ほんとうに超高精度かもしれないRTC・DS3234Sを使った周波数カウンター

前記事「超高精度SPIバスRTC（リアルタイムクロック）DS3234Sを使った周波数カウンターの実力」でDS3234Sの1PPS出力をタイムゲートに使うとそこそこ高精度の周波数カウンターができることを書きました。GPSの1PPS出力を使った周波数カウンタとの差は20MHzで20Hz程度でした。つまり1ppmが実現できています。

今回はより精度（確度）を上げることを考えます。

なお徹底的に高精度を狙うならこちらの方がいいでしょう。
　　「確度0.0005ppmの周波数測定 - GPSの1PPS出力を使った高精度周波数カウンタ」

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DS3234Sはそのまま使っても摂氏0～40度の範囲で2ppmの確度があります。そしてもっと確度を向上させる手段があります。
レジスタの中にAging Offsetというものがありこれによって発振周波数の微調整が可能です。
これまでのGPS受信モジュールの測定結果との比較を見ながら調整してみました。


Aging Offsetを使わない場合、つまり値が0の場合前回書いたとおり20MHzで20Hzの誤差でした。ここから値を次第に変えていきGPS受信モジュールとの差を詰めていきます。

上の図にあるようにもう1Hz前後の差しかないようです。つまり確度は1/20MHz=0.05ppmということになります。

これからの課題は二点あります。

・より精度（分解能）の高い測定で不確かさを明確にすること
・この確度はどのくらいの温度範囲で維持できるのか確認すること

（続く）

たいせつな補足

・ Aging Offsetのレジスタのアドレスは10Hです。つまり書き込むときは90Hになります。

・ Aging Offsetは設定してもすぐに反映されません。
　だから効果はしばらく時間をおいて確認します。
　どういうタイミングで反映されるかはデータシートに書いてあったと思います。

・ どんな場合もAging Offsetを使えば確度が改善するわけではないようです。
　データシートを見る限り摂氏10度以下、35度以上で使うことがあるのならやめた方がよさそうです。

（「超高精度SPIバスRTC（リアルタイムクロック）DS3234Sを使った周波数カウンターの限界」へ続く）

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関連

　　「PICでSPI - 超高精度SPIバスRTC（リアルタイムクロック）DS3234Sの使い方」　（ソース付き）
　　「PICでSPI - 超高精度SPIバスRTC（リアルタイムクロック）DS3234Sの実装」
　　「RTC(リアルタイムクロック)の時刻を合わせる方法 - DS3234Sを例に」
　　「超高精度SPIバスRTC（リアルタイムクロック）DS3234Sは一ヶ月に0.2秒進む」

　　「超高精度SPIバスRTC（リアルタイムクロック）DS3234Sを使った周波数カウンターの実力」
　　「超高精度SPIバスRTC（リアルタイムクロック）DS3234Sを使った周波数カウンターの限界」

　　「測定対象別記事一覧（測定、電子工作、天文計算）」
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　　「PIC+SPI+I2C 自記温湿度計+気圧計+8ch電圧計のソース - main()」

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