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

 

[Белый дед]

Генератор нормальный для начала нужно сделать вместо этой порнографии.

[Reanimator++]

Обоснуйте, пожалуйста.

[Белый дед]

Стабильность каких параметров резонатора вам нужно измерять?

[Reanimator++]

Интересует только резонансная частота кварцевого резонатора.

[Белый дед]

Резонанса последовательного, параллельного или какая-то еще частота?

[Reanimator++]

Ну, конечно последовательного.
Это резонаторы для тактовых генераторов. Нужно испытывать их на долговременную стабильность. Некачественные отбраковывать.

Нужно показать состоятельность либо несостоятельность метода измерения выходной частоты генератора для этой цели. Для этого нужно оценить погрешность, вносимую схемой генератора, при данном типе измерений.

[Белый дед]

Тогда вам нужно делать генератор, в котором кварц работает на частоте последовательного резонанса.
Это совершенно другая схема. И нужно двойное термостатирование.
У меня сейчас генераторы с двойным термостатированием сутки держат с точностью не хуже 0.01 ppm, и то это дрейф схемы, а не резонатора.
А у вас бред какой-то.


Сейчас подумал немного.
Похоже, изначально неправильно поставлена задача.
А на самом деле нужно:
1)выявлять резонаторы с пониженной добротностью
2)резонаторы с температурным коэффициентом, превышающим заданный
Дополнительно я бы наверное сделал тест надежности - непродолжительное 2-3 кратное превышение максимальной мощности в резонаторе.
Кстати чем вы частоту измеряете? В смысле эталоном что у вас?

Сообщение отредактировал Белый дед - Mar 5 2015, 23:34

[Reanimator++]

Насколько я знаю схема Пирса работает на частоте последовательного резонанса, плюс небольшая добавка, связанная с нагрузочной емкостью C1 || С2.

Задача поставлена правильно, на картинках довольно ширпотребные микроминиатюрные smd резонаторы у которых большие проблемы с долговременной стабильностью из-за малых размеров кристалла. Для нормальных резонаторов в стекле цифры совсем другие, ближе к вашим.

Вопрос темы как раз в том чтобы проанализировать работу схемы генератора, посчитать ее влияние на выходную частоту, оценить дрейф частоты, вызванный схемой и таким образом показать погрешность метода.

---
частоту измеряем счетным частотомером, эталон рубидиевый.

[Белый дед]

Кварц в этом генератора работает индуктивностью как и в трехточке.
Чтобы работал конкретно на последовательном резонансе, нужна совсем другая схема.
Интересно из-за чего у вас там такая хреновая стабильность?
Я так думаю, что если культура производства нормальная - то выявил дефектные и в сборку без всяких прогонов.
А если у вас с них грязь осыпается или отпечатки пальцев испаряются - то никакие советы не помогут.

Сообщение отредактировал Белый дед - Mar 5 2015, 23:51

[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..).

[Белый дед]

Понятно. Похоже у вас дрейф связан с десорбцией всякой дряни с резонатора.
Плюс малая добротность.

[Reanimator++]

Осталось только доказать что на картинках действительно отображены процессы в резонаторе, а не дрейф генератора..

[КОРД]

Генератор нормальный для начала нужно сделать вместо этой порнографии.

Вот для чего сразу "махать шашкой наголо"?

Схема стандартная для :

Это резонаторы для тактовых генераторов.

И

А мне не требуется чтобы выходная частота генератора была строго равна частоте последовательного резонанса.
Мне нужно измерять долговременную стабильность

И очень правильно поставлен вопрос для этих схем.
О чем давно спрашиваю многих разработчиков ЦОС на базе микроконтроллеров.
Которые иногда реализуют фильтры 14-ого порядка ( и этим гордятся)...
А на вопрос - "как у Вас стабильность кварца и точность установки его частоты?" "да еще по температуре?" - ответить ничего не могут.

С одной стороны многие могут сказать - для таких задач применяйте внешний опорный генератор.
Но достаточно часто это экономически не выгодно.

И всё таки как определить влияние схемы?
Ответить сразу довольно затруднительно.
Можно попробовать отобрать лучший резонатор, а потом у него менять окружающие элементы ....и посмотреть изменение зависимости...

[Белый дед]

Вам нужно определиться.
Если нужно измерять параметры резонатора - делайте другой генератор.
Но если делаете тактовые генераторы - логично измерять дрейф генератора вместе с резонатором.
Вообще говоря, частоту последовательного резонанса можно измерять обычным осциллографом и хорошим сигнал-генератором, без всяких активных элементов.

Сообщение отредактировал Белый дед - Mar 6 2015, 07:50