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Schwerpunkt|Quarze Oszillatoren Taktgeber 26 www markttechnik de Nr 18 2021 Für Geräte ohne Netzwerkanschluss Präzise Zeitmessung per RTC Uhrenquarze sind relativ ungenau Uhren ohne Netzwerkanschluss müssen häufig nachgestellt werden Doch liefert MicroCrystal Vertrieb Glyn RTCs die das Problem beheben kostengünstig kalibriert oder temperaturkompensiert Wer kennt das nicht Uhren in Geräten die nicht ständig Netzwerkkontakt haben verstellen sich mit der Zeit Je nach eingesetzter Technik kann die Zeitabweichung innerhalb eines Monats schon mal ein bis zwei Minuten betragen Dies stört enorm wenn man viele Uhren nachstellen muss etwa die Uhr für die Heizungssteuerung Fahrradtacho Backofenuhr Wanduhr Uhr im Auto Wie kommt die hohe Zeitabweichung trotz eingesetztem Uhrenquarz überhaupt zustande? Den größten Beitrag leistet der Quarz selbst Er kommt auf ±20 ppm Die externen Kondensatoren liefern ±7 ppm der IC der RTC ±8 ppm und auch die Leiterbahnen der Platine steuern ±2 ppm bei Zusammen sind das ±37 ppm also etwa 98 Sekunden pro Monat Um dies zu vermeiden muss in der Fertigung die Frequenz aufwändig mittels Trimmer eingestellt werden Die Einstellung wird idealerweise bei 25 °Cdurchgeführt denn hier liegt die maximale Frequenzabweichung des Quarzes nach oben Ein weiteres Thema ist das Aging also das Altern des Quarzes über die Betriebszeit Hier sind im ersten Jahr 3 bis 5 ppm zu erwarten Später fällt die Frequenz mit etwa 1 ppm pro Jahr Eine zusätzliche Herausforderung stellt die Stromaufnahme dar Durch den externen Aufbau sind die Wege länger der Verstärker nicht ideal dem Quarz angepasst Wie dem Problem beizukommen ist Dazu gibt es drei Methoden Erstens hat der Schweizer Hersteller MicroCrystal die sehr günstige Realtime Clock RTC vom Typ RV-8263-C7 entwickelt Hier sind bereits Quarz und Kondensatoren integriert Die Stromaufnahme liegt bei nur 190 nA die Zeitabweichung bei echten ±20 ppm denn Kondensatoren Leiterbahnen und der RTC-IC sind hier bereits aufeinander abgestimmt Dies ist die kostengünstigste Alternative Die nächste Stufe bietet die RTC RV-3028-C7 Hier sind ebenfalls Quarz und Kondensatoren integriert Zusätzlich wurde der Schwingkreis auf ±1 ppm 25 °Ckalibriert Die Alterung kann durch Korrektur des Offsets im EEPROM ausgeglichen werden Diese RTC hat eine extrem niedrige Stromaufnahme von nur 45 nA! Das ist der niedrigste Wert der derzeit angeboten wird Die Oberklasse bietet die RTC vom Typ RV-3032-C7 Hier wurde der Temperaturdrift durch eine digitale Regelung auf ±3 ppm 40 bis +85 °Cbzw ±1 5 ppm 0 bis 50 °Ckompensiert Auch dieser Wert ist derzeit der beste im Markt Trotz aufwändiger Regelung liegt hier die Stromaufnahme bei nur 160 nA ±1 5 ppm bedeuten eine Zeitabweichung von nur 4 Sekunden pro Monat Hier könnte man sich beispielsweise eine DCF-Uhr sparen Ausstattung der einzelnen Uhrenmodule Alle drei Varianten sitzen im ultrakompakten vakuumverschlossenen Keramikgehäuse mit einer Baugröße von 3 2 mm × 1 5 mm × 0 8 mm hergestellt Sie können von 40 °Cbis +85 °Cbetrieben werden und verfügen über einen I2 C-Bus-Anschluss und einen Clockund Interrupt-Ausgang Der kostengünstige Typ RV-8263-C7 enthält eine Uhr mit Sekundentakt und Kalender mit Von Gunther Ewald Department Manager Application von Glyn Bilder Glyn