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Conversor de Unidades de Tiempo

Convierte tiempo entre segundos, milisegundos, microsegundos, nanosegundos, picosegundos y femtosegundos.

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Fórmula

1s=103ms=106mus=109ns=1012ps=1015fs1 s = 10³ ms = 10⁶ mu s = 10⁹ ns = 10¹² ps = 10¹⁵ fs

Cómo Funciona

Esta calculadora convierte entre segundos, milisegundos, microsegundos, nanosegundos, picosegundos y femtosegundos para ingenieros electrónicos, desarrolladores de sistemas integrados y diseñadores de RF que trabajan con sistemas de temporización crítica. Según el folleto del SI (BIPM), la segunda se define por la transición hiperfina del cesio-133: exactamente 9.192.631.770 períodos. La temporización electrónica abarca 18 órdenes de magnitud: femtosegundos (10^-15 s) para pulsos ópticos, picosegundos para series de alta velocidad (PCIe 5.0 UI = 31,25 ps), nanosegundos para temporización DRAM (TCl = 14-22 ns), microsegundos para conversión ADC (ADC SAR: 1-10 us) y milisegundos para la interfaz humana (tiempo de respuesta < 100 ms según ISO 9241). La propagación de la señal en la PCB es de 6,67 ps/mm en el FR-4, lo que hace que los márgenes de temporización sean críticos en las frecuencias de GHz.

Ejemplo Resuelto

Problema: una interfaz de memoria DDR4-3200 tiene un ojo de datos de 312,5 ps (UI). Calcule los márgenes de tiempo teniendo en cuenta la fluctuación de 50 ps, el tiempo de configuración de 30 ps y la falta de coincidencia en la longitud de trazo de 6 pulgadas.

Solución:

  1. Intervalo unitario: 312,5 ps = 0,3125 ns = 0,0003125 us
  2. Retraso de rastreo: 6 pulgadas × 170 ps/pulgada (FR-4) = 1020 ps = 1,02 ns
  3. Margen disponible: 312,5 - 50 (fluctuación) - 30 (configuración) = 232,5 ps
  4. Presupuesto que no coincide con el trazado: debe tener un sesgo máximo de < 232,5 ps = 232,5/170 = 1,37 pulgadas
  5. Desajuste real de 6 pulgadas: 1020 ps >> 232,5 ps de presupuesto - FALLO
  6. Coincidencia requerida: 232,5 piezas/170 piezas/pulgada = 1,37 pulgadas, por lo que los trazos deben coincidir con valores inferiores a 1,4 pulgadas

Consejos Prácticos

  • ✓Retraso de propagación de PCB según IPC-2141: microbanda en el FR-4 = 6,0-6,8 ps/mm (varía según la geometría de la traza), línea de banda = 7,0 ps/mm. Utilice los parámetros de apilamiento reales para cronometrar el cierre
  • ✓Selección de osciloscopio: 10 ns/div para señales de GHz, 100 ns/div para 100 MHz, 1 us/div para temporización de MCU, 1 ms/div para audio/PWM. El ancho de banda debe ser superior a 5 veces la frecuencia de la señal para un error de amplitud inferior al 3%
  • ✓Sincronización de memoria JEDEC: la DDR4-3200 tiene TCk = 625 ps (período de reloj), trCD = 13,75 ns (retraso de fila a columna) y tRP = 13,75 ns (precarga). Convierte todo en la misma unidad antes del análisis de temporización

Errores Comunes

  • ✗Confundir ns (10^-9 s) con nosotros (10^-6 s): difieren en 1000x. Un retraso de propagación de 10 ns es 1000 veces más rápido que 10 us. El tiempo de DDR es de ns, la conversión ADC es de nosotros
  • ✗Ignorando el retraso de propagación en el diseño de PCB de alta velocidad: las señales viajan ~ 6 ps/mm en el FR-4. Una traza de 100 mm añade un retraso de 600 ps, lo que supera el margen de temporización para señales de más de 500 MHz
  • ✗Uso del punto flotante para la temporización del firmware sin tener en cuenta la precisión: a 100 MHz (período de 10 ns), float32 solo proporciona una resolución de mantisa de 24 bits = 6 us, inadecuada para la temporización de nivel ns

Preguntas Frecuentes

El retraso de propagación (tpd) es el tiempo que tarda la señal en viajar de la entrada a la salida. Hojas de datos por semiconductor: puerta CMOS tpd = 0,1-10 ns según el nodo tecnológico (CMOS de 14 nm: ~10 ps, 74HC discreto: ~10 ns). Trazo de PCB: aproximadamente 170 ps/pulgada en el FR-4 (6,7 ps/mm). Cable coaxial: 1,0-1,5 ns/pie, según el factor de velocidad.
Resolución del temporizador = 1/f_clock. A 48 MHz: 20,83 ns/tic. A 200 MHz: 5 ns/tic. La captura por hardware proporciona una resolución de un solo ciclo. El sondeo por software añade una sobrecarga de 3 a 10 ciclos, lo que equivale a 60 a 200 ns a 48 MHz. Para una temporización inferior a los ns, utilice circuitos integrados de temporizador dedicados (TDC) con una resolución de 10 a 100 ps según las especificaciones de la hoja de datos.
A 5 GHz: período = 200 ps, por lo que 10 ps de fluctuación = 5% del ciclo = ruido de fase significativo. Según la norma IEEE 802.11ax: la EVM requiere una precisión de temporización de < 2% = 4 ps. Discordancia de trazas de PCB de 1 mm = sesgo de 6,7 ps. La DDR5 a 4800 MT/s tiene una interfaz de usuario de 104 ps; la coincidencia de trazas debe estar dentro de unos 20 ps (3 mm) para un funcionamiento fiable.
La fluctuación es la variación temporal desde la posición ideal, especificada como RMS (1 sigma) o de pico a pico según el JEDEC JESD65C. Fuentes: PLL (1-10 ps RMS), búfer de reloj (0,5-2 ps), fuente de alimentación (1-5 ps por ondulación de mV). Impacto: la SNR del ADC se degrada cuando SNR_jitter = -20 × log10 (2 × pi×f_in×t_jitter). En una entrada de 100 MHz con una fluctuación de 1 ps: SNR_Jitter = límite de 64 dB.

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