Помощь - Поиск - Пользователи - Календарь
Полная версия этой страницы: Стабильный кварцевый генератор
Форум разработчиков электроники ELECTRONIX.ru > Аналоговая и цифровая техника, прикладная электроника > Вопросы аналоговой техники
Страницы: 1, 2, 3
rv3dll(lex)
все элементы влияют на частоту , только каждый в своей степени

даже если параллельно воткнуть доп ёмкость параллельно паразитной ёмкости кварцедержателя чтото да произойдёт - правда там уже стоят 2 последовательно 150 и 220

в зависимости от того какой ты в конце концов возмёшь резонатор резонансный интервал может быть разный у фильтровых кварцев может достигать сотни герц вверх, у генераторных значительно меньше

в частотомерах подстройка термостатированного генератора осуществляется варикапом, включенным через мизерную ёмкость
диапазон подстройки при этом очень мал
DS
Цитата(cz0 @ Jan 22 2008, 22:11) *
C1, C2 и R1, как я понимаю, не влияют на частоту, только на форму сигнала?


С1 и С2 еще как влияют. Они же в контур кварца включены. Так что шесть нулей после мегагерца будет затруднительно получить. Кстати, хотя при таком соотношении конденсаторов и будет хорошо генерить, стабильность упадет. По идее надо иметь отношение около 5. Т.е. частота генерации сдвинется от последовательно резонанса за счет того, что эквивалентной емкости кварца последовательно включается C1 и C2 с параллельно включенной физической емкостью кварца и проводников. При Ваших параметрах надо еще и влияние транзистора учесть.

Цитата(Stanislav @ Jan 22 2008, 20:46) *
Размах для 1 мкВт и 10 кОм всё-таки будет примерно 0,3В. smile.gif
Кстати, размах на выходе собственно "часового" генератора может быть при этом существенно бОльшим.

Для таких кварцев они могут располагаться рядом с основной, и их ещё надо "разрешить" по частоте. Поэтому я "уширение" и взял в кавычки - при недостаточном частотном разрешении анализатора они будут выглядеть именно как размытие основной моды.


Да, да, если точно посчитать, то конечно. Еще 10 Ком-ные кварцы редки, поэтому реально еще раза в полтора больше можно. На выходе, естественно, можно получить сколь угодно много вольт. Кстати, по нынешним временам гереатор лучше на ОУ делать.

Если цифровой спектроанализатор низкочастотный есть, можно покопить, тогда видно.

А вообще надо бы понять для чего оно надо - по нынешним временам кварцевые НЧ генераторы уступают вылизанным на диапазон 10 - 15 Мгц пожалуй что по всем параметрам.
cz0
Во-первых генератор завелся в железе. По крайней мере на 1МГц при питании 3В. Осцилл показывает практически тоже самое, что и Микрокап, разница только в том, что в реальном генераторе размах составил приблизительно 1В от нуля. Сразу попробовал нагородить усилитель (схема аттачем), прокомментируйте пожалуйста, я не силен в таких вещах и мог не предусмотреть всего. Напряжение питания V2 - это общее питание схемы (хотел добиться соответсвующего размаха в случае питания от 5В и от 3.6В) и подключать это добро дальше к делителям на HC390, V1 3В - это напряжение с ИОНа (или линейного стабилизатора), скорее ИОНа, потребление генератора позволяет питать его от чего-нить малоточного (0.25мА).
Теперь что касается ёмкостей. Уважаемый Stanislav был пророчески прав. Наилучшых (по Микрокапу) результатов удалось добиться при С1=1500п, С2=68п. Именно при таких номиналах форма сигнана наиболее близка с синусу, отсутсвует выбег в минус и, что более важно, между пиками амплитуды двух сосендних колебаний ровно 1000 нс (впрочем, при С1=220б С2=150 я получил тоже значение).
Пока я эксперементирую с емкостями и буду пробовать собрать усилитель, остается дождаться ИОНа на 3В, приладить делитель на двух HC390 и попробовать подключить все это добро к часам что бы посмотреть насколько точно оно рботать.
З.Ы. Я так понял что все-таки для подобного генератора использовать кварц на 10 МГц и поделить его до 100 Гц т.к. он более точноый/стабильный?
DS
Сейчас начнете измерять частотомером и увидите, что частота ушла вверх. И ее стабильность определяется теперь стабильностью 68 пикового конденсатора. Так что он маловат для 1 Мгц - не забывайте, что он у Вас включен в частотозадающую цепь. Да, еще иногда улучшает режим работы смена номиналов между R2 и R3 - т.е. вверху 33 Ком.
10 Мгц - 16 Мгц лучше, если это специально сделанный кварц. Если Вы купите за 3 рубля кварц в магазине, он скорее всего окажется хуже Вашего на 1 Мгц.
cz0
Цитата(DS @ Jan 25 2008, 13:58) *
Сейчас начнете измерять частотомером и увидите, что частота ушла вверх. И ее стабильность определяется теперь стабильностью 68 пикового конденсатора. Так что он маловат для 1 Мгц - не забывайте, что он у Вас включен в частотозадающую цепь. Да, еще иногда улучшает режим работы смена номиналов между R2 и R3 - т.е. вверху 33 Ком.
10 Мгц - 16 Мгц лучше, если это специально сделанный кварц. Если Вы купите за 3 рубля кварц в магазине, он скорее всего окажется хуже Вашего на 1 Мгц.

Спасибо за совет насчет емкостей. Точного частотомер у меня попросту нет (только в мультиметре, но он годится только что бы померить частоту в розетке). Буду эксперементировать.
На 10 МГц (точнее, как на нем написано 10000 КГц) у меня есть совковый РГ-05. Может он получше чем "за 3 рубля"?
DS
Цитата(cz0 @ Jan 25 2008, 14:31) *
На 10 МГц (точнее, как на нем написано 10000 КГц) у меня есть совковый РГ-05. Может он получше чем "за 3 рубля"?


Вне всякого сомнения. Но вот априорно сказать, что стабильность будет выше, чем с тем 1 Мгц, что у Вас сейчас, нельзя.
rv3dll(lex)
Цитата(cz0 @ Jan 25 2008, 14:31) *
Спасибо за совет насчет емкостей. Точного частотомер у меня попросту нет (только в мультиметре, но он годится только что бы померить частоту в розетке). Буду эксперементировать.
На 10 МГц (точнее, как на нем написано 10000 КГц) у меня есть совковый РГ-05. Может он получше чем "за 3 рубля"?


лучше

такие кварцы на которых написано полностью 10000 = на первой гармонике
если 10М на третьей

насчёт какая разница в точном генераторе не знаю, а вот модулятор чм на гармониковом сделать нельзя - он не хочет сдвигаться, оставаясь кварцем
Stanislav
Цитата(cz0 @ Jan 25 2008, 13:45) *
...Теперь что касается ёмкостей. Уважаемый Stanislav был пророчески прав. Наилучшых (по Микрокапу) результатов удалось добиться при С1=1500п, С2=68п. Именно при таких номиналах форма сигнана наиболее близка с синусу, отсутсвует выбег в минус и, что более важно, между пиками амплитуды двух сосендних колебаний ровно 1000 нс (впрочем, при С1=220б С2=150 я получил тоже значение).
Прав-то он, наверное, прав, только вот выводы из правоты сделаны не совсем верные.
Ёмкость 68 пФ нужно увеличить, хотя бы раза в 3. Отношение емкостей нужно сделать не более 10:1. Иначе генерация будет не очень стабильной - мал петлевой к-т усиления, генератор не будет надёжно пускаться, увеличатся шумы.
Вводя в контур слишком малую ёмкость, мы вызываем генерацию на частоте, близкой к частоте параллельного резонанса. Для генератора с повышенными требованиями к стабильности это также крайне нежелательно.
C1, в принципе, можно выбрать ещё бОльшим - 2200пФ, например.
Синус на выходе высокостабильного генератора вовсе не обязан быть очень уж чистым.

ЗЫ. Ёмкось трёхточечного контура считается, как C1C2/(C1+C2).
cz0
Что-то отдаленно напоминающее требуемый сигнал удалсь получить при C1=2000 C2=470, но при этом сопротивления пришлось уменьшисть с 100К и 33К до 10К и 10К, как и говорил Wise. Сейчас попробую нагородить усилитель, что я привел раньше, и подключить делители что бы хоть как-то оперировать частотой, а не формой сигнала и данными из симулятора.
cz0
Да, симулятор "подвирает". Удалось запустить все это добро. При R2=R3=10k, C1=900p и C2=300p мультиметр кажет 1.001 - 1.003 МГц после усилителя. Зависимость частоты от номиналов пока установить не могу, судя по всему частота обратнопропорциональна C1 и прямопропорциональна C2. Ничего толковго пока добиться не могу по причине сильно скачущего напряжения (то, что частота - это функция от напряжения стало ясно сразу). На следующей неделе еду в Москву, попробую купить ИОН на 3В MAX6138. Возможно, кто-то знает где в столице в рознницу можно приборести подходящие для моих целей генератор/кварцы?
DS
ВНИИСИМСовские кварцы, которые продают примерно по 25 - 30 рублей в Чип-Дипе вроде относительно ничего. Это из того, что можно в магазине купить.
Для конденсаоторов - чем меньше их емкость, тем выше частота генерации. Остальное врет тестер. Без частотомера нельзя работать с такими генераторами.
cz0
Цитата(Wise @ Jan 26 2008, 00:25) *
..А что, TL431 не подойдет?
Тем более, для «квартирных» условий.
Дешево и сердито..
smile.gif

Я не совсем понимаю КАК это сделать и мне нужно минимальное падение напряжения. В штатоном режиме питание 5В, когда внешнего питания нет - работа от аккумуляторов 3.6В. В любом случае цена не TL431 смешная, я возьму штуки 3, может соображу как его использовать.
cz0
А в чем проблема с MAX6138? Его цена меня вполне устраевает - устройство то штучное. И дает он 0.5% отклонения, все что ему надо это сопротивитель на 80 Ом и все дела.
Максим Зиновьев
TLV431. У него снижен минимальный ток против обычного 431 и напряжение стабилизации от 1,5 В smile.gif

cz0, всё-таки не понимаю, зачем изобретать стабильный кварцевый генератор на транзисторе, если его померить нечем? Ради науки? И не понятно на каком кварце...
Не лучше взять готовый, например от мобильника и поделить? В стареньких, выведенных из употребления NMT-450, грамотные подстраиваемые переменным конденсатором опорнички в районе 14,85 МГц. От него же и тактировать контроллер можно
Евгений Германович
Цитата(maximiz @ Jan 26 2008, 16:47) *
TLV431. У него снижен минимальный ток против обычного 431 и напряжение стабилизации от 1,5 В smile.gif

cz0, всё-таки не понимаю, зачем изобретать стабильный кварцевый генератор на транзисторе, если его померить нечем? Ради науки? И не понятно на каком кварце...
Не лучше взять готовый, например от мобильника и поделить? В стареньких, выведенных из употребления NMT-450, грамотные подстраиваемые переменным конденсатором опорнички в районе 14,85 МГц. От него же и тактировать контроллер можно

За TLV спасибо.
Я тоже не понимаю,и насколько я помню сигнал с генератора будет подаваться на контроллер,на прерывание(или вру)?Ежли нет то нестабильность отклика на запрос от генератора существенно изгадит ваши,с таким трудом полученные,характеристики генератора.А предложение тактировать часы и сам контроллер от одного генератора весьма разумно,особенно если резобраться,что контроллер делает по фронту и спаду тактового импульса.
cz0
Почему нельзя использовать готовый генератор на хххх КГц - потому что надо 100 Гц, я об этом уже писал в самом начале. Теперь что касается того, что мы тут мучительно придумываем. К схеме из поста 107 был прикручен делитель из двух 74HC390, на выходе получены 100.02 Гц (что несколько удивляет т.к. тотже прибор на выходе Aout показывает 1.003 МГц, каким это чудом они, поделившись на 10000, стали 100.02 конечно вопрос, наводящий на мысли о точности прибора). Общее потребление на 3В приблизительно 3.5 мА. Сам генератор решено перевести на 2.5В (благо ИОНов на это напряжение валом), что даст занчительный запас по напряжению в случае питания от аккумуляторов и, по идее, должно повысить стабильность и точность. Точного частотомера нема, так что придется "на глазок" и потом уже подключив к часам смотреть. На пока все. На днях уезжаю в Москву на полторы-две недели, так что возможности поддержать беседу не будет. Хотя, ноутбук я ссобой скорее всего возьму. В любом случае, буду на почтительном удалении от паяльника и осциллографа smile.gif
GreyPlus
Цитата(cz0 @ Jan 26 2008, 00:59) *
Да, симулятор "подвирает". Удалось запустить все это добро. При R2=R3=10k, C1=900p и C2=300p мультиметр кажет 1.001 - 1.003 МГц после усилителя. Зависимость частоты от номиналов пока установить не могу, судя по всему частота обратнопропорциональна C1 и прямопропорциональна C2. Ничего толковго пока добиться не могу по причине сильно скачущего напряжения (то, что частота - это функция от напряжения стало ясно сразу). На следующей неделе еду в Москву, попробую купить ИОН на 3В MAX6138. Возможно, кто-то знает где в столице в рознницу можно приборести подходящие для моих целей генератор/кварцы?


Интересная тема. Сам несколько месяцев назад озадачивался кварцевым генератором (часовая частота), задавал тут на форуме вопросы под топиком "Цепь регулировки амплитуды". Были вполне реальные советы, спасибо Stanislav и др.
Вкратце - при разработке полностью полагался на симуляцию, прежде всего по АС. Критерий запуска - на приблизительной (плюс минус сапог) основной частоте кварца генератор должен создавать отрицательное активное сопротивление по модулю большее, чем активное сопротивление кварца. Если это условие выполняется - запуск будет.
(Подтверждение теории - получил в декабре готовый кремний, работает практически 100% так, как предсказывала симуляция.)
В общем, если надо по-быстрому проверить, будет ли генератор запускаться - на мой взгляд, анализ по АС в течение неск. секунд - и ответ готов. ВременнОй же анализ, напротив, требует настройки, и ему не всегда можно верить.
cz0
Доброго всем вечера. Вернулся из Московии с кучей всякого радиотехнического хлама, в том числе с и ИОНом и кварцами для генератора. Собрал быстренько схему, первый каскад питаяется от ИОНа на 2.5 В, усилительный каскад питается уже от общего питания вместе с делителями. На развалах в Митино купил у барахольщиков 3 больших резонатора типа РК170 на 1000 КГ (точнее 2 РК170 и один непонятный, но в таком же большом корпусе, который паз в 5 больше стандартного HC-49/U, eagle обзывает го HC-33). К сожалению идин из РК170 был мною разгерметезирован по глупости, дело в том, что сбоку там есть небольшая лепешка-припой, я пумал что это место для пайки заземления... к сожаленю когда я его прогрел паяльником то раздался звук, напоминающий свист.. увы. Зато остался второй РК170, но его шов мне не нравится, там имеется небольшое углубление как раз в месте отверстия в корпусе, в его герметичности я не уверен, понадеемся на то, что с завода он сошел герметичным. Собственно платку я быстренько вытравил, распаял и установил в часы, остается ждать результатов, по прошествии суток - двух станет приблизительно ясно что к чему. Часы на компьютере, по которым осуществляется "поверка", синхронизируются с NTP серверами, конкретно с 0.ru.pool.ntp.org .
P.S. После замены R6 с 680 Ом на 3 Ком (почитал немного про транзисторы smile.gif ) потребляемый ток на 3.6 В снизился с 8 мА до 2 мА вместе с усилительным каскадом и делителями (током потребления которых, как я понимаю, можно чуть ли не пренебречь). R1 был изменен на 1К, R4 на 10К.
P.P.S. Угробленый кварц не пропал даром, расковыряв его я узрел линзевидный резонатор и все остальные "потраха".
cz0
По результатам двух суток генератор из поста 107 (1 МГц (кварцевый) -> 74HC390 -> 74HC390 -> 100 Гц -> прерывание микроконтроллера) дал приблизительно +1 секунду в сутки. Номиналы такие: R1 = 1K, R2 = 10K, R3 = 10K, C1 = 1000p, C2 = 270p, R4 = 10K, R6 = 3K, напряжение питания первого каскада (Q1) = 2.5 В, Q2 и делителей = 5В. Кварц: РК170 1000 КГц. Вопрос: что покрутить что бы уменьшить отклонение (частоту) генератора на ~1 * 1000000 тактов в сутки? Думаю что C1 и C2, но вот как именно они влияют на частоту и в какой степени - не знаю.
З.Ы. То, что +1 сек. в сутки - очень приблизительно, точно плюс и точно меньше 2х. Как-то вот так. Поверка по NTP серверам и "на глаз". Наверно в перспектве будет собран некий девайс, который будет общаться с большим компутером по RS232 и отдавать ему киличество отсчетов.
rv3dll(lex)
если подавать на вход прерывания то долговременная стабильность будет нормальной а кратковременная никакая

переход на вектор прерывания производится не сеевремянно , а после завершения последней операции - что может растянуться на несколько машинных циклов это приведёт к джиттеру на 2-10 машинных циклов в зависимомти от типа контроллера
DS
Цитата(cz0 @ Feb 16 2008, 16:00) *
По результатам двух суток генератор из поста 107 (1 МГц (кварцевый) -> 74HC390 -> 74HC390 -> 100 Гц -> прерывание микроконтроллера) дал приблизительно +1 секунду в сутки. Номиналы такие: R1 = 1K, R2 = 10K, R3 = 10K, C1 = 1000p, C2 = 270p, R4 = 10K, R6 = 3K, напряжение питания первого каскада (Q1) = 2.5 В, Q2 и делителей = 5В. Кварц: РК170 1000 КГц. Вопрос: что покрутить что бы уменьшить отклонение (частоту) генератора на ~1 * 1000000 тактов в сутки? Думаю что C1 и C2, но вот как именно они влияют на частоту и в какой степени - не знаю.
З.Ы. То, что +1 сек. в сутки - очень приблизительно, точно плюс и точно меньше 2х. Как-то вот так. Поверка по NTP серверам и "на глаз". Наверно в перспектве будет собран некий девайс, который будет общаться с большим компутером по RS232 и отдавать ему киличество отсчетов.


Так примерно и должно быть. Без индуктивности такой генератор всегда сдвигает частоту вверх. Можно попробовать емкость параллельно кварцу подобрать. Но обязательно с частотомером и осциллографом. Радикальное решение - индуктивность последовательно кварцу, но кустарно сделанная (да и вообще любая) угробит стабильность ниже плинтуса.
cz0
Цитата(DS @ Feb 18 2008, 23:34) *
Так примерно и должно быть. Без индуктивности такой генератор всегда сдвигает частоту вверх. Можно попробовать емкость параллельно кварцу подобрать. Но обязательно с частотомером и осциллографом. Радикальное решение - индуктивность последовательно кварцу, но кустарно сделанная (да и вообще любая) угробит стабильность ниже плинтуса.

Т.е. если поставить индуктивность (у меня есть всякие заводские катушки-мотушки, похожие на толстые резисторы зеленые в полосочку), то, возможно, удасться подобрать/понизить частоту, но сама по себе она будет плавать туда-сюда, когда без индуктивности частота хоть и выше необходимой, но заведомо одна и та же, я правильно понял?

Цитата(rv3dll(lex) @ Feb 18 2008, 16:51) *
если подавать на вход прерывания то долговременная стабильность будет нормальной а кратковременная никакая

переход на вектор прерывания производится не сеевремянно , а после завершения последней операции - что может растянуться на несколько машинных циклов это приведёт к джиттеру на 2-10 машинных циклов в зависимомти от типа контроллера

Такой расклад меня вполне устравает т.к. на данные генератор операются часы, задача которых обеспечить масимально возможную долговременную стабильность. А то, что одно перывание будет отрабатывать на 10-15 машинных циклов позднее другого от этого же источника - ну и пусть, почти все, что есть в прерывании - это инкремент времени и еще по мелочам (всякие автокоррекции), так что не особо критично.
DS
Цитата(cz0 @ Feb 19 2008, 03:18) *
Т.е. если поставить индуктивность (у меня есть всякие заводские катушки-мотушки, похожие на толстые резисторы зеленые в полосочку), то, возможно, удасться подобрать/понизить частоту, но сама по себе она будет плавать туда-сюда, когда без индуктивности частота хоть и выше необходимой, но заведомо одна и та же, я правильно понял?


Да. Катушка, если ее ставить, должна быть весьма аккуратная и на специальном каркасе. Иначе стабильность Вашего генератора упадет до неприличного уровня. Можно еще попробовать включить конденсатор параллельно кварцу, начиная от 10 пф, потом 20 и каждый раз замерять частоту. Но скорее всего, на Вашем кварце указана чатота последовательного резонанса без внешней емкости, тогда загнеть ее в точное значение можно только индуктивностью.
Так что, наверное, лучше сделать программную коррекцию.
Stanislav
Цитата(DS @ Feb 19 2008, 10:18) *
Да. Катушка, если ее ставить, должна быть весьма аккуратная и на специальном каркасе. Иначе стабильность Вашего генератора упадет до неприличного уровня. Можно еще попробовать включить конденсатор параллельно кварцу, начиная от 10 пф, потом 20 и каждый раз замерять частоту. Но скорее всего, на Вашем кварце указана чатота последовательного резонанса без внешней емкости, тогда загнеть ее в точное значение можно только индуктивностью.
Так что, наверное, лучше сделать программную коррекцию.
Ёмкость параллельно кварцу, имхо, включать бессмысленно, лучше уж две другие увеличить.
Частота, кстати, может уходить вверх и при превышении максимальной допустимой мощности, выделяемой на кварце.
Если нужна схема для возбуждения на частоте последовательного резонанса, её можно сделать и без частотозадающих индуктивностей и ёмкостей. Например, на двух инверторах.
alexander55
Цитата(DS @ Feb 19 2008, 10:18) *
... лучше сделать программную коррекцию.

Правильно. biggrin.gif
cz0
Цитата(Stanislav @ Feb 19 2008, 11:34) *
Ёмкость параллельно кварцу, имхо, включать бессмысленно, лучше уж две другие увеличить.
Частота, кстати, может уходить вверх и при превышении максимальной допустимой мощности, выделяемой на кварце.
Если нужна схема для возбуждения на частоте последовательного резонанса, её можно сделать и без частотозадающих индуктивностей и ёмкостей. Например, на двух инверторах.

А схема на 4х И-НЕ из моего первого поста в теме?
Максим Зиновьев
Цитата(alexander55 @ Feb 19 2008, 11:40) *
Правильно. biggrin.gif


...предварительно избавившись от всех кварцев и поставив один TCXO и на тактирование контроллера, и через делитель на внешние прерывания, если уж так хочется их smile.gif
cz0
Как посоветуете изменить емкости конденсаторов что бы снизить частоту. Если последовательно с кварцем ставить катушку (попробовать можно, посмотрим насколько оно будет стабильным) то какой индуктивности?
Для просмотра полной версии этой страницы, пожалуйста, пройдите по ссылке.
Invision Power Board © 2001-2025 Invision Power Services, Inc.