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Conversor de unidades de tempo

Converte tempo entre segundos, milissegundos, microssegundos, nanossegundos, picossegundos e femtossegundos.

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Fórmula

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

Como Funciona

Essa calculadora converte entre segundos, milissegundos, microssegundos, nanossegundos, picossegundos e femtossegundos para engenheiros eletrônicos, desenvolvedores incorporados e designers de RF que trabalham com sistemas de tempo crítico. De acordo com o folheto SI (BIPM), o segundo é definido pela transição hiperfina de césio-133: exatamente 9.192.631.770 períodos. O tempo eletrônico abrange 18 ordens de magnitude: femtossegundos (10 ^ -15 s) para pulsos ópticos, picossegundos para serial de alta velocidade (PCIe 5.0 UI = 31,25 ps), nanossegundos para tempo DRAM (tCl = 14-22 ns), microssegundos para conversão ADC (SAR ADC: 1-10 us) e milissegundos para interface humana (tempo de resposta < 100 ms por ISO 9241). A propagação do sinal no PCB é de 6,67 ps/mm no FR-4, tornando as margens de tempo críticas nas frequências de GHz.

Exemplo Resolvido

Problema: uma interface de memória DDR4-3200 tem um olho de dados de 312,5 ps (UI). Calcule as margens de tempo que representam instabilidade de 50 ps, tempo de configuração de 30 ps e incompatibilidade de comprimento de traço de 6 polegadas.

Solução:

  1. Intervalo unitário: 312,5 ps = 0,3125 ns = 0,0003125 us
  2. Atraso de rastreamento: 6 polegadas × 170 ps/polegada (FR-4) = 1020 ps = 1,02 ns
  3. Margem disponível: 312,5 - 50 (instabilidade) - 30 (configuração) = 232,5 ps
  4. Orçamento de incompatibilidade de rastreamento: deve ser < 232,5 ps = 232,5/170 = inclinação máxima de 1,37 polegadas
  5. Incompatibilidade real de 6 polegadas: 1020 ps >> orçamento de 232,5 ps - FALHA
  6. Correspondência necessária: 232,5 ps/170 ps/polegada = 1,37 polegadas, portanto, os traços devem corresponder a < 1,4 polegadas

Dicas Práticas

  • ✓Atraso de propagação do PCB de acordo com IPC-2141: microfita no FR-4 = 6,0-6,8 ps/mm (varia com a geometria do traço), listra = 7,0 ps/mm. Use parâmetros reais de empilhamento para cronometrar o fechamento
  • ✓Seleção do osciloscópio: 10 ns/div para sinais de GHz, 100 ns/div para 100 MHz, 1 us/div para temporização MCU, 1 ms/div para áudio/PWM. A largura de banda deve ser > 5x a frequência do sinal para um erro de amplitude de < 3%
  • ✓Tempo de memória JEDEC: DDR4-3200 tem tCK = 625 ps (período do relógio), tRCD = 13,75 ns (atraso de linha a coluna), tRP = 13,75 ns (pré-carga). Converta tudo na mesma unidade antes da análise de tempo

Erros Comuns

  • ✗Confundindo ns (10^-9 s) conosco (10^-6 s) - eles diferem em 1000x. Um atraso de propagação de 10 ns é 1000 vezes mais rápido do que 10 us. O tempo DDR é ns, a conversão ADC é nós
  • ✗Ignorando o atraso de propagação no design de PCB de alta velocidade - os sinais viajam ~ 6 ps/mm no FR-4. Um traçado de 100 mm adiciona um atraso de 600 ps, excedendo a margem de tempo para sinais > 500 MHz
  • ✗Usando ponto flutuante para temporização de firmware sem considerar a precisão - a 100 MHz (período de 10 ns), float32 fornece apenas resolução de mantissa = 6 us de 24 bits, inadequada para temporização de nível ns

Perguntas Frequentes

O atraso de propagação (tpd) é o tempo em que o sinal viaja da entrada para a saída. Por folhas de dados de semicondutores: porta CMOS tpd = 0,1-10 ns, dependendo do nó de tecnologia (14 nm CMOS: ~ 10 ps, 74HC discreto: ~ 10 ns). Traço de PCB: ~ 170 ps/polegada em FR-4 (6,7 ps/mm). Cabo coaxial: 1,0-1,5 ns/pé, dependendo do fator de velocidade.
Resolução do cronômetro = 1/f_clock. A 48 MHz: 20,83 ns/tick. A 200 MHz: 5 ns/tick. A captura de hardware fornece resolução de ciclo único. A pesquisa de software adiciona sobrecarga de 3 a 10 ciclos = 60-200 ns a 48 MHz. Para temporização abaixo de ns, use ICs de temporizador dedicados (TDC) com resolução de 10 a 100 ps de acordo com as especificações da folha de dados.
A 5 GHz: período = 200 ps, então instabilidade de 10 ps = 5% do ciclo = ruído de fase significativo. De acordo com o IEEE 802.11ax: o EVM exige uma precisão de temporização de < 2% = 4 ps. Incompatibilidade de traços de PCB de 1 mm = inclinação de 6,7 ps. O DDR5 a 4800 MT/s tem UI de 104 ps - a correspondência de traços deve estar dentro de ~ 20 ps (3 mm) para uma operação confiável.
O jitter é a variação de tempo da posição ideal, especificada como RMS (1-sigma) ou pico a pico de acordo com JEDEC JESD65C. Fontes: PLL (1-10 ps RMS), buffer de relógio (0,5-2 ps), fonte de alimentação (1-5 ps por ondulação de mV). Impacto: o ADC SNR se degrada quando SNR_jitter = -20 × log10 (2 × pi × f_in × t_jitter). Na entrada de 100 MHz com instabilidade de 1 ps: SNR_jitter = limite de 64 dB.

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