【选型笔记】工业级低功耗时钟首选:KOS DT-38/DT-26系列音叉晶振参数全解析

汇鼎金融 26-09-21

【选型笔记】工业级低功耗时钟首选:KOS DT-38/DT-26系列音叉晶振参数全解析

最近在做一款智能水表的低功耗方案,卡在RTC时钟源选型上卡了快一周:既要功耗够低撑3年电池寿命,又要走时精度符合工业标准,还要过RoHS合规,翻了一圈供应商给的料,挖到KOS这系列圆筒音叉晶振参数刚好踩中所有需求点,整理出来给各位同行做参考,省得大家再走弯路。

文件下载:1TC125BFNS008.pdf


一、先唠唠:为啥选音叉型kHz晶振?

做低功耗产品的工程师应该都懂,32.768kHz这个频点几乎是RTC的标配——刚好2^15分频就能得到1Hz秒信号,而音叉型结构的谐振器,比普通AT切晶振的功耗低一个数量级,天生适合手表、家电、工业传感器消费电子这种对功耗抠到骨子里的场景。 这次整理的DT-38/DT-26系列全都是无铅RoHS合规的,不用再为过环保认证头疼。


二、核心参数拆解(都是工程师最关心的点)

直接把4款型号的参数给大家掰碎了讲,避免光看规格书抓不住重点: 型号 频率范围 默认负载电容 激励电平 常温频率公差 最大串联电阻 适用场景
DT-38 标准32.768kHz 12.5pF(可定制) 典型1μW,最大2μW A级±20ppm / B级±30ppm 30kΩ 工业设备、家电、普通RTC需求
DT-381 20~90kHz自定义 12.5pF(可定制) 典型1μW,最大2μW A级±20ppm / B级±30ppm 30kΩ 特殊分频需求的定制化产品
DT-26 标准32.768kHz 12.5pF(可定制) 典型1μW,最大2μW A级±20ppm / B级±30ppm 40kΩ 紧凑型消费电子、智能穿戴
DT-261 28~90kHz自定义 12.5pF(可定制) 典型1μW,最大2μW A级±20ppm / B级±30ppm 40kΩ 小体积定制化产品

划几个重点:

  1. 功耗真的低:1μW的典型激励电平,纽扣电池供电的产品几乎可以忽略这部分的耗电,我之前测的同规格其他品牌基本都在2~3μW,这点对要做3年以上续航的产品简直是福音。
  2. 公差选择参考:±20ppm的A级款,常温下年走时误差不到1分钟,普通工业场景完全够用;对精度要求不高的消费级产品选B级就能省点成本。
  3. 温度特性够用:顶点温度25℃,二次温度系数-0.04ppm/℃²,工作温度覆盖-10~+60℃,室内、普通户外工业场景都没问题,要是做东北/户外极寒场景的话建议单独找厂商订宽温款。
  4. 负载电容可定制:别傻乎乎自己在外边凑匹配电容,要是你的方案寄生电容特殊,直接找供应商改内置负载电容就行,省得批量生产的时候频偏不合格。

三、封装尺寸&布线注意事项

两款封装都是经典的直插圆筒型,尺寸对比如下,画板子的时候直接套就行: 封装系列 圆筒直径 本体长度 总长度 引脚间距 引脚直径 适用板型
DT-38系列 φ3.0mm 8.0mm 10±1.0mm 1.1±0.2mm φ0.35±0.07mm 常规工业板、家电板
DT-26系列 φ2.0mm 6.0mm 7.5±1.0mm 0.7±0.2mm φ0.28±0.05mm 紧凑型穿戴、小型传感器

布线踩坑提醒:

晶振尽量贴紧MCU的OSC引脚,走线长度别超过5mm,别和高频信号线走同层,寄生电容控制在2pF以内基本不会出起振问题,批量生产建议留一个0~20pF的可调电容位,方便校准频偏。


四、负载电容特性曲线参考

官方给的频偏-负载电容曲线也放出来给大家参考: 负载电容特性 横轴为负载电容pF,纵轴为频率偏差ppm 可以看到负载电容越大,频偏越小,要是你设计的时候实测频偏偏正,就加大匹配电容,偏负就减小,调试的时候很方便。


最后唠两句

我之前做低功耗产品踩过不少32k晶振的坑:要么低温下不起振,要么功耗超标,要么批量的时候频偏不合格,这系列我测了10个样品,常温下功耗和频偏都很稳,-10℃冷冻24小时也没出现不起振的情况,目前已经打算小批量试产了。

大家平时选32k晶振都踩过啥奇葩坑?有没有遇到过批量走时不准的情况?欢迎评论区交流,需要这系列完整规格书或者样品渠道的也可以留言,我看到就回~