Ein Gerät, an dem ich arbeite, wird von einem ATmega328P-Mikrocontroller gesteuert. Das wird eine Art Uhr sein, deshalb möchte ich, dass sie so präzise wie möglich ist. Wenn ich zum Beispiel ein ganzes Jahr laufen lasse, möchte ich, dass die Zeitabweichung bis zum Ende des Jahres nicht mehr als einen absoluten Wert von +/- 10 Sekunden beträgt. (Ich sage nicht, dass die Batterieleistung für das ganze Jahr ausreichen wird..)
Ist der Quarzoszillator präziser als der Kristall mit Kappen, die mein Mikro ansteuern? Wenn ja, werden Quarzoszillatoren häufiger in zeitkritischen Anwendungen verwendet?
Oder ist nur ein normaler Kristall ausreichend und besser geeignet? (Besonders wenn sie keine Energie wie Oszillatoren verbrauchen) Ich brauche keine atomare Genauigkeit von +/- 0,000001 Sek. / Jahr.
10 Sekunden / Jahr sind 0,3 Teile pro Million Fehler (oder wie die Zeitnüsse es normalerweise ausdrücken würden, ein Fehler von 3 * 10^-7). Ein anständiges Uhrenglas wird normalerweise mit +/- 20 ppm (2 * 10 ^ -5) angegeben, was weitaus schlechter ist als das, wonach Sie fragen. Die höherfrequenten Quarze, die zum Takten von CPUs verwendet werden, sind normalerweise schlechter.
Temperaturkompensierte Oszillatoren (TCXOs) sind besser, im Bereich 10^-6, aber immer noch schlechter als Ihre Spezifikation.
Ofenbetriebene Oszillatoren (OCXOs) können besser als 10^-7 sein, benötigen aber Watt Leistung, wahrscheinlich mehr, als Sie sich leisten können, mit Batterie zu laufen.
Ein GPS-Empfänger ist eine hervorragende Zeitquelle. Es gibt kleine SMD-Module, die je nach Modul zwischen 30 und 100 mA aus einer 3,3-V-Gleichstromquelle benötigen. Neben dem Strombedarf benötigt es auch eine Antenne und das GPS-Signal (kann unterirdisch oder in Gebäuden nicht gut funktionieren).
Wenn das Gerät nicht tragbar ist, können Sie die Wechselstromleitung als Zeitreferenz verwenden, da die durchschnittliche Frequenz des Stromverteilungssystems auf extrem engen Toleranzen gehalten wird.
Eine hochpräzise Echtzeituhr wie die DS3231 ist eine weitere Option. Es kann Sie bis zu ±2 ppm erreichen. Das ist ziemlich nett, würde aber immer noch zu etwa ±60 Sekunden/Jahr führen.
Sind Sie sicher, dass Sie ±10 s/Jahr benötigen?
Ignacio Vazquez-Abrams