Прецизионный кварцевый генератор, Специфические требования. Опции

[Stanislav]

Думаю, что сюда... Если нет - перенесите, пожалуйста.

Уважаемые участники форума.
По долгу службы возникла необходимость создать генератор сигнала с весьма "героическими" параметрами.
Всё бы ничего, если б не их специфичность...

Итак, вводная:
- частота выходного сигнала - 20 МГц;
- кратковременная нестабильность (девиация Аллана) на базе 0,1-5,0 секунд - не более 3*10^-12;
- погрешность начальной уставки частоты - не более +/-2*10^-6, с возможностью регулировки в заданных пределах.
Собственно, это всё. Остальные параметры особо не волнуют.

Что имеется.
- наплатный термостат с двумя термобарьерами и внешней термоизоляцией из пористого материала. Так себе термостатик...;
- возможность приобретения любых необходимых компонентов;
- понимание того, чем отличается прецизинный генератор от "обычного", в части теории и "железа".
Приобретение оборудования для оценки параметров генераторов также возможно.

Собственно, первые же вопросы.

1. Нужен транзистор с бета не менее 100 на постоянном токе, и граничной частотой бета >2ГГц. Малошумящий, с малым уровнем фликкера на 1 Гц и менее (возможно, эта нестабильность по-другому называется).
Фликкера обычно нет даташитах, потому и вопрос. Кто эти параметры выложит - тому я должник.

2. Нужен проверенный поставщик кварцевых резонаторов в партии >1000 шт с параметрами:
- частота настройки - 5 или 10 МГц;
- добротность - не менее 1,5х10^6;
- температура настройки - 75-85 градусов С;
- гармоника не имеет значения. Габарит - имеет.
- SC-срез имеет преимущество (нужна устойчивость к ускорениям и повышенная мощность на кристалле).

Буду умножать, или выделять электрическую гармонику.

На 20 МГц, насколько мне известно, кварцев с такими характеристиками не бывает, но если ошибаюсь, будет отрадно. Там уже, как минимум, 5-я гармоника нужна - это я сказать могу точно...

Ежели кто может помочь советом - буду премного благодарен.
И ещё - не сочтите за невежливость, но надеюсь только на квалифицированное участие. Соорудить трёхточку могу, муделятором не пользуюсь, и прошу не объяснять, как это нужно делать.
Благодарю за понимание, и заранее спасибо.

ЗЫ. Схемные решения могут быть интересны, если они не содержат объёмных компонентов. В любом случае, нужно делать оглядку на условия.
Но, вообще говоря, это даже не вопрос, так что прошу особенно не заморачиваться..

[Stanislav]

Спасибо. Чем чёрт не шутит, может быть, и пригодится.
Но, пожалуйста, ответь сперва на вопрос: с какой частотой выборки предполагается делать запись?
Частота генератора - 20 МГц (ну, пусть 10МГц).
И ещё, вдогонку: как в реалтайме запомнить сигнал без разрывов?
Предполагается, что мы всё это делаем при помощи Лекроя.

[dxp]

Спасибо. Чем чёрт не шутит, может быть, и пригодится.
Но, пожалуйста, ответь сперва на вопрос: с какой частотой выборки предполагается делать запись?

Ты имеешь в виду частоту оцифровки или частоту осциллограмм?

И ещё, вдогонку: как в реалтайме запомнить сигнал без разрывов?

Совсем без разрывов можно сделать только если длина памяти, помноженная на период, позволит захватить весь интервал. Если на высокой частоте и длительное время, то тогда йок. Например, если у моего скопа 24 мега памяти, то при частоте оцифровки, скажем, 100 МГц, т.е. 10 нс период, получится 240 мс. Если надо 10 секунд, это, конечно, не вариант. Даже если снизить частоту в разы.

Я не очень понимаю, что нужно сделать. Если найти, например, максимальный и минимальный период, то для этого осциллограммы грабить не надо - достаточно включить накопление статистики прямо на скопе - он там умеет измерять кучу параметров, в том числе и частоту/период. И засекает минимум, максимум, вычисляет среднее, стандартное отклонение. Можно включить на подольше и посмотреть, сколько он поймает. Конечно, и в этом случае будут пропуски сигнала - любой скоп не умеет работать без пауз между осциллограммами, но насколько это значимо? Ведь если погонять заведомо подольше - несколько минут, то и статистика будет какая-то достоверная. Или я не понимаю специфику твоей задачи?

[Stanislav]

Ты имеешь в виду частоту оцифровки или частоту осциллограмм?

Оцифровки. А при чём здесь осциллограммы?

Совсем без разрывов можно сделать только если длина памяти, помноженная на период, позволит захватить весь интервал. Если на высокой частоте и длительное время, то тогда йок. Например, если у моего скопа 24 мега памяти, то при частоте оцифровки, скажем, 100 МГц, т.е. 10 нс период, получится 240 мс. Если надо 10 секунд, это, конечно, не вариант. Даже если снизить частоту в разы.
Я не очень понимаю, что нужно сделать.

Нужно найти девиацию Аллана на временнЫх интервалах от 0,1 до 10 секунд включительно.
Для адекватной оценки, для этого нужно накопить примерно 10 минут сигнала, или более.
Я не знаю, как это сделать при помощи осциллографа.
Всё.

ЗЫ. Братцы, ну давайте же читать условия. Ради экономии времени хотяб.

ЗЗЫ. Обработка "на лету", наверное, возможна. Тогда массив требуемой памяти можно сократить в десятки раз - до 10-секундной непрерывной записи.
Но только не силами осциллографа - у него пупок развяжется от такой задачи. Или ждать придётся очень долго.
В любом случае, предложение использовать осциллограф в качестве "перемножителя сигналов" не могу считать серьёзным.
Для этого существуют менее экзотические методы.

Сообщение отредактировал Stanislav - Jan 23 2014, 15:30

[dxp]

Оцифровки. А при чём здесь осциллограммы?

Скоп работает, захватывая порции сигнала, которые являются осциллограммами. Некоторые могут работать в режиме самопица, но, насколько знаю, это не во всём диапазон частот, на высоких частотах без пауз между захватами "осциллограмм" не обойтись. Т.е. если брать данные этих порций сигнала, то там будут кратковременные пропуски. Не знаю, насколько это критично.

Нужно найти девиацию Аллана на временнЫх интервалах от 0,1 до 10 секунд включительно.
Для адекватной оценки, для этого нужно накопить примерно 10 минут сигнала, или более.
Я не знаю, как это сделать при помощи осциллографа.
Всё.

Как-то пытаются сделать тут.

ЗЗЫ. Обработка "на лету", наверное, возможна. Тогда массив требуемой памяти можно сократить в десятки раз - до 10-секундной непрерывной записи.
Но только не силами осциллографа - у него пупок развяжется от такой задачи. Или ждать придётся очень долго.

Не следует забывать, что внутри современного скопа стоит нехилая такая FPGA, которая как раз-таки и занимается обработкой сигнала в реальном времени (триггеры обрабатывает, измерения параметров производит). Поэтому есть основания полагать, что возможно для требуемого тебе измерения вполне может статься, что и хватит измерения параметра "Частота" - для этого надо включить измерение этого параметра, включить вывод статистики и нажать на панели прибора кнопку Clear Sweeps (не знаю, как на русскоязычных панелях оно называется), после этого прибор начнёт накапливать статистику измерений, в том числе и минимальное и максимальное значение параметра. Не понимаю, почему это не годится для определения твоей девиации.

Преимущество использования скопа в том, что тут не надо ничего изобретать и делать - просто подключил прибор и посмотрел. Устроило - хорошо. Не устроило - ищем решение дальше. Затраты на проверку практически нулевые.

В любом случае, предложение использовать осциллограф в качестве "перемножителя сигналов" не могу считать серьёзным.
Для этого существуют менее экзотические методы.

А кто это предлагает?

ЗЫ. Братцы, ну давайте же читать условия. Ради экономии времени хотяб.

Всё, я закончил своё участие в этой теме, больше не смею отвлекать.

[ledum]

что и хватит измерения параметра "Частота" - для этого надо включить измерение этого параметра, включить вывод статистики и нажать на панели прибора кнопку Clear Sweeps (не знаю, как на русскоязычных панелях оно называется), после этого прибор начнёт накапливать статистику измерений, в том числе и минимальное и максимальное значение параметра. Не понимаю, почему это не годится для определения твоей девиации.

А не будем ли мы мерять вариацию Аллана опорника Лекроя, а не DUT. Если DUT имеет ее лучше. А быстрей всего так и окажется. Краем глаза глянул у их FS725, который они использовали как опорник для измерений стандартов вариация Аллана 2х10Е-11 на базе 1с, почти на порядок хуже требуемой. Кхе, а цена более-менее http://www.thinksrs.com/downloads/PDFs/Catalog/FS725c.pdf

Сообщение отредактировал ledum - Jan 24 2014, 14:13

[dxp]

А не будем ли мы мерять вариацию Аллана опорника Лекроя, а не DUT. Если DUT имеет ее лучше. А быстрей всего так и окажется.

Вполне может быть. Но это легко определить - характеристики скопа документированы. Только возникает и некоторое сомнение насчёт аналогичного вопроса по EMU - это вообще не измерительный прибор, какая там точность и стабильность, тоже вопрос.