|
|
  |
Метрология кварцевого генератора, Какую погрешность частоты вносит схема генератора? |
|
|
|
Apr 23 2015, 15:56
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 256
Регистрация: 15-04-13
Из: Казахстан, г. Алматы
Пользователь №: 76 504

|
Цитата(rloc @ Apr 23 2015, 18:05)  Нарисуйте пожалуйста упрощенный вариант схемы (без учета паразитных элементов) с расчетом номиналов и выбором ТД, чтобы получить на резонаторе мощность около 10 мкВт и нагруженную добротность около 0.9 от ненагруженной, при допустимом диапазоне эквивалентных сопротивлений резонатора от 5 до 120 Ом. Эту схему не "рисуют", а расчитывают на основе эквивалентной схемы. В эквивалентной схеме нет "паразитных" элементов - этот термин из слэнга радиолюбителей... Ваша просьба соответствует заданию на курсовую работу по приёмо-передающим устройствам РЭА, в которой: 1. Не указана частота; 2. Не указана нагрузка; 3. Не указан тип кварцевого резонатора. Почему выбрана нагруженная добротность 0.9 от ненагруженной? Как этот параметр измерить? Теоретическими изысками не занимаюсь. Для каждого КГ выбирается приблизительно подходящий ТД, разрабатывается топология платы, собирается макет и с использованием приличного Q-метра в течение месяца за, ориентировочно, 10 циклов итерации можно разработать работоспособный макет такого генератора.
|
|
|
|
|
Apr 23 2015, 16:10
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 399
Регистрация: 1-01-06
Из: Волгоград
Пользователь №: 12 763

|
Цитата(VNS @ Apr 23 2015, 08:54)  Наилучшим активным элементом считаю туннельный диод (ТД). Есть информация, к сожалению, на бумажном носителе. Кроме активного элемента необходима индуктивность на керамическом каркасе. Если рубидиевый эталон для Вас не проблема изготовить, то с такой катушкой у Вас тоже не будет затруднений. Для упрощения диалога сообщите доступную элементную базу по названным ТД. Возможно, нужно проверить конструктив самой платы генератора, если не возражаете... Делать различные виды генераторов пока не вижу смысла, поскольку у меня нет способа их сравнения. Пока бы посчитать то что уже сделано. В принципе оно работает нормально, поставленные задачи выполняет. Осталось только рассчитать погрешность.. Платку выложу, она простая как 2 пальца..
|
|
|
|
|
Apr 23 2015, 17:06
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(VNS @ Apr 23 2015, 19:56)  Ваша просьба соответствует заданию на курсовую работу по приёмо-передающим устройствам РЭА, в которой: 1. Не указана частота; 2. Не указана нагрузка; 3. Не указан тип кварцевого резонатора. Как Вы говорили, схема достаточно простая, почему сложность расчета должна быть на уровне курсовой? Наоборот, раз такие сложности, как автор темы справится? Если какие-то параметры не указаны, можно выбирать любые. Цитата(VNS @ Apr 23 2015, 19:56)  Почему выбрана нагруженная добротность 0.9 от ненагруженной? Как этот параметр измерить? Чтобы как можно меньше влиять на сам резонатор и соответсвенно на частоту. Измерить проще эквивалентное сопротивление самого резонатора, а при расчетах сделать вносимое активное сопротивление равным Rвн < R0*(Q0/Qн-1) Rвн - вносимое сопротивление R0 - собственное сопротивление резонатора Q0 - ненагруженная добротность Qн - нагруженная добротность С учетом ранее предложенных мной условий, Rвн < R0*(1/0.9-1) = R0*0.11 Цитата(VNS @ Apr 23 2015, 19:56)  10 циклов итерации можно разработать работоспособный макет такого генератора. Сложно. Как под другие параметры резонаторов потом подстраиваться?
|
|
|
|
|
Apr 23 2015, 22:57
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 256
Регистрация: 15-04-13
Из: Казахстан, г. Алматы
Пользователь №: 76 504

|
Цитата(rloc @ Apr 23 2015, 21:06)  1 ...Если какие-то параметры не указаны, можно выбирать любые. 2 ...Измерить проще эквивалентное сопротивление самого резонатора... 3 ...при расчетах сделать вносимое активное сопротивление равным Rвн < R0*(Q0/Qн-1)...С учетом ранее предложенных мной условий, Rвн < R0*(1/0.9-1) = R0*0.11 4 ...Как под другие параметры резонаторов потом подстраиваться? 1. Теоретик может задать или выбрать любые значения. В реальной схеме для ТД можно выбирать только в диапазоне допустимых значений сопротивления нагрузки. 2. Как Вы это делаете? Что означает Ваш термин "эквивалентное сопротивление" для КР? Мне знаком термин "эквивалентное резонансное сопротивление" КР на частоте резонанса. 3. Это Ваши предположения и условия... 4. Какие параметры и как"подстраиваться"? Перечисленные действия и условия должны проверяться на конкретной схеме КГ с привязкой к определённому типу, например, Q-метра.
Сообщение отредактировал VNS - Apr 23 2015, 23:04
|
|
|
|
|
Apr 24 2015, 04:12
|
Узкополосный широкополосник
     
Группа: Свой
Сообщений: 2 316
Регистрация: 13-12-04
Из: Moscow
Пользователь №: 1 462

|
Цитата(VNS @ Apr 24 2015, 02:57)  1. В реальной схеме для ТД можно выбирать только в диапазоне допустимых значений сопротивления нагрузки. Допустим 50 Ом, усилитель в любом случае надо ставить для развязки. Цитата(VNS @ Apr 24 2015, 02:57)  2. Как Вы это делаете? Что означает Ваш термин "эквивалентное сопротивление" для КР? Мне знаком термин "эквивалентное резонансное сопротивление" КР на частоте резонанса. Думаю об одном и том же говорим. Померить можно с помощью мостовой схемы (как раньше измеряли эквивалентные пар-ры RLC) и анализатора цепей. Если резонатор покупной, то производитель часто сам приводит эти параметры. Цитата(VNS @ Apr 24 2015, 02:57)  3. Это Ваши предположения и условия... Это общепринятая практика построения ГК для целей частотной стабилизации. Цитата(VNS @ Apr 24 2015, 02:57)  4. Какие параметры и как"подстраиваться"? Перечисленные действия и условия должны проверяться на конкретной схеме КГ с привязкой к определённому типу, например, Q-метра. Параметры у резонатора могут быть разные: частота, эквивалентное сопротивление, емкость электродов ... Как должна выглядеть работа со стендом? Есть некоторые исходные данные по резонатору и желаемому режиму работы (мощность, нагруженная добротность по отношению к собственной или коэффициент связи), в стенде выставляются некоторые параметры, он включается и проводятся измерения. Подсознательно я понимаю, что простые схемы для измерительных целей не годятся, слишком сложны они в настройке, подготовке, если вообще могут позволить померить при широком варьировании параметров и режимов работы. Цитата(Reanimator++ @ Apr 23 2015, 20:10)  Пока бы посчитать то что уже сделано. В принципе оно работает нормально, поставленные задачи выполняет. Осталось только рассчитать погрешность.. Интересно посмотреть, что получится.
|
|
|
|
|
Apr 24 2015, 12:59
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(VNS @ Apr 23 2015, 10:41)  Минимальные габариты и число элементов в схеме с его применением. На картинке схема кварцевого транзисторного генератора и осциллограмма сигнала на базе. В схеме кварцевого генератора на ТД (реально работающего) такое же кол-во деталей.
|
|
|
|
|
Apr 24 2015, 13:59
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(VNS @ Apr 24 2015, 17:39)  Существенным преимуществом ТД является то, что значение максимального значения туннелного тока почти не зависит от температуры. У "классического" биполярного транзистора практически НЕТ "туннельного" тока, и от температуры тоже не зависит. По напряжению питания, данная схема работает и от 1,25 В. Всё таки хочется найти какие либо (разумные, практически полезные) доводы по применению ТД в схемах кварцевого генератора.
|
|
|
|
|
Apr 24 2015, 14:20
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 256
Регистрация: 15-04-13
Из: Казахстан, г. Алматы
Пользователь №: 76 504

|
Цитата(vhk @ Apr 24 2015, 17:59)  ...У "классического" биполярного транзистора практически НЕТ "туннельного" тока, ... от температуры тоже не зависит. У "классичекого" биполярного транзистора "тоннельный" ток вообще отсутствует. Что не зависит от температуры у биполярного транзистора?
Сообщение отредактировал VNS - Apr 24 2015, 14:28
|
|
|
|
|
Apr 24 2015, 14:38
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 372
Регистрация: 6-05-07
Пользователь №: 27 551

|
Цитата(VNS @ Apr 24 2015, 18:20)  Что не зависит от температуры у биполярного транзистора? То, что отсутствует. Схема на биполярном транзисторе с таким же количеством деталей как у схемы на ТД работает. Всё таки интересен вопрос о преимуществах ТД.
|
|
|
|
|
Apr 24 2015, 21:25
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 256
Регистрация: 15-04-13
Из: Казахстан, г. Алматы
Пользователь №: 76 504

|
Цитата(vhk @ Apr 24 2015, 18:38)  То, что отсутствует. Схема на биполярном транзисторе с таким же количеством деталей как у схемы на ТД работает. Всё таки интересен вопрос о преимуществах ТД. ТД меня заинтересовали сначала на уровне интуиции. Потом получилось проверить работу триггеров, генераторов и других элементов на его основе. Я понимаю Вас - сложно поверить в то, чего не держал в руках. Практически полное отсутствие литературы по расчётам схем на ТД, включая и патенты, свидетельствует о их широком применении в аппаратуре особого назначения, как мне кажется... Электроны туннельного тока двигаются в ТД приблизительно со скоростью света, поэтому время пробега получается чрезвычайно малым. Постоянная времени диода RC от размеров диода не зависит и может достигать значения десять минус двенадцатой степени секунды. Отсюда следует, рабочая частота может достигат десять в десятой степени Герц. В настоящее время, при изобилии качественных "биполярных" транзисторов, ТД морально устарел. http://www.dioda.ru/tunnel-diode.html
Сообщение отредактировал VNS - Apr 24 2015, 21:36
|
|
|
|
|
Apr 25 2015, 19:48
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 370
Регистрация: 4-02-13
Из: Фрязино
Пользователь №: 75 482

|
Цитата(VNS @ Apr 25 2015, 00:25)  ...Практически полное отсутствие литературы по расчётам схем на ТД, включая и патенты, свидетельствует о их широком применении в аппаратуре особого назначения, как мне кажется... Припоминаю "аппаратуру особого назначения" типа "осциллографа радиолюбителя ОМЛ-3М",естественно продававшегося в обычных магазинах. Ежели память не изменяет,то там некий туннельный диод стоял в синхронизации развёртки. Да и в другой,столь-же специальной, аппаратуре применялись... Да вот собственно - https://www.google.ru/search?q=%D0%9E%D0%9C...CBsQsAQ#imgrc=_Но конечно не забываем слова rudy_b в п.87 "У туннельных диодов есть серьезный недостаток - быстрое старение". Плюс ещё куча проблем у ТД при практическом применении
|
|
|
|
|
Apr 26 2015, 22:25
|
Местный
  
Группа: Участник
Сообщений: 256
Регистрация: 15-04-13
Из: Казахстан, г. Алматы
Пользователь №: 76 504

|
Цитата(Orthodox @ Apr 25 2015, 23:48)  Припоминаю "аппаратуру особого назначения" типа "осциллографа радиолюбителя ОМЛ-3М",естественно продававшегося в обычных магазинах. Ежели память не изменяет,то там некий туннельный диод стоял в синхронизации развёртки... Но конечно не забываем слова rudy_b в п.87 "У туннельных диодов есть серьезный недостаток - быстрое старение". Плюс ещё куча проблем у ТД при практическом применении  С1-75 имеет синхронизацию развёртки с использованием ТД. "Старение" - деградация происходит из-за неправильно выбранного режима работы диода.
|
|
|
|
|
Apr 26 2015, 22:45
|
Местный
  
Группа: Свой
Сообщений: 370
Регистрация: 4-02-13
Из: Фрязино
Пользователь №: 75 482

|
Цитата(VNS @ Apr 27 2015, 01:25)  С1-75 имеет синхронизацию развёртки с использованием ТД... Не только С1-75,но и как уже указал ОМЛ-3м, да и не только он... Радиолюбительский осциллограф ОМЛ-3м (изделие с убогими даже для того времени параметрами можно назвать и "осциллографический пробник") как пример аппаратуры особого назначения как-то прикольней
|
|
|
|
|
  |
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0
|
|
|