Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Перестройка частоты кварцевого генератора
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
shasik
Ситуация: есть микросхема, которая требует кварц определенной частоты. Схема подключения стандартная: кварц и два конденсатора на землю. Но кварца нужной частоты нет и не предвидется. Зато есть кварц ненужной частоты. Вопрос: как сместить его частоту примерно на +2%. В умной книге написано, что перестройки частоты в схеме генаратора на одном инверторе можно добиться изменением емкости подключенной к ноге XOUT. Правда реальной схемы генератора тоже нет - черный ящик. Да и самой микрухи пока нет, чтобы проверить в живую, т.е. пока рассматривается возможность использования.
Проблема одна - удастся ли подстроить частоту или все таки проще закать пару тысяч кварцев, скажем, у Murata и сделать кого-то еще богаче?

Заранее, большой сенькс.
Duplex
Цитата(shasik @ Nov 30 2006, 21:22) *
Заранее, большой сенькс.


Ну кварцы всяко можно перестраивать по частоте.
Но вот на 2% не всякий кварц позволит перестроить.
Обычно допустимо 5-10 кГц для кварца в несколько мегагерц.
Проще запустить микросхему от внешнего генератора - или сделать достаточно стабильный генератор на качественной катушке. smile.gif
DS
Максимально, на сколько можно перестроить частоту кварца - 0.2 - 0.4 %. И то, если правильный кварц. На 2% изменить нельзя.
Stanislav
Цитата(shasik @ Nov 30 2006, 21:22) *
Ситуация: есть микросхема, которая требует кварц определенной частоты. Схема подключения стандартная: кварц и два конденсатора на землю. Но кварца нужной частоты нет и не предвидется. Зато есть кварц ненужной частоты. Вопрос: как сместить его частоту примерно на +2%. В умной книге написано, что перестройки частоты в схеме генаратора на одном инверторе можно добиться изменением емкости подключенной к ноге XOUT.
У кварца есть две характерные частоты - последовательного и параллельного резонанса (строго говоря, таких пар частот несколько, но гармоники рассматривать не будем). Область рабочих частот кварца лежит где-то между ними, и, таким образом, диапазон перестройки теоретически ограничивается значениями этих частот. На практике, он в раза в 1,5-2 меньше.
Попробуйте определить эти частоты (на первой, более низкой, кварц имеет минимальный импеданс, на второй - максимальный).
Перестраивать рабочую частоту генератора с кварцем лучше всего с помощью колебательного LC контура путём изменения его ёмкости или индуктивности.
DS
Это называется емкостное соотношение - его обратная величина дает перестройку. Для кварца на чатоты 5 - 15 Мгц с плоскими гранями оно примерно равно 500. Говорят, есть кварцы с соотношением 250. Я видел с чуть меньше 350.

На другие частоты перестройка еще хуже.
Stanislav
Цитата(DS @ Nov 30 2006, 22:50) *
Это называется емкостное соотношение - его обратная величина дает перестройку. Для кварца на чатоты 5 - 15 Мгц с плоскими гранями оно примерно равно 500. Говорят, есть кварцы с соотношением 250. Я видел с чуть меньше 350.
На другие частоты перестройка еще хуже.
Простите, а что подразумевается под ёмкостным отношением?
Диапазон перестройки зависит и от конструктивного исполнения; так, для кварца в стеклянном корпусе он больше, чем для кварца в металлическом корпусе.
DS
Это отношение физической емкости к эквивалентной. У кварца в стеклянном балоне физическая емкость меньше, соотвественно больше и перестройка. Все правильно. Еще сильнее зависит от формы резонатора.
shasik
А если использовать керамический резонатор? У него диапазон перестройки больше?
Stanislav
Цитата(DS @ Nov 30 2006, 23:58) *
Это отношение физической емкости к эквивалентной. У кварца в стеклянном балоне физическая емкость меньше, соотвественно больше и перестройка. Все правильно. Еще сильнее зависит от формы резонатора.
Это понятно. Но диапазон перестройки будет определяться не величиной, обратной этому отношению, а вот таким выражением:
Fпс/Fпр = sqrt(Cэ/(Cэ+Cф)),
где Fпр, Fпс - параллельная и последовательная частоты резонанса кварца; Cэ, Cф - эквивалентная и физическая его ёмкости соответственно.
Иными словами, при отношении емкостей, например, 500, поимеем Fпс/Fпр = 0,999, а при 250 - 0,998 , что составит лишь 0,1 и 0,2 % перестройки...

ЗЫ. Для относительного диапазона перестройки получаем:
(Fпр-Fпс)/Fпр = 1 - sqrt(Cэ/(Cф+Cэ)).
При Cф>>Cэ,
(Fпр-Fпс)/Fпс ~= Сэ/(2*Сф).
Stanislav
Цитата(shasik @ Dec 1 2006, 00:36) *
А если использовать керамический резонатор? У него диапазон перестройки больше?
Что, у Вас ещё и керамический резонатор на ненужную частоту имеется? smile.gif
Керамические перестраиваются именно на единицы процентов, но стабильность частоты и "чистота" спектра на них получаются на порядки ниже, чем на кварцах.
Massi
выдам военную тайну...
http://forum.qrz.ru/archive/index.php/t-3078.html
shasik
Цитата(Massi @ Dec 1 2006, 09:20) *
выдам военную тайну...
http://forum.qrz.ru/archive/index.php/t-3078.html


Вы предлагаете в техпроцесс изготовления устройства ввести пункт " Покраска, йодирование и прочие издевательства над кварцем до необходимой частоты". Ай, спасибо! В армии инициатива наказуема (по своему горькому опыту знаю). Для начала возьмем маленькую партию в 1000 шт. и посадим Вас за выполнение данной операции. Удачи Вам! Я думая после первых нескольких штук сами прибежите с просьбой изготовить необходимые кварцы под заказ, если уж схемно не удается перестроить.

Ну, а все-таки, керамический резонатор - точность настройки хуже ==> больший диапазон перестройки частоты. Только вопрос как? Небольшое уточнение - необходимая стабильность частоты +/-0,5%.
Stanislav
Цитата(shasik @ Dec 2 2006, 04:06) *
Вы предлагаете в техпроцесс изготовления устройства ввести пункт " Покраска, йодирование и прочие издевательства над кварцем до необходимой частоты". Ай, спасибо! В армии инициатива наказуема (по своему горькому опыту знаю). Для начала возьмем маленькую партию в 1000 шт. и посадим Вас за выполнение данной операции. Удачи Вам! Я думая после первых нескольких штук сами прибежите с просьбой изготовить необходимые кварцы под заказ, если уж схемно не удается перестроить.
Простите, но, мне кажется, не стоит спорить с теми, кто пытается дать Вам советы. Если способ неприемлем - скажите об этом как-нибудь проще.

Цитата(shasik @ Dec 2 2006, 04:06) *
...Ну, а все-таки, керамический резонатор - точность настройки хуже ==> больший диапазон перестройки частоты. Только вопрос как? Небольшое уточнение - необходимая стабильность частоты +/-0,5%.
Для решения задачи нужна её постановка. Постарайтесь определить условия работы резонатора: диапазон температур, напряжений питания, схему включения, и т.д., до полной ясности. Думаю, после этого, обсуждение будет более предметным.
muravei
А почему бы не заказать нужные кварцы.
_http://www.morion.com.ru/russian/crystals/index.html
slog
Можно взять гармониковый кварц и заколебать его на основной частоте, делается включением дросселя последовательно с кварцем. Выбор кварцев расширяется. Можно наоборот, низкочастотный кварц загенерить на 3-й гармонике. При этом пределы регулировки частоты возрастут. Мне кажется кварцы уже делают на все возможные частоты. Какая частота-то нужна?
DS
Цитата(Stanislav @ Dec 1 2006, 01:33) *
(Fпр-Fпс)/Fпс ~= Сэ/(2*Сф).


Про 2 я забыл. Формулу Вы вывели совершенно верную - а вот ее вид из справочника по кварцам: fп=fк(1+m/2). Где m - емкостное соотношение. Я приводил, соотвественно, обратные значения, это называется "емкостной коэффициент".

Из того же справочника - максимальная теоретическая перестройка возможна для среза АТ на частотах 8-30 Мгц и составляет 0.25%

По теме - если кварцев надо >100, заказывайте хоть на Морионе, хоть на Пьезо. Стоимоть будет не сильно больше стандартных.
shasik
Цитата(Stanislav @ Dec 2 2006, 04:56) *
Простите, но, мне кажется, не стоит спорить с теми, кто пытается дать Вам советы. Если способ неприемлем - скажите об этом как-нибудь проще.
...
Для решения задачи нужна её постановка. Постарайтесь определить условия работы резонатора: диапазон температур, напряжений питания, схему включения, и т.д., до полной ясности. Думаю, после этого, обсуждение будет более предметным.


1. Мой ответ лишь реакция на желание "выдать военную тайну". Пусть считает меня глупее себя или менее образованным, но не считает меня дураком!

2. В даташите на микросхему в разделе требования к генератору сказано, что можно использовать кварц, керамический резонатор или внешний генератор. Частота - 460,8кГц, причем точность 1% во всем диапазоне температур (в моем случае это -40 - +75С). И все больше ничего неизвестно.
Позвонили немцам, которые делают эту микруху, чтобы узнать что используют они. Они ответили, что у них самих проблемы с резонатором на эту частоту (представляете, у немцев проблемы!) , поэтому они используют дешевые керамические резонаторы на 455кГц, которых хоть завались. Но 455кГц не попадает в 1% от номинальной частоты (и это не считая температурного ухода частоты). Отсюда и вопрос родился: как эти самые немцы подгоняют частоту
Massi
эх молодежь молодежь...если бы я себе мог позволить считать вас дураком...
ладно...название микросхемы дайте...это так для общего развития...
а теперь умножте вашу частоту на 20....число видите...далее кликните по ссылке
http://www.geyer-electronic.com/pdfs/qurz/...8.pdf?langSel=1
и счасть пришло

все же я надеюсь обьяснения дальнейшие не потребуются...ну типа собрать генератор на ТТЛ...ну там типа два инвертора и кварц и резисторы на каждый логический элемент для самовозбуждения...делитель на 20...

и вообще...на Геере есть куча дурных частот...можете вашу частоту умножить на другое число и поискать...просто это же Ваша работа...я так...всего лишь скромный пайщик ножек к падам ЭПСНом...
shasik
Цитата(Massi @ Dec 3 2006, 09:55) *
ну типа собрать генератор на ТТЛ...ну там типа два инвертора и кварц и резисторы на каждый логический элемент для самовозбуждения...делитель на 20...


Одно маленькое замечание - токопротребление. Даже 100 мкА на генератор - для меня это уже роскошь.

Smar HT2015

А насчет военной тайны - в свое время подписывал документ о ее неразглашении (обещали в случае чего дать по трусам)
shasik
Цитата(muravei @ Dec 2 2006, 09:38) *
А почему бы не заказать нужные кварцы.
_http://www.morion.com.ru/russian/crystals/index.html


Спасибо за ссылку. Одним сомнением стало меньше. Однозначно нужен керамический резонатор.
У меня нет столько места для кварца. "Нужный" кварц даже тот, что Морион предлагает для поверхностного монтажа, слишком большой.

Вот такой вот я избалованный.
Krys
Я также присоединяюсь к совету заказывать у российских производителей кварцев, рынок имеется. Но не зацикливайтесь на Морионе. Полно и других. Мэджик Кристал, Пьезо... Предлагаю заглянуть в эту тему за подсказками: http://electronix.ru/forum/index.php?act=S...f=4&t=19912
Не так давно тоже требовалось подобрать генератор на нестандартную частоту.
_pv
Товарищи, а не подскажите ли как бы частоту кварца 10-20МГц управляемо подвигать примерно на +-20 ... +-40 ppm? т.е. нужен генератор который в любой монент времени можно заставить переключаться между частотами f0, f0+30ppm, f0-30ppm.
и еще чтобы при этом температурная зависимоть не сильно выросла.
DDS жрет многовато да и стоит недешево.
RAD1ST
Не забываем про БМГ+
Massi
ха...так собрать генератор на полевике...
Stanislav
Цитата(shasik @ Dec 3 2006, 03:53) *
2. В даташите на микросхему в разделе требования к генератору сказано, что можно использовать кварц, керамический резонатор или внешний генератор. Частота - 460,8кГц, причем точность 1% во всем диапазоне температур (в моем случае это -40 - +75С). И все больше ничего неизвестно.
Позвонили немцам, которые делают эту микруху, чтобы узнать что используют они. Они ответили, что у них самих проблемы с резонатором на эту частоту (представляете, у немцев проблемы!) , поэтому они используют дешевые керамические резонаторы на 455кГц, которых хоть завались. Но 455кГц не попадает в 1% от номинальной частоты (и это не считая температурного ухода частоты). Отсюда и вопрос родился: как эти самые немцы подгоняют частоту
Они используют, скорее всего, не резонаторы на 455 кГц, а фильтры ПЧ для вещательных АМ приёмников. При выборе такого фильтра нужно смотреть на полосу его пропускания: чем она больше, тем в большем диапазоне частот его можно перестроить. Делают же они это, скорее всего, подбором конденсаторов (LC метод перестройки скорее всего не покатит - нужна довольно крупногабаритная индуктивность). О добротности такого "резонатора" и температурном уходе частоты остаётся только гадать...

Цитата(_pv @ Dec 4 2006, 08:09) *
Товарищи, а не подскажите ли как бы частоту кварца 10-20МГц управляемо подвигать примерно на +-20 ... +-40 ppm? т.е. нужен генератор который в любой монент времени можно заставить переключаться между частотами f0, f0+30ppm, f0-30ppm.
и еще чтобы при этом температурная зависимоть не сильно выросла.
DDS жрет многовато да и стоит недешево.
Кондёры коммутировать ключом с малой ёмкостью (напр., pin-диодами, или МОП-коммутатором).
shasik
Цитата(Stanislav @ Dec 4 2006, 12:55) *
Они используют, скорее всего, не резонаторы на 455 кГц, а фильтры ПЧ для вещательных АМ приёмников. При выборе такого фильтра нужно смотреть на полосу его пропускания: чем она больше, тем в большем диапазоне частот его можно перестроить. Делают же они это, скорее всего, подбором конденсаторов (LC метод перестройки скорее всего не покатит - нужна довольно крупногабаритная индуктивность). О добротности такого "резонатора" и температурном уходе частоты остаётся только гадать...


Сначала я тоже подключил первое, что оказалось под рукой - фильтр на 455кГц. Устройство мертвое, никаких потуг не было. Потом сунул керамический резонатор на 455кГц. Сразу заработало, но регулярно выскакивает "бешеный" бит (около 1% ошибок). И это при том, что приемник и передатчик работатют на этой частоте. А если один из них будет тактироватся на номинальной частоте, то по идее количество ошибок еще больше увеличится. Грустно как то...

Кто в России выпускает под заказ керамические резонаторы? Посоветуйте... Стабильность керамики вполне устраивает и очень прельщают ее размеры.
DS
Делает Элпа. Еще мне на Пьезо показывали резонаторы из лантан-галлиевого силиката в корпусе от часовых кварцев 2х6 мм. Тоже делают на заказ. Стабильность примерно как у кварцев.
Но цены что на то, что на другое в партии 100 шт с кварцами несравнимы будут.
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2024 Invision Power Services, Inc.