На рынке есть несколько микросхем часов реального времени (RTC), энергонезависимость которых обеспечивается батарейкой: от недорогих и не очень точных DS1302 и DS1307 до более продвинутых DS3231, PCF2131, PCF8563.

В этой статье кратко сравниваются микросхемы DS3231, PCF2131, PCF8563 и другие по параметру точности - насколько они ошибаются за месяц и за год. Вот этот рейтинг, в порядке улучшения точности:

1. PCF8563 (NXP)

Точность ±5 ppm (≈ ±2.6 минуты в год, ≈ ±13 секунд в месяц). Температурная компенсация отсутствует, точность обеспечивается стандартным кварцевым генератором, существует некоторый температурный дрейф хода часов. Стабильность работы хуже, чем у DS3231 и PCF2131, особенно при изменениях температуры окружающей среды.

Лучше всего подходит для недорогой пользовательской электороники, где точность отсчета времени не очень важна и/или есть возможность периодической коррекции часов с помощью GPS или протокола NTP (Интернет).

2. PCF2131 (NXP)

Точность ±3.4 ppm (≈ ±1.78 минут в год, ≈ ±8.9 секунд в месяц). Имеется цифровая температурная компенсация (не такая точная, как у аналогового TCXO чипа DS3231). Стабильностьо лучше PCF8563, но не настолько хороша, как у DS3231.

Лучше всего подходит для индустриальных приложений, где допустима средняя точность и необходим интерфейс I²C/SPI.

3. DS3231 (Maxim Integrated)

Точность ±2 ppm в диапазоне температур от 0°C до +40°C (≈ ±1 минута в год, ≈ ±5 секунд в месяц) при нормальных рабочих условиях. Содержит высокоточную температурную компенсацию встроенного генератора (temperature-compensated crystal oscillator, TCXO), при этом внешний кварц не нужен. Обладает отличной договременной стабильностью хода благодаря компенсации старения чипа.

Отличный выбор для точных приложений (научные инструменты, логгеры данных и т. п.).

4. DS3231M (Maxim Integrated)

Точность ±1 ppm (≈ ±30 секунд в год, ≈ ±2.5 секунд в месяц). Это улучшенная версия DS3231 с более жесткой калибровкой.

Лучший выбор для приложений, где точности обычной DS3231 уже недостаточно, без миграции на решения на основе атомных часов или OCXO.

5. DS3234 (Maxim Integrated)

Точность ±1 ppm (такая же, как у DS3231M). Ключевая особенность DS3234 - интерфейс SPI и встроенная память SRAM.

Лучше всего подходит систем с высокими требованиями к надежности, когда необходим обмен через SPI.

6. RX-8130CE (Epson)

Точность ±0.5 ppm (≈ ±15 секунд в год, ≈ ±1.25 секунд в месяц). Ключевая особенность: ультранизкий джиттер и цифровая компенсация.

Лучше всего подходит для телекоммуникаций, медицины и точного индустриального оборудования.

7. Модули RTC на основе OCXO

Аббревиатура OCXO означает Oven Controlled Crystal Oscillator, т. е. кварцевый генератор, стабильность которых обеспечивается постоянной температурой с подогревом. Точность ±0.01 .. ±0.1 ppm (≈ ±0.3 .. ±3 секунды в год). Примеры: модули Trimble OCXO, Rakon RTC. Недостатки: большие по размеру, много потребляют энергии, довольно дорогие(~$50 .. $500).

Лучше всего подходят для базовых станций сотовой связи, GNSS, сетевого оборудования класса high-end.

8. Chip-Scale Atomic Clocks (CSAC)

Точность ±0.0001 ppm (≈ ±3 секунды за 1000 лет!)

Примеры чипов: Microsemi (теперь Microchip) SA.45s, Microchip CSAC-SA65, Symmetricom CSAC. Очень дорогое решение (цены начинаются от $1000), энергоёмкое и громоздкое.

Находит применение в военной технике, космосе, научных приложениях.

И в заключение краткая сравнительная таблица (с акцентом на точность):