Метрология кварцевого генератора, Какую погрешность частоты вносит схема генератора? Опции

[Reanimator++]

Имеем обыкновенный генератор на инверторе, по схеме Пирса.
Картинка во вложении.
Генераторы вместе с кварцевыми резонаторами помещаем в термостат при 60-70 градусов с высокой стабильностью температуры (~0.05 °С).
Выдерживаем 3 часа для установления теплового равновесия.
Начинаем измерять частоту с течением времени.
Имеем такую картину по изделиям. (вложение 2)
Или такую. (вложение 3)

Вопрос - как оценить влияние схемы генератора на долговременную стабильность частоты кварцевого резонатора?
Цель - отделить резонаторы с долговременной стабильностью хуже требуемой.

Эскизы прикрепленных изображений

 

[Reanimator++]

А мне не требуется чтобы выходная частота генератора была строго равна частоте последовательного резонанса.
Мне нужно измерять долговременную стабильность. Т.е. любое постоянное смещение приемлемо.
Насколько я знаю для схемы Пирса смещение определяется нагрузочной емкостью. Возможно еще чем-то, о чем я не знаю. Это вопрос темы.

Плохая стабильность связана с недостаточной отработанностью технологии производства помноженной на микроминиатюрность кристалла (что-то типа 1х0.8х0.03мм..).

[VNS]

...А мне не требуется чтобы выходная частота генератора была строго равна частоте последовательного резонанса.
Мне нужно измерять долговременную стабильность. Т.е. любое постоянное смещение приемлемо...

Reanimator, "любое постоянное смещение" создаётся элементами схемы с неизвестной стабильностью - Вы отдельно, без кварцевого резонатора, эти элементы проверяли? Их характеристики Вам известны?
Основная цель разработки схемы генератора с кварцевым резонатором состоить в создании условий и режимов работы генератора, при которых:
1. Мощность сигнала положительной обратной связи, проходящей через кварцевый резонатор, должна быть минимальной;
2. Долговременная стабильность определяется ТОЛЬКО физическими характеристиками кварца.
rloc - "Основная идея была - показать, что для измерения долговременной нестабильности нужно сделать коэффициент связи с резонатором как можно меньше - в этом основное отличие от схем, когда пытаются достичь минимальных фазовых шумов. И есть специальные схемы включения резонатора, дающие возможность гибкого варьирования этого коэффициента. В этом случае окружающая схема перестает влиять и нет разницы, что было использовано в качестве активного элемента."
'Reanimator++' - в Ваших схемах энергия, которая проходит через кварц, не измеряется и заведомо принимается на веру её оптимальное значение. Вы, как мне кажется, на уровне интуиции это понимаете.

У нас как-то стояла задача сделать максимально высокостабильный кварцевый генератор (заказчик хотел кратковременные 10^-12!!!) и мы довольно долго делали разные схемы и смотрели их стабильности. Наилучшим оказался вариант с честным и стабильным аналоговым усилителем...

"...вариант с честным и стабильным аналоговым усилителем..." - в цепи ПОС. Кварцевый резонатор работает на минимально возможном уровне энергии на обкладках резонатора.

Сообщение отредактировал VNS - Apr 22 2015, 08:35

[rloc]

'Reanimator++' - в Ваших схемах энергия, которая проходит через кварц, не измеряется и заведомо принимается на веру её оптимальное значение. Вы, как мне кажется, на уровне интуиции это понимаете.
"...вариант с честным и стабильным аналоговым усилителем..." - в цепи ПОС. Кварцевый резонатор работает на минимально возможном уровне энергии на обкладках резонатора.

Поясните пожалуйста, как с усилителем контролируется мощность? Или это определенная схема включения, не зависимая от активного элемента?

Стенд свой, вот картинки.

Серьезный у Вас стенд.

В каждой точке выполнялось 5 измерений длительностью 4 секунды. Девиация на всем протяжении измерений была равна 1-2 ppb. (точнее не могу сказать, округлили). Т.е. график будет прямой шумной линией.
Количество целых периодов сигнала, попавших в эти ворота считается счетчиком.

Сразу уточню, долговременная стабильность счетчика заведомо выше? По поводу интервала измерения хотел узнать, сколько минимально времени необходимо для определения долговременной стабильности? Но вижу у Вас методика не совсем точная, быстрее померить не получится. В идеале хорошо бы посмотреть на график девиации в зависимости от интервала измерения: 0.01 с, 0.1 c, 1 c, 10 c, 100 c ...