振動子の精度について

最終修正日:2021/8/24

Modbusサーバを構築したSTM32miniShieldですが、起動時にGPSNTPサーバと同期を掛けた後、1日辺り1秒以上時計が進むことを確認しています。STM32miniには円筒型缶32.768kHzの水晶振動子が搭載されています。型番も不明なのですがこの手の素子精度は±20ppm程度でしょうか?
BluePill搭載の発振子は円筒型缶を樹脂で固めたタイプですが、品質が悪そうです。
資料入手性からEPSON C-005R のスペックを確認しました。

  C-005R コメント
Nominal frequency range 32.768 kHz 周波数
Frequency tolerance (standard) ±20 × 10-6 周波数安定度  
Frequency aging ±3 × 10-6/ year Max  

周波数安定度±20ppmですが、+20ppmズレるとして、一日辺り20×24×3600×10E-6 = +1.7秒ズレることになります。現実に合致します。これ以外に温度ドリフトの影響も出てくるのだと思います。
精度を上げたいと思えばTCXO(温度補償回路内蔵)やOCXO(恒温槽化)に置き換えるのでしょうが、マイコン程度ではコストが合わないと思います。

NTPサーバに対して時刻同期を掛けるという事はコスト的にとてもリーズナブルな事かと思います。ただ、外部NTPサーバにアクセス出来ない場合、LocalのGPSNTPサーバにアクセスして時刻同期を掛けることは意味があります。
20ppm程度の精度であれば1日1回の時刻同期をすることで時刻ズレを解消出来そうです。

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