实时时钟

我买了两个高精度RTC（实时时钟）模块，想比较一下。RTC对于超低功耗的时钟非常有用。他们可以用纽扣电池运行数年。这两个模块都很特别，因为它们声称比典型的RTC精度更高。

DS3231

第一个模块基于DS3231芯片（i2c总线上也有一个4KB的EEPROM）。数据表规格宣称，在0摄氏度到+40摄氏度能达到2ppm精度。

PCF2129

第二个模块基于更便宜的PCF2129芯片。它有一个2x3的母头模块，可直接插入Raspberry Pi或兼容板。数据表规格宣称在-15C到+60C之间为3ppm精度。

特性比较

它们都很相似，因为它们都有温度补偿和一个专用引脚上的可编程输出频率。它们都有频率调整设置。

DS3231可以以大约0.1ppm的步骤进行调整，而PCF2129可以以大约1ppm的步骤进行调整。

精度比较

这是对他们短期（1周）准确性的测量。在较长时间内，老化成为影响准确性的一个重要因素。

为了测量它们的精度，我让它们都输出每秒1个脉冲，并将间隔与每秒一个GPS脉冲进行比较。我用一个定制stm32f030+TCXO板。使用的stm32的输入捕获能够以40.8纳秒的精度测量每个间隔的长度。对64秒的数据进行简单线性回归，以比较RTC和GPS的PPS。频率差以百万分之一单位表示。

首先是DS3231。在这些数据开始测量之前，我将频率调整到尽可能接近0ppm。调整一次后，就可以自由运行了（freely run）。

本周RTC的表现为-0.038ppm+/-0.085ppm。这很不错。这大约是每年快出1秒。

接下来是PCF2129。我也调整了它尽可能接近0ppm。

在PCF2129的图形中，y轴比例要大得多。你可以看到，频率在几个小时内跳来跳去，而有时会更平稳。看看频率与温度的关系图就可以解释这里发生了什么。

这里你可以看到，当温度在69.5华氏度和75华氏度时，频率会跳跃。数据表提到了基于温度的负载电容器中的芯片开关。这样，即使在温度变化的情况下，它也能将内置晶体的频率保持在特定的范围内。

PCF2129本周表现为0.462ppm+/-0.239ppm。这也不错，大约每个月慢1秒。

附加信息

因为我的间隔计数器的通道数量有限，所以DS3231和PCF2129在不同的单元上。

DS3231内部TCXO频率如下所示：

PCF2129内部TCXO频率如下所示：

温度读数由bme280提供：

温度的波动来自加热器的开/关。

最后，用简单的线性拟合比较间隔计数器的频率与温度：

皮特·史蒂芬森拆开了DS3231芯片，贴出了他的照片：
https://blog.heypte.com/2017/07/29/a-look-inside-the-ds3231-real-time-clock/，
还有一些长期数据：https://blog.heypete.com/2018/02/04/ds3231-drift-results-5-months/

Edward Mallon有一篇关于使用这些RTC的帖子：
https://edwardmallon.wordpress.com/2014/05/21/using-a-said-3-ds3231-rtc-at24c32-eeprom-from-ebay/

这些RTC的长期性能将受到老化的影响：TCXO老化第2部分

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