温飘、电压和时钟误差

2019-09-14 08:23:00
meshiot
原创 77
摘要:知道时钟为什么不准吗?这跟温度漂移,供电方式有关。

三维空间(长宽高)加上时间,就是四维空间。


时间最容易被忽视,但在关键点上,时间就无比重要,比如定时。几点几分上电,几点几分拉闸,什么时候开灯,什么时候浇灌。在文科生看来,这是理科生的问题,在学软件的理科生看来,这很简单嘛,非此即彼的黑白思维:0是0,1是1,时钟还不好找?

时钟还真不是个小问题。在做智能家居的人来看,时钟源来自网络。云端或者是网络时钟源唾手可得,只要联网,时钟就精准。问题是,如果不联网呢?嘿嘿,只要不联网,立马抓瞎。


什么是温飘?由温度变化所引起的半导体器件参数的变化简称温度漂移。所有的石英晶体材料做成的频率器件,均有一定的温漂。温飘客观存在,通过温度补偿和手动校准,时钟准确性可以在一定程度中得到矫正,但是,绝对没有误差的时钟,基本是不存在的。


网上几块钱能买到如DS3201和R8025T这种时钟模块。注意,是几块钱,不要小瞧了这几块钱,因为在一片PCB中,往往一个主控芯片才1块钱,硬件客户成本设定得非常精准,多几毛钱都不太可能。比如一台电风扇的主板,传统风扇主板本来才两块钱,你现在因为定时要增加几块钱,对于卖一台风扇才赚3块钱的厂商来说,这是不可接受的。


而在实际操作中,时钟模块还是要矫正。供电不稳,电路设计不合理,时钟模块还是难以保证精准,间歇式抽风的情况还会发生,比如掉电后重新上电,之前很准的时钟突然增加了30秒。

冰箱大法、电吹风大法,基本上都是测试时钟模块精准的常用手段,就算测试过了,也难保实际应用中不出问题,这就是模拟世界和数字世界的不同。我们太习惯于非此即彼的黑白思维了,以为世界万物,要不是这样,要不就是那样,总之,我花钱了,就要买一个确定的东西。实际上,从时间轴来看,没有一样东西是永恒的,没有一样东西是一成不变的,一切都是相对的。


这并非是故弄玄虚,比如说,卫星上的时钟受 狭义相对论因高速运动而导致的时间变慢(-7.2 μs/日),和 广义相对论因较(地面物件)承受着较弱的重力场而导致时间变快效应(+45.9 μs/日)影响。相对论的净效应是卫星上的时钟时钟较地面的时钟运行的快。故此,卫星的软件需要计算和抵消一切的相对论效应,确保定位准确。卫星授时不准会导致手机导航出现偏差,在金融、电商领域,有很多交易一直在进行。如果系统时间跳跃一秒钟,许多订单将无法关闭。


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