¿Por qué usamos cristales de 32,768 kHz en la mayoría de los circuitos, por ejemplo en los circuitos RTC? ¿Qué pasará si uso un cristal de 35 o 25 kHz?
Asumo que porque el circuito interno Xin, Xout debe estar en tecnología CMOS/TTL/NMOS. ¿Es eso cierto?
La frecuencia de un reloj en tiempo real varía según la aplicación. Se suele utilizar la frecuencia 32768 Hz (32,768 KHz), porque es una potencia de 2 (2 15 ). Y, puede obtener un período preciso de 1 segundo (frecuencia de 1 Hz) utilizando un contador binario de 15 etapas.
En la práctica, en la mayoría de las aplicaciones, especialmente las digitales, el consumo de corriente tiene que ser lo más bajo posible para preservar la vida de la batería. Por lo tanto, esta frecuencia se selecciona como el mejor compromiso entre la baja frecuencia y la conveniencia de la fabricación con la disponibilidad del mercado y el espacio en términos de dimensiones físicas mientras se diseña la placa, donde la baja frecuencia generalmente significa que el cuarzo es físicamente más grande.
Una duda más, si algunos de los procesadores utilizan mayoritariamente 27Mhz, significa que debido a la frecuencia de entrada del PLL se necesitan 27mhz para generar todas las demás frecuencias ¿Estoy en lo cierto?
@FEB1115: Dudo haber entendido bien tu pregunta, pero por lo que puedo entender diría que muchos procesadores tienen un oscilador interno y una vez estabilizado, se utiliza el oscilador externo de la corteza con la configuración necesaria de multiplicadores y/o divisores para obtener una frecuencia típica deseada. Estos valores de multiplicadores y/o divisores son utilizados por el PLL para generar las frecuencias de su interés y requerimiento.
Si quieres saber por qué un procesador utiliza una frecuencia "impar", comprueba si tiene que tratar con una señal a un múltiplo de esa frecuencia. 27Mhz es útil para hacer vídeo analógico PAL y NTSC.
El número 32768 es una potencia de 2, es decir, es 2^15. Si tienes una frecuencia de reloj de 32,768kHz es fácil dividirla a una frecuencia de 1Hz utilizando divisores de frecuencia binarios, también conocidos como contadores binarios, es decir, cadenas de flip-flops.
Tener una frecuencia de 1Hz significa que tienes una señal de reloj que proporciona una resolución de tiempo de 1s: cuenta los segundos con un contador, haz las cuentas y tienes un reloj de tiempo real (RTC).
gracias por tu rapida respuesta, entonces ¿necesitamos un contador de 16bit? podrias por favor ayudarme a dar cualquier uso de enlace completo para aprender mi propio a entender o por favor explicarlo aqui.
Creo que se puede utilizar un contador de 16 bits y sólo utilizar la salida del dígito más significativo como la salida de la señal de reloj
O simplemente puedes dividir el 32768 por 2^15, lo que se puede hacer colocando 15 circuitos de división por 2 en serie. Ver para un ejemplo de una división por 2 este artículo: electronics-tutorials.ws/counter/count_1.html ¡Primer esquema desde arriba !
Se debe principalmente al coste. Estos cristales en particular son muy baratos debido a la industria relojera. Esta respuesta proporciona más detalles, aquí hay un extracto:
Cada año se venden 1.200 millones de relojes. La mayoría de ellos son relojes digitales baratos, que requieren un pequeño cristal de 32kHz. ...
Por ello, estos cristales son extraordinariamente baratos... Otros cristales] cuestan de 10 a 100 veces más en cantidad que estos cristales de reloj baratos.
Además, estos cristales están especialmente bien optimizados para la baja potencia. Se espera que los relojes de tiempo real hagan funcionar un oscilador de este tipo durante 10 años con una pila de tipo CR2032. Para conseguir cristales pequeños de baja frecuencia y bajo consumo en otras frecuencias, el coste aumenta considerablemente.
En volúmenes bajos, estos cristales siguen siendo menos caros que los normales o de alta potencia de 25kHz o 56kHz, pero la diferencia de coste no es grande hasta que se entra en la fabricación de grandes volúmenes.
Elige lo que necesites, pero si vas a fabricar un producto de gran volumen y puedes ajustar tu diseño para que funcione con un cristal de 32kHz, hay un importante incentivo económico para hacerlo.
¿Crees que la tasa de 31,25 kHz para MIDI (basada en la división de un reloj común de 1 MHz) fue un error? ¿Debería el MIDI haber optado por 32,768?
@Kaz La mayoría de las máquinas midi necesitarían un reloj más rápido de todos modos. 1MHz y sus múltiplos son baratos y fáciles de conseguir. No creo que hubiera ninguna razón para usar una base de tiempo de 32.768kHz en midi - incluso los volúmenes eran bajos, así que no habría un gran ahorro de costes.
@Kaz: Algunos diseños de UART requieren que el reloj de la tasa de baudios sea sincrónico con el gallo principal de la CPU y un múltiplo de 16x la tasa de baudios deseada. Cuando se introdujo el MIDI, era común que los ordenadores utilizaran un reloj derivado de un múltiplo de 1,0Mhz o de 3,579545Mhz. Divida el primero por 2 y luego por 16 para obtener 31250 exactamente. Divida el segundo por 7 y luego por 16 para obtener 31960Hz, que es aproximadamente un 2,2% más rápido. Hubiera sido mejor especificar la velocidad MIDI como algo así como 31605Hz+/-1,2%, para dejar claro que cualquier dispositivo MIDI debería aceptar la entrada a cualquier velocidad.
Puede utilizar cualquier frecuencia que desee, siempre que su circuito esté diseñado para ello.
En los chips CMOS, la frecuencia está relacionada con el consumo de energía. Así, un reloj de 25KHz consumiría menos energía que uno de 32,768 KHz. Un reloj de 35 KHz consumiría un poco más de energía. Deberías hacer los cálculos para determinar tu reloj mínimo/máximo adecuado, coordinado con los chips que elijas.
Existe un equilibrio entre la velocidad de reloj, el consumo de energía y la cantidad de trabajo que se puede realizar por ciclo de reloj. Esto varía de un circuito a otro.
Los RTCs, como clase, están más preocupados por el consumo de energía cuando la alimentación principal está apagada - y usted está funcionando con la batería de moneda de respaldo, pero también necesitan ser relojes razonablemente precisos también - dentro de unos pocos segundos por mes típicamente.
La frecuencia de un reloj en tiempo real varía según la aplicación. Se suele utilizar la frecuencia 32.768 Hz, porque es un valor de potencia de 2 (215). Y, se puede obtener un período preciso de 1 segundo (frecuencia de 1 Hz) utilizando un contador binario de 15 etapas.
En la práctica, en la mayoría de las aplicaciones, especialmente las digitales, el consumo de corriente tiene que ser lo más bajo posible para preservar la vida de la batería. Por lo tanto, esta frecuencia se selecciona como el mejor compromiso entre la baja frecuencia y la conveniencia de la fabricación con la disponibilidad del mercado y el espacio en términos de dimensiones físicas mientras se diseña la placa, donde la baja frecuencia generalmente significa que el cuarzo es físicamente más grande.
Espero que esto responda a su pregunta.
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¿Y si se reduce la frecuencia a la mitad 15 veces?
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Lo siento, no entendí
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@FEB1115: Él (suponiendo) quería decir, ¿qué se obtiene si se multiplica 2 por 15 veces?
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@FEB1115 Creo que Ignacio Vázquez-Abrams está insinuando que \$2^{15}=32768\$
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@ramesh6663: Podemos utilizar 32,768 kHz en muchos circuitos, pero definitivamente no en la mayoría de los circuitos.
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Un poco de tiempo extra... Otra frecuencia popular para los cristales era la de 4,43MHz (o más o menos). Los primeros microordenadores domésticos la utilizaban a menudo. Esto se debe a que los cristales con esta frecuencia se utilizaban para detectar las señales de color en los televisores en color CRT, por lo que se producían en grandes cantidades (cada televisor en color necesitaba uno), y por lo tanto eran muy baratos (una preocupación para los primeros ordenadores domésticos). (Es posible que Estados Unidos y Europa utilizaran dos frecuencias diferentes para el color, pero ambas estarían en el rango de 4 a 5MHz).
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@BaardKopperud El NTSC (utilizado anteriormente en Norteamérica y Japón y algunos otros países) utilizaba una frecuencia de cristal de ráfaga de color de 3,579545 MHz, por lo que había una serie de chips, incluido un chip NS de 1pps, que utilizaban cristales de esa frecuencia.