außerhalb dieses idealen Bereichs kann die Drift auf über ±200 ppm bei höheren Temperaturen ansteigen. Das liegt daran, dass die Genauigkeit von Quarzkristallen auf einem quadratischen Modell basiert, bei dem die Drift mit dem Quadrat der Temperatur skaliert.

Eine Abweichung von ±100 ppm bedeutet eine Ungenauigkeit von 52 Minuten pro Jahr, während ±10 ppm nur 5,2 Minuten im selben Zeitraum ausmachen. Über die Lebensdauer einer Anwendung summieren sich diese Ungenauigkeiten erheblich – besonders in industriellen, medizinischen und automobilen Anwendungen mit Always-on-Anforderungen.

Der PCF8525 führt eine Echtzeit-Korrektur der Drift-Kurve durch, basierend auf einem integrierten Temperatursensor mit einer Genauigkeit von ±4 °C. Mit einer Gesamtgenauigkeit von ±30 ppm liegt der Chip zwischen hochpräzisen RTC-Modulen wie dem PCF2131 (±3 ppm) und unkompensierte Standard-RTC-ICs wie dem PCF85063 (über 50 ppm).

Niedriger Stromverbrauch für Batterieanwendungen

Der PCF8525 ist als Ultra-Low-Power-Gerät konzipiert und verbraucht typischerweise 100 nA, selbst bei aktivierter Temperaturkompensation. Für batteriebetriebene Anwendungen enthält der Chip eine konfigurierbare Batterie-Umschaltschaltung mit direkten und indirekten Betriebsmodi.

Der Chip ist auch als automotive-qualifizierte Version für hochzuverlässige Always-on-Anwendungen im Automobilbereich verfügbar, die Ultra-Low-Power und hohe Genauigkeit bei der Zeitmessung erfordern. Die Erweiterung des Portfolios gibt Entwicklern mehr Optionen, um Leistung, Stromverbrauch und Lösungskosten an ihre Anwendungsanforderungen anzupassen.

Quelle: https://www.nxp.com/company/about-nxp/smarter-world-blog/BL-CELEBRATING-MIKROE-CLICK-BOARD-PCF8525