Выжать из кварца максимальную точность Опции

[MiklPolikov]

Задача :
Есть кварц, микроконтроллер, атомные часы. Атомные часы подключаются к устройству скажем раз в месяц. Нужно откалибровать кварц так что бы он шёл с максимально возможной точностью при потреблении ~10мка.
Вопрос : правильно ли эту задачу решаю я и как надо ? На какой результат можно рассчитывать ?

Кварц 32768Гц висит на ногах процессора, в процессоре идут часы. Пока процессор мог получать импульсы от атомных часов, рассчитывается поправочный коэффициент для кварца, который затем периодически вносится в значение времени (как именно это происходит думаю рассказывать не за чем)
Но ещё надо учесть тепловой дрейф частоты. Беру из документации на кварц KX-327NHT значение temperature tolerance B = -(0.035+-0,006)ppm/C^2
Подставляю его в формулу f=fo(1+B(T-To)^2 ) , т.е. если я во время калибровки измерил fo при температуре +25С , то получается f=fo(1-0.035(t-25)^2 ) (знак - правильно ?) .
Измерение температуры и расчёт поправки на неё процессор делает каждые 10 минут.


Заранее спасибо за консультацию !

[AlexOlevski]

"только вот часы должны идти непрерывно, а не по 6 секунд, каждые 10 минут.

может лучше эти 10мка копить в ионисторе, но не для нагрева, а чтобы какой-нибудь gps раз в сутки запускать ненадолго и брать с него синхронизацию."

В таком случае получится, что необходимо будет снимать на 10 минут напряжение питания с генератора тактовой частоты для того, чтобы зарядить ионистор, что противоречит условию задачи.

Кроме того при столь малом токе питания схема будет чувствительна к любому колебанию напряжения, пульсациям и прочим дестабилизирующим факторам, в которые, кстати, входит пресловутая коррекция ухода частоты, поскольку:
а) микроконтроллер в режиме выполнения логических действий создаёт помехи по цепям питания (незначительные для дубовой логики, но критичные для "точных" аналоговых цепей, или "слаботочных")
б) микроконтроллер в режиме выполнения логических действий увеличивает ток потребления, поэтому в результирующей функции потребления нужно учесть потребление микроконтроллера в режиме коррекции частоты.

Коррекция частоты возможна при известной функции зависимости ухода частоты от времени. Как правило эта зависимость включает в себя статические и динамические (рандомные в общем случае) параметры, джиттеры логических элементов. Даже при наличии данных об уходе частоты всё равно достаточно сложно экстраполировать уход реальной частоты от фантомной. Это, кстати, предполагает, что при коррекции времени каждые 10 минут разбег во времени между атомным стандартом и системным временем должен быть не более 1/32768 (для данной опорной частоты).

Также если учитывать температурный дрейф, то понадобится ещё и температурный датчик. Отсюда дополнительное потребление. Поэтому вариант массивной конструкции более предпочтителен. Но лично мне не нравится. Лучше всего вариант с сосудом Дьюара. Тогда вариант массивности и веса конструкции автоматически закрывается и рассчитывается необходимый объем в зависимости от необходимой температурной стабильности в течение промежутка времени (10 минут, например)

Сообщение отредактировал AlexOlevski - Mar 27 2014, 13:44