[实用新型]高稳定度实时时钟电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种时钟电路，特别是一种高稳定度时钟电路。

背景技术

传统的高稳定(稳定度小于±0.5ppm)实时时钟一般采用温度补偿晶体振荡器TCXO、恒温晶体振荡器OCXO等作为实时时钟的基准时钟，TCXO、OCXO具有高精度特点，但功耗较高，不适合便携导航设备待机时使用，且不易集成。同时现有高稳定度实时时钟没有对长期老化带来的影响进行必要的补偿，导致长期稳定度不能满足一些应用场合的需要。

另一方面，传统时钟的温度补偿方式都是根据温度信息补偿晶振的输出频率，补偿操作都是基于模拟电路参数调节，相对纯数字电路功耗大，很难满足极低的待机守时功耗指标要求。而且现有时钟各种补偿方式中最大的缺点就是只补偿了环境温度对晶振的影响，而忽略了晶体自身老化对输出频率的影响，从而无法根据已知的老化情况不断修正，导致时钟使用时间越长则守时精度越差。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种高稳定度实时时钟电路，要解决的技术问题是对于长时间守时可以保证较高精度。

本实用新型采用以下技术方案：一种高稳定度实时时钟电路，所述高稳定度实时时钟电路设有同步接口连接的待机守时电路和精确守时电路，所述精确守时电路连接有I/O接口。

本实用新型的待机守时电路包括顺序连接的起振电路、计时和计数器、温度传感电路和存储温度历史的存储器，所述计时和计数器连接同步接口。

本实用新型的精确守时电路设有微控制器，微控制器分别连接外部参考时间修正电路、精确计时和计数器、温补和老化算法存储器。

本实用新型的微控制器是具有通过温度传感器实时获取的温度信息，从导航接收机或原子钟电路模块中获得的卫星时或原子时和本地时的比对，实时建立并修正长期老化模型的微处理器。

本实用新型的微控制器是具有通过温度传感器实时获取的温度信息，从导航接收机或原子钟电路模块中获得的卫星时或原子时和本地时的比对，实时建立并修正频率温度模型的微处理器。

本实用新型的微控制器为采用8/16/32位精简指令系统计算机RISC的微控制器。

本实用新型的同步接口采用同步串行接口spi，石英晶体谐振器采用AT切晶体，频率2MHz～10MHz，起振电路采用Pierce结构的晶体振荡器电路，计时和计数器采用29位可编程加、减法器，温度传感器采用双管等效电阻互补金属氧化物半导体开关电路温度传感器，存储温度历史的存储器采用静态存储器，外部参考时间修正电路采用全数字锁相环，精确计时和计数器采用16位加、减法器，温补和老化算法存储器采用电可擦写可编程只读存储器或闪存器，I/O接口采用串行接口I2C、SPI或UART。

本实用新型的温度传感器采用威尔逊电流镜、普通电流镜、二极管、双管等效电阻连接组成。

本实用新型的待机守时电路和精确守时电路采用单芯片集成电路结构。

本实用新型的待机守时电路连接有双电源供电模块，所述双电源供电模块上设有电源管理模块。

本实用新型与现有技术相比，在温度补偿、老化补偿模型、低功耗、晶体谐振器类型和频率的设计上均有改进，形成了低成本、低功耗、高稳定度和可单片集成的特点，实际电路的守时误差优于±1秒/月，即稳定度小于±0.4ppm，平均功耗小于200uA。

附图说明

图1是本实用新型的电路框图。

图2是本实用新型的待机守时电路框图。

图3是本实用新型的精确守时电路框图。

图4是本实用新型的应用连接图。

图5是本实用新型的软件工作流程图。

图6是本实用新型的温度传感器电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。如图1所示，本实用新型的高稳定度实时时钟电路，设有待机守时电路和精确守时电路，同步接口连接待机守时电路和精确守时电路。待机守时电路是在备用电源供电的条件下，以极低的功耗进行守时和环境温度记录。待机守时电路连接有晶体谐振器，晶体振荡器采用AT切基频高于2MHz的石英晶体谐振器，有效地提高秒信号的调整精度。精确守时电路是在时钟电路转入正常工作模式时精确向CPU输出当前的时间信息，同时根据外部时钟基准源，如卫星导航接收机、原子钟等模块提供的参考秒周期信号进行精确守时和检测晶振老化状况，提供给待机守时电路。精确守时电路连接有I/O接口，通过处理器CPU采用时频预测方法实现对秒信号数字化温度和老化补偿。