带温度补偿RTC芯片的需求正在不断添加，其运用触及电表、工业、通讯等带有部分嵌入式付费体系的设备、全球卫星导航接收机及其他职业运用。准确计时取决于几个重要参数，当然其他参数也会影响时刻计时精度，但初始精度、长时刻安稳性、温度系数这3个参数是最终用户需求特别重视的目标。
长时刻以来电子计时一向短少高精度的解决计划，首要原因是石英晶体的温度特性较差。本文介绍几款带温度补偿的RTC芯片，能够供给绝无仅有的高精度计时，价格则与一般的未经校准的实时时钟(RTC)适当。这几款器材的推出能够扫除当前为进步计时精度而选用的低性价比计划，使得准确计时成为一种规范，而不再是苛求。
基本原理：
晶振是晶体振动器的简称。它用一种能把电能和机械能彼此转化的晶体在共振的状态下作业，以供给安稳，准确的单频振动。在一般作业条件下，一般的晶振频率肯定精度可达百万分之五十。高档的精度更高。有些晶振还能够由外加电压在必定规模内调整频率，称为压控振动器(VCO)。
初始精度：
初始精度指器材在惯例条件下，开始运用时的精度。初始精度首要受振动器质量的影响，一般精度越高价格也越贵，比较经济的办法是依据详细的规划对振动器的初始频率进行简略补偿。一般需求丈量振动器的实践频率，计算出校准值，用其补偿振动器的频率差错。补偿初始精度的首要困难在于取得足够高的振动频率丈量分辨率。实时时钟选用的音叉振动器在室温下精度的典型值为±20×10-6，频率丈量的分辨率直接影响了时钟精度的进步，但要取得频率的高分辨率丈量需求很多的累计计数或以极高的精度丈量脉冲周期。确认RTC的初始精度后，能够运用软件补偿时刻差错，但这种办法补偿的仅仅是已知的时刻距离，不会改动振动器的频率。假如振动器输出用于需求高精度时钟的场合，这种办法将不合适。
别的一种RTC常常运用的办法是丈量基频，对分频链路进行加、减计数来调度计时频率。这种办法无须额定的软件开支即可进步计时精度，但不能调度基频。此外，这种办法也需求高精度丈量振动频率。以SDIC公司的RTC为例，它选用的办法是通过调度晶体的负载电容来调度晶体的振动频率。这种办法能够补偿基频，有用进步计时精度和方波输出时钟的精度，二者作业在同一时钟源。
长时刻安稳度：
长时刻安稳度用来猜测器材在整个有用运用期限内的安稳度。进步精度的另一途径是补偿器材的长时刻安稳度，要求器材在其运用期限内重复丈量并进行校准，这种条件在某些场合是能够承受的，但有些运用则无法采用或不方便操作。关于不能进行读写操作、独立作业的设备，如电表，规划人员有必要进步振动器精度或改动体系结构，以便对其进行读/写操作和调度，可是，不管哪种计划都会进步体系本钱。
频率的长时刻安稳性首要受石英晶体老化的影响，补偿这种影响的仅有办法是丈量频率并依据丈量成果进行频率校准或调度。因为晶体老化的程度跟着时刻而削弱，影响较大的时期一般在设备运转后的前两年。晶体作业在高温环境时会加快老化。晶体装置在芯片封装内时，回流焊过程中受高温影响，会使老化发生一次跃变。但在装置之后，体系的老化程度会大大减缓。将晶体封装在RTC芯片内，相关于其他外置晶体的RTC具有更好的老化特性。
温度影响：
温度系数是预算因为温度改变形成的精度差错。温度的不安稳和相应的温度系数是许多运用所面对的问题，特别是那些作业在宽温规模的运用，如室外电表或水表。规范的用作RTC时基的32.768kHz音叉晶体的频率响应与温度之间的关系为Δf/f=k(T-T0)2+f0。其间，Δf为频率差错，f为基频，k为曲率，T为温度，T0为折点温度，f0为折点温度处的频偏。
当器材作业在温度改变较大的环境中，频率随温度的改变将成为影响计时精度的首要因素。规范的±20×10-6晶体每天发生的计时差错是±1.7s(每年 ±10.3分钟)，假如作业在扩展级温度规模，差错或许到达-150×10-6，每天计时差错为±13s，每年±1.3h。图1为晶体振动频率差错的TC特性。
消除温度对精度影响的仅有途径是供给实时的温度补偿。校准程序要准确丈量晶体/振动器随温度的改变状况，并存储成果。然后依照必定的时刻距离丈量晶体温度，使用存储的校准信息调度温度效应。
温度补偿的RTC：
现在市面上常用的带温度补偿RTC芯片有EPSON公司的RX8025T芯片，Maxim公司的DS3231芯片和SDIC公司的SD3025T芯片等。下表比照3种芯片的首要差异:
上面表格中的3款带温度补偿RTC芯片都是内部集成了高安稳晶振，输出的波形都是通过温度补偿校准的。能够明显进步RTC的初始精度和温度安稳性。因为内嵌在封装内的晶体现已通过高温老化处理一切比分立的晶体具有更好的长时刻安稳性。精度在-40℃~85℃规模内都小于±5ppm。
结语：
在带温度补偿RTC芯片呈现之前，可供挑选的计划很难到达准确计时的要求。并且，这些计划都需求投入必定的开发精力，需求用户校准和附加的开发本钱。带温度补偿RTC芯片的面世，使准确计时不再是一种苛求，而是一种切实可行的计划。
