無論工作時段或休閒娛樂，「時間」在我們日常生活中扮演極為重要的部分。
無數的應用多依賴時間為運作或事件的參考，像是從列車調度發車到進出的時間記錄，對於世界金融和股票市場的盈虧也有著巨大的影響。
時間和時鐘功能對我們的日常生活極為重要，時鐘功能也早已經悄悄進入許多日常生活使用的產品中。
而在現實生活中，要找到一種沒有時鐘功能的產品是非常的困難，而世界上也充滿著許多需要更精確計時的應用，例如銀行系統，安全監控系統和電力表。
為獲取更精準參考時間，主要關鍵要素有（1）高精度頻率特性的石英元件，以及（2）計時功能控制IC。
愛普生結合上述兩大要素，設計開發出高精度、低功耗的即時時鐘模組。
它是由一個高精度頻率特性、穩定振盪的石英晶體，搭配即時時鐘控制IC一體封裝而成的「即時時鐘模組」，如下圖，
本文將介紹愛普生的高精度、低功耗即時時鐘模組的功能和特性。
愛普生即時時鐘模組(Real Time Clock Module)的產品特色
愛普生的即時時鐘模組，內部是由一個32.768 kHz石英晶體諧振器和一個即時時鐘控制IC的整合型封裝元件，其中包括時鐘用振盪電路、日曆和鬧鈴等功能。
愛普生是採用自有品牌的石英晶體諧振器以及自行開發製造的即時時鐘控制IC，並將內部的石英晶體諧振器與即時時鐘控制IC進行最佳化配置組合，以提供高精度、高穩定性的即時時鐘模組。
運用愛普生的半導體技術與專業核心知識，結合手錶計時控制基礎，實現了高穩定度、低功耗的即時時鐘模組產品開發與製造。
透過愛普生製石英晶體諧振器和即時時鐘IC的開發設計，充分發揮兩者的潛力，以達到最完美的匹配，實現更高的效能，這就是愛普生即時時鐘模組與其他品牌產品不同之處。
音叉型石英晶體諧振器的頻率精度與時鐘應用
音叉型石英晶體諧振器除了做為計時功能的參考時脈，同時還可以滿足其他設計需求（例如，可在極低的功耗維持即時時間計數）。
音叉型石英晶體諧振器雖然適合用在低功耗模式的工作要求，但頻率-溫度特性曲線呈現出二次拋物線特性，如圖1所示。
因此，在設計精準的時鐘功能時，不僅要考慮在室溫下的頻率偏差（+25攝氏度），同時還要考慮在不同溫度條件時的頻率-溫度特性偏差量。
舉例來說，如果音叉型石英晶體諧振器在-40°C的環境下連續運行一個月，振盪頻率偏差將為-150 ppm[x10-6]，換算成時間的話，將會在這一個月慢約6分鐘*1或更長時間。
大多人會認為使用AT切割型的石英晶體或其他具有優越頻率/溫度特性的石英晶體諧振器更適合做為頻率源。然而，AT切割型的石英晶體諧振器，其振盪頻率通常為幾MHz，因此頻率必須被振盪電路除頻到32.768kHz以滿足時鐘應用所需的振盪頻率，但此時高頻振盪電路(mA)所消耗的電流將搭載音叉型晶體諧振器(nA~ A)近百倍。因此，我們認為使用AT切割型的石英晶體諧振器並不適合做為計時器時鐘需要級低耗電應用的參考訊號源，也無法滿足市場對於低功耗產品的開發需求。
愛普生採用
數位溫度補償功能
負載電容調整
時脈脈衝信號更新調整
從下圖可以看出，與音叉型石英晶體諧振器（圖中的綠線）相比，帶有數位溫度補償功能的即時時鐘模組（圖中的藍色）在很寬的溫度範圍內可達到非常高精準的頻率特性(每月時間誤差約為9秒, 頻率精度：±3.4×10-6）
內建數位溫度補償的即時時鐘模組
下表產品彙整愛普生高精度、低功耗即時時鐘模組的特點，而這些即時時鐘模組都是使用數位溫度補償(DTCXO)來保證極為出色的頻率精度和穩定性。除了高精度與穩定性之外，這些產品還配備了即時時鐘模組所需的所有功能。
總結來說，愛普生利用自有品牌的石英元件與半導體技術的完美結合，將極低電流的音叉型石英晶體諧振器，以及整合數位溫度補償電路的功能控制IC以提供高精度、低功耗即時時鐘模組。
愛普生的即時時鐘模組在出廠前都經過100%頻率精度測試和品質保證，因此使用者無需進行頻率調整與振盪回路匹配設計，可以更有效提高使用者在設計時的效率和穩定性。
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產品型號 |
產品特色 |
控制介面 |
產品尺寸[mm] |
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RX8901CE |
. Built in frequency adjusted 32.768 kHz crystal unit and DTCXO. . Low backup current (240 nA Typ. / 3V) . Auto power switching function . Time stamp function 32 time stamps Max. from year to 1/1024 seconds. . Time update interruption . Alarm interruption . Auto repeat wakeup timer interruption . Self-monitoring interruption, Crystal oscillation stop, VBAT low, VDD low. |
I2C-Bus |
3.2 x 2.5 x 1.0 |
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RX4901CE |
SPI-Bus |
3.2 x 2.5 x 1.0 |
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RX8804CE |
. Built in frequency adjusted 32.768 kHz crystal unit and DTCXO. . Temp. compensated voltage range (1.5 V to 5.5 V) . Clock supply voltage range (1.5V to 5.5 V) . Selectable clock output (32.768 kHz, 1024 Hz, 1 Hz) . The various functions full calendar, alarm, timer, event detection . The Time Stamp synchronizing to the event detection of EVIN-pin . The SOUT-pin outputs that selected flag bit value |
I2C-Bus |
3.2 x 2.5 x 1.0 |
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RX8900CE RX8900SA |
. Built in frequency adjusted 32.768 kHz crystal unit and DTCXO. . Temp. compensated voltage range (2.0V to 5.5V) . Clock supply voltage range (1.6V to 5.5V) . Selectable clock output (32.768 kHz, 1024 Hz, 1 Hz) . The various functions include calendar, alarm, timer, temp. sensor function. |
I2C-Bus |
3.2 x 2.5 x 1.0 10.1 x 7.4 x 3.3 (SA : 14-pin SOP) |
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RA8000CE |
. Built in frequency adjusted 32.768 kHz crystal unit and DTCXO. . Low backup current 300 nA Typ. / 3 V . Time stamp function 2 time stamps Max. . Time update interruption Hourly, minutely, and secondly . Alarm interruption in Day, date, hour, minute, second . Auto repeat wakeup timer interruption . Self-monitoring interruption Crystal oscillation stop. VDD low. . AEC-Q100 compliant |
I2C-Bus |
3.2 x 2.5 x 1.0 |
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RA4000CE |
SPI-Bus |
3.2 x 2.5 x 1.0 |
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https://www5.epsondevice.com/en/information/#rtc
https://www5.epsondevice.com/en/information/technical_info/rtc/