为什么缩小RTC的尺寸对您的便携式设计来说是个好消息

每次发布新版本的手机时,都会想到一个共同的想法:它甚至更小?新的医疗设备、智能手表、可穿戴设备也是如此。他们真的都变小了?必须执行如此多功能的技术,几乎每个新的更新或版本都会添加新功能,如何不断变小?这似乎是一个矛盾:设备不应该随着添加到它的每一个新功能而变得更大吗?
当产品发布并受到消费者的积极欢迎时,公司通常会决定发布版本的变体。原因可能包括更高的效率、更多的功能、更高的简单性、更低的成本、不同的应用程序用途或 size。问题是,尽管尺寸较小,但新产品必须提供与以前的大型产品相同(或更多)的功能。有多种方法可以实现更小的设备:
将功能集成到所使用的芯片或部件中,以避免外部辅助组件
确定设备不需要的内容并将其丢弃,以便为其他功能腾出空间或减小一般尺寸
使用不同的制造工艺来减小特征尺寸,或开发新的创新设计方法,以不同的方式创建相同的功能器件
所有这些方法都是有效的,应用多种方法来减小大小可能是有益的。
例如,采用实时时钟 (rtc)。这些芯片一开始就很小。它们不仅占用很少的电路板空间,而且易于焊接,并且可以长时间使用单独的电源。max31341b和max31342是rtcs的例子,体现了一些技术如何变得越来越小。rtc 通常用作时钟/日历,以秒、分钟和小时为单位提供时间,或按日、日期、月和年提供时间(以 24 小时模式运行)。这些 rtc 有两个警报,可通过 i 访问2c 串行接口。它们均采用外部 32.768khz 晶体工作,负载电容为 6pf,esr 高达 100kohms(最小电流消耗需要)。然而,两者之间的主要区别在于功率和大小。尺寸差异为宽度为5.31341毫米。max1b为5.2x0.mm2,而max31342为1x2mm2.
当然,差异不大,但多小才算小?相比之下,一粒米大约是1毫米。将已经很小的尺寸减小 1/3 是不可思议的。更小的尺寸对设计人员有利,因为使用此器件使设计人员能够构建现在非常需要的更小、更时尚、更低功耗的应用。特定应用需要更小的 rtc:例如可穿戴设备、便携式设备、便携式音频和医疗设备。这些应用要求电路板上占用空间尽可能小的部件。
在这两个部件中的每一个中,所有重要功能都集成在芯片内部;唯一的外部部分是晶体(通过振荡跟踪时间)。拥有外部晶体似乎会导致电路板空间损失,但它的设计方式是为了提供晶体选择的灵活性。无需为晶体开发外部电路,因为max31342具有两个集成电容,有助于提高振荡器的整体负载电容。这提高了精度,同时避免了不匹配的晶体容性负载。带有集成电容器的晶体的典型布局如图1的左下角所示,两个具有晶体等效电路的集成电容器显示在右侧。
图2.带集成电容器的晶体布局(左)和两个带晶体等效电路的集成电容器(右)。
为了减小max31341b的尺寸以创建max31342,工程师放弃了器件不需要的东西,以便为其他功能腾出空间。他们取消了备用电池、涓流充电器和ram,因为并非所有应用都需要这些功能,或者可以单独购买。
max31342专注于纯粹的基本功能也降低了功耗。rtc 可以以较小的电流 (150na) 运行,从而最大限度地减少功率损耗。设备从电池中消耗的电量越少,电池寿命的延长就越长,从而导致电池更换频率降低。另一方面,max31341b的电流为180na。较高的电流消耗用于为其提供的附加功能供电。
如今,每个人都在努力实现小目标。通常,设计人员希望他们的设备是市场上最好、最持久且最容易使用的设备。max31342具有小尺寸、低电流和低功耗的特点,有助于实现这一目标。对于需要备用电池、涓流充电器、ram和/或电源管理的应用,max31341b提供这些功能以及小型封装。


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