. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Krystalový oscilátor s velmi nízkou spotřebou energie

Krystalový oscilátor s velmi nízkou spotřebou energie

Konstrukce krystalového generátoru s velmi nízkou vlastní spotřebou vyžadují použití moderních integrovaných obvodů a hodinového krystalu.

U systémů, kde je kladen důraz na trvalý provoz a bateriové napájení, je obvykle používán nízkopříkonový oscilátor se standardním krystalem 32,768 kHz, známého především z generátorů hodin reálného času. Vzhledem k tomu, že generátor musí pracovat nepřetržitě, je nutné redukovat jeho vlastní příkon na minimum, jak je to jen možné.

Bohužel tradiční obvody pro generátory a měniče, jakým je například 74HC04 , vyžadují proud v řádu i několika mA. To je pro trvale běžící mobilní zařízení příliš vysoká hodnota.


Obr. 1: Krystalový oscilátor se spotřebou pouhých 5 uA

Naproti tomu odběr proudu obvodu z obr. 1 je pouhých 5 uA. Základem je obvod LPV7215MF, dostupný u společnosti Texas Instruments v SMD provedení typu SOT-23-5. Typický provozní proud komparátoru je pouhých 580 nA a napájecí proud celého obvodu je při 3,3V napájení jen 5 uA.

Pokud chceme tvrzení o velmi nízké spotřebě ověřit, je nutné sestavit alespoň dva generátory pro testování. Navíc musíme dát pozor na způsob měření, neboť většina odebíraného proudu plyne z nevyhnutelného nabíjení a vybíjení kapacitní zátěže. Při měření je tedy nutné použít například standardní 10M sondu se vstupní kapacitou 10 pF. V tab. 1 je uveden přehled hlavních složek celkové spotřeby proudu.


Obr. 2: Zkušební sestavení krystalového oscilátoru s obvodem LPV7215MF společnosti Texas Instruments

Kapacita zátěže vychází z napájecího napětí a aplikuje se na tranzistorový výstup komparátoru LPV7215. Připomeňme si, že náboj na kondenzátoru je roven hodnotě:

Q = C x V

Tento náboj je akumulován do výstupní kapacity v polovině frekvence 32,768 kHz. Ve druhé polovině se pak odvádí zpět do společné země. V důsledku toho se proud koncovým stupněm rovná hodnotě:

I = f × Q = f × C × V


Obr. 3: Typická hodinková alkalická baterie LR44 s kapacitou 150 mAh

Což v případě 20 pF kapacitní zátěže (10 pF kapacita vstupu sundy plus parazitní kapacita DPS) představuje proud:

I = (32,768 kHz) × (20 pF) × (3,3 V) = 2,163 mA

Z rovnice je zřejmé, že proud se zvyšuje nejen vlivem kapacity, ale také se vzrůstající pracovní frekvencí. V důsledku toho máme jedinou možnost snížení celkové spotřeby energie – snížení výstupní kapacity. Na obr. 2 je uveden příklad sestavení krystalového oscilátoru.

Zdroj Napájecí proud (µA)
LPV7215MF 0.58
R1 a R2 0.33
R3 0.083
Krystal (přibližně) 2
Měřicí sonda 10M 0.165
Výstupní kapacita 20pF 2.163
Celkový součet 5.321
Změřená hodnota 5
Tab. 1: Jednotlivé složky celkového napájecího proudu generátoru

Při použití typické napájecí alkalická baterie LR44 (obr. 3) s kapacitou 150 mAh a kontinuální spotřebě 5 uA může uvedený oscilátor pracovat zhruba 30.000 hodin, což je zhruba 3,5 roku.

Zdroj: EDN







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (1):

Zobrazit starší 30 dnů (1)...

host
1. Dne 04. 03. 2015 v 08:24 zaslal host
a nebo toto ...


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
TK4100ISO-CARD
ISO karta pro RFID R/O s frekvencí 125kHz ve standardu TK4100
Skladem od 8 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007