Elektroda.pl
Elektroda.pl
X

Search our partners

Find the latest content on electronic components. Datasheets.com
Elektroda.pl
Farnell IoTFarnell IoT
Please add exception to AdBlock for elektroda.pl.
If you watch the ads, you support portal and users.

Generator wzorcowy do częstościomierza

22 Oct 2008 01:13 35618 75
  • Level 42  
    Potrzebuje wykonać częstościomierz do pomiaru sygnałów o częstotliwościach 5-50MHz z dokładnością do pojedynczych herców. Szacuję że potrzebuje źródło sygnału referencyjnego o dokładności 10 do -7. Nie mam praktyki przy pracy z układami tego typu, więc mam pytania:
    1. Jaką dokładność można osiągnąć przy użyciu zwykłego kwarcu stabilizowanego temperaturowo?
    2. Czy warto zamiast kwarcu dać scalony generator i jego stabilizować?
    3. Jak stabilność (albo chociaż rząd) mają generatory z demobilu np HIACYNT
    4. Czy stabilizacja napięcia zasilającego gotowe moduły generatorów na coś wpływa, a może mają już to zrobione wewnętrznie?
    5. Co jeszcze oprócz stabilizacji temperatury można jeszcze zrobić w celu podniesienia dokładności?
    Czy Twoje urządzenia IoT są bezpieczne? [Webinar 22.06.2021, g.9.00]. Zarejestruj się za darmo
  • Farnell IoTFarnell IoT
  • Helpful post
    Level 21  
    Witam, kiedyś budowałem częstościomierz na układach TTL, użyłem kwarc 1MHz jako generator na bramkach NAND, jego dryf częstotliwości przy wahaniach napięcia ± 0.25V i temperatury otoczenia 1°C wynosi mniej niż 10do-7/°C, pozdrawiam.
  • Helpful post
    Level 40  
    Ostatnio z kimś rozmawiałem o budowie wzorca z wykorzystaniem sygnału 1PPS z modułu gps. Można go wykorzystać do konstrukcji wysokostabilnego wzorca np. 5MHz z gotowego generatora pochodzącego z którejś PFL-ki.

    Działa to na tej zasadzie że sygnał z kwarcowego generatora np 5MHz jest liczony w osmiobitowym liczniku binarnym którego wejście jest bramkowane czasem z 1pps
    Na podstawie zawartości licznika po każdym okresie bramki procesor sprawdza licznik i koryguje via D/A częstotliwość generatora kwarcowego który posiada elementy dostrojcze w postaci varicapów.

    Dosyć ciekawe i nie wymaga specjalnych elementów no może poza modułem GPS i dostępem do nieba :D

    A jeśli czas bramkowania takiego częstościomierza może być długi czyli 1s to 1pps nadaje się do tego prawie wprost.
  • Helpful post
    Level 24  
    Ad.3:
    Długoterminowa niestabilność generatora HIACYNT-M wynosi:
    ≤5x10 do -9 na dobę;
    ≤5x10 do -8 na miesiąc;
    ≤1,5x10 do -7 na rok.
    Krótkoterminowa niestabilność ≤5x10 do -11 na sekundę.
  • Helpful post
    Level 35  
    Witam.
    Z moich obserwacji wynika że zawsze dokładność jest podawana na zasadzie = plus/minus ostatnia cyfra .
    Więc jeżeli chcesz uzyskać dokładność do 1 Hz - czyli z pewnością wiedzieć że częstotliwość jest ( np ) 45 903 492Hz to powinna być jeszcze jedna cyfra .
    To oczywiście cyfra po przecinku ( dziesiąte Hz ) .
    W związku z tym bramka powinna być otwarta 10 sek. - a to jest przykre .
    Może się mylę - ale tak to chyba jest .
    Pozdrawiam .
  • Helpful post
    Level 43  
    Witam!
    Polecam zainteresowanie się częstotliwością 50Hz w sieci. Od czasu włączenia naszego systemu energetycznego do Europy stabilność tej częstotliwości jest REWELACYJNA!
    Mam zegar napędzany silniczkiem synchronicznym, chodzi dokładnie, nie wykazując różnicy <1 minuty w ciagu roku (o ile nie wyłączyli zasilania!), to odpowiada stabilnosci lepszej, niż 10E-6.
    Inna częstotliwość wzorcowa: Warszawa na falach długich, 225kHz, to jest częstotliwość wzorcowa kontrolowana wzorcem atomowym.
  • Level 42  
    pukury wrote:
    W związku z tym bramka powinna być otwarta 10 sek. - a to jest przykre .
    Jestem w stanie się z tym pogodzić, nawet planowałem czas bramkowania rzędu 30sek (oczywiście jako opcja).

    Co do technik radiowych to wolałbym żeby urządzenie było kompaktowe, nie wymagało anten, ustawiania przy oknie, etc.
    Co do sieci 50Hz to wydaje mi się że o ile średnia częstotliwość jest bardzo stabilna to następują jakieś chwile zmiany co by mogło wpłynąć źle na pomiar częstościomierzem.

    Czy do tych generatorów Hiacynt produkcji OMIG jest jakaś dokumentacja, czy wszystko jest utajnione?
  • Helpful post
    Level 33  
    W starszej daty miernikach krajowych (częstościomierze serii PFL ..., zestawy ZPFM 3 i 4 itp ...) były termostatyzowane generatory wzorcowe typu GWM ... i podobne dające na wyjściu 5 MHz ( http://www.ma_cz.user.icpnet.pl/GWM/ ). Miernik taki, nawet uszkodzony ale ze sprawnym generatorem, można na Alledrogo za niewielką kasę kupić. Aby być na 100% pewnym, wystarczy sam generator dać do Omigu lub innego dobrze wyposażonego laboratorium w celu korekcji. Korekcja jest stosunkowo prosta. Bez zdejmowania obudowy jest dostęp do cewki korekcji częstotliwości.
  • Helpful post
    Level 23  
    Witam!
    Kolego elektryk tak się składa, że ostatnio interesował mnie temat częstościomierzy i muszę Ci powiedzieć, że znalazłem gdzieś w sieci schemat takiego urządzenia gdzie był zastosowany fabryczny generator 12MHz, stablizowany temperaturowo o lepszych parametrach niż podałeś w poście. O ile pamiętam co najmniej 10 -8. Jak uda mie się go znaleźć to podam Ci typ.
    Pozdrawiam

    Zobacz np. to: http://www.sq2ahr.sp-qrp.pl/freq_1/freq_1_pl.html
    i to: http://www.allegro.pl/item _super_generator_tcxo_12mhz_ultrastabilny_0_dryftu.html
    i jeszcze to:http://www.donatronix.com/pdf/1200185687.pdf


    Moderated By c2h5oh:

    Post był raportowany. Regulamin, punkt 10.11.
    Link zmieniony na nieaktywny.

  • Farnell IoTFarnell IoT
  • Helpful post
    Level 43  
    elektryk !
    Stabilność częstotliwości 50Hz to również zgodność i stabilność FAZY, bo żadna elektrownia w sieci nie może pracować "przeciw sieci", a na kontynencie mamy setki elektrowni połączonych razem! Nie ma oddzielnych "wysp"!

    Kiedyś zrobiłem bardzo prosty termostat do kwarcu: termistor PTC (z telewizora) zasilany jakimś napięciem kilkunastu V, przymocowany do kwarcu i umieszczony we wspólnym pudełku ze styropianu. Okazało się, że "pływanie" kwarcu zmnieszyło się ponad 10-krotnie. Sposób tani a rewelacyjnie skuteczny!
  • Helpful post
    Level 28  
    Generator kwarcowy np 40MHz podzielony do żądanej częstotliwości zapewni wystarczającą stabilność.
    Sieć 230V mimo iż jest ostatnio stabilna w czasie jako wzorzec się nie nadaje.
    Lepszym wyjściem jest wykorzystanie krajowego wzorca częstotliwości, którym jest fala nośna PR1=225kHz.
  • Helpful post
    Level 40  
    Czesiek wrote:
    Generator kwarcowy np 40MHz podzielony do żądanej częstotliwości zapewni wystarczającą stabilność.


    Jesteś pewien że taki generatorek scalony np ze starej płyty PC da radę :D ?
  • Helpful post
    Level 33  
    Rzuuf wrote:
    Witam!
    Polecam zainteresowanie się częstotliwością 50Hz w sieci. Od czasu włączenia naszego systemu energetycznego do Europy stabilność tej częstotliwości jest REWELACYJNA!


    No nie jest tak do końca. Faktycznie, Centralny Regulator (to taki wypasiony komputer odpowiadający za regulację częstotliwości i mocy w Krajowym Systemie Energetycznym) potrafi utrzymać czas synchroniczny za rok kalendarzowy z odchyłką bardzo blisko zera. Ale chwilowe wahania częstotliwości są rzeczą normalną. Zerknij tutaj:
    http://www.pse-operator.pl/index.php?dzid=108&did=460
    Punkt 11 - "Częstotliwość w KSE"
  • Helpful post
    Level 43  
    Stabilność kwarcu nie zależy od jego częstotliwości, tylko od rodzaju cięcia - i ew. obudowy (np. dla wzorców stosowano obudowy próżniowe).
    40MHz nie musi być wcale bardziej stabilny, niż "zegarkowy" 32kHz, a nawet jest prawdopodobne, że będzie gorszy, nie mówiąc o komplikacji układowej (dłuuugi licznik).

    Ponadto polecam lekturę:
    http://www.swiatradio.com.pl/virtual/article.php?sid=576
  • Helpful post
    Level 35  
    witam.
    Myślę że jeżeli już coś " zewnętrznego " to tylko nośna 225kHz ( program 1 PR ) .
    Większy problem - wg. mnie - będzie z pierwszą dekadą liczącą .
    Chyba żeby zastosować jakieś chytre rozwiązanie .
    Osobiście całość zrobiłbym na normalnych licznikach / dekoderach i wyświetlaczach led ( dużych ) .
    Ale to już jak sobie życzy Twórca projektu .
    Pozdrawiam .
  • Helpful post
    Level 40  
    pukury wrote:
    witam.
    Myślę że jeżeli już coś " zewnętrznego " to tylko nośna 225kHz ( program 1 PR ) .
    Większy problem - wg. mnie - będzie z pierwszą dekadą liczącą .


    A dlaczego problem?
  • Helpful post
    Level 22  
    Polecam wzorzec GPS wg VE2ZAZ. Prosty do wykonania a efekt końcowy rewelacyjny. Bardzo przemyślany projekt. Wzorzec GPS podstraja powoli OCXO i nawet w przypadku zaniku sygnału GPS, o ile tylko OCXO jest stabilne, mamy stabilny sygnał na wyjściu wzorca. Moj wzorzec ma antene GPS wystawioną na balkonie i trzy satelity są widoczne tylko przez 40-50% czasu. Użycie wysokiej klasy OCXO i dobranie odpowiednich parametrów wzorca (jest do tego osobna aplikacja) pozwala mi na synchronizacje wzorca w ciągu max 20-30minut od włączenia. W przypadku korzystania z Hiacynta tyle czas trwa samo jego nagrzanie (i dopiero po tym czasie można go zacząć synchronizować)

    Wykorzystanie bezpośrednio sygnału 1pps z modułu GPS to bardzo zły pomysł. Na tym wyjściu jest po prostu duży jitter i dopiero długotrwałe uśrednianie pomiarów daje stabilny sygnał wzorcowy.

    Do Hiacynta jest dostępny schemat oraz opis parametrów. Jego stabilność, w wykonaniu dostępnym na allegro (polskim), jest lepsza niż deklarowana przez producenta. Hiacynty w wykonaniu OMIGa mają trochę zmieniony schemat. Można je łatwo przerobić do pracy na 12V ale wtedy czas nagrzewania zwieksza się do 2h - trzeba by nawinąć nowy grzejnik. Moge podać link do schematu.
  • Level 42  
    birband wrote:
    znalazłem gdzieś w sieci schemat takiego urządzenia gdzie był zastosowany fabryczny generator 12MHz, stablizowany temperaturowo o lepszych parametrach niż podałeś w poście. O ile pamiętam co najmniej 10 -8. Jak uda mie się go znaleźć to podam Ci typ.
    Pozdrawiam
    Zobacz np. to: http://www.sq2ahr.sp-qrp.pl/freq_1/freq_1_pl.html
    i to: http://www.allegro.pl/item445973317_super_generator_tcxo_12mhz_ultrastabilny_0_dryftu.html
    i jeszcze to:http://www.donatronix.com/pdf/1200185687.pdf
    TCXO mają dokładność rzędu 1ppm, w lepszych wykonaniach 0.5ppm (10^-6). Wiem że rzeczywiste parametry są sporo lepsze (nawet tak jak podaje sprzedawca tego TCXO na allegro), ale nadal to jest na granicy tego co potrzebuje.
    sq6ade wrote:
    Czesiek wrote:
    Generator kwarcowy np 40MHz podzielony do żądanej częstotliwości zapewni wystarczającą stabilność.
    Jesteś pewien że taki generatorek scalony np ze starej płyty PC da radę :D ?
    Gotowe generatorki w takich małych metalowych obudowach mają dokładności rzędu 100ppm, w lepszych wykonaniach schodzą do 25ppm.
    sq6fmy wrote:
    Wzorzec GPS podstraja powoli OCXO i nawet w przypadku zaniku sygnału GPS, o ile tylko OCXO jest stabilne, mamy stabilny sygnał na wyjściu wzorca.
    Jakbym miał już jakieś OCXO to połowa problemów z głowy.
    sq6fmy wrote:
    Do Hiacynta jest dostępny schemat oraz opis parametrów. Jego stabilność, w wykonaniu dostępnym na allegro (polskim), jest lepsza niż deklarowana przez producenta. Hiacynty w wykonaniu OMIGa mają trochę zmieniony schemat. Można je łatwo przerobić do pracy na 12V ale wtedy czas nagrzewania zwieksza się do 2h - trzeba by nawinąć nowy grzejnik. Moge podać link do schematu.
    Bardzo poproszę, jest duży problem ze zdobyciem dokumentacji. Widziałem na allegro też generator Narcyz, jakbyś miał coś do niego to też byłbym wdzięczny. Rozumiem że fabrycznie one miały grzałki na 24V, myślę że w tej chwili nie jest problemem dodać jakiś układ przetwornicy. Przy dobrej stabilizacji i kontroli napięcia, można by również spróbować podnieść napięcie początkowe w celu skrócenia czasu nagrzewania.
    pukury wrote:
    Osobiście całość zrobiłbym na normalnych licznikach / dekoderach i wyświetlaczach led ( dużych ) .
    Planuję zrobić pierwszą "dekadę" 4bit na licznikach w układzie CPLD. Katalogowo max 100-120MHz, dalsze dekady na wbudowanym w mikroprocesor timerze.
    Jako wyświetlacz chce użyć albo PLED albo VFD, w ostateczności duży wyświetlacz 2x16 znaków LCD. Chciałbym zrobić to na graficznym wyświetlaczu, tak żeby pomiar częstotliwości był na dużych cyfrach a menu i ikonki mniejsze, ale prawdopodobnie zabraknie mi chęci i czasu.
  • Level 40  
    sq6fmy wrote:

    Wykorzystanie bezpośrednio sygnału 1pps z modułu GPS to bardzo zły pomysł. Na tym wyjściu jest po prostu duży jitter i dopiero długotrwałe uśrednianie pomiarów daje stabilny sygnał wzorcowy.


    Dlatego napisałem że prawie. Te odchyłki są na poziomie nie gorszym niż 50ns (gdzieś wyczytałem na góglu) więc tak sobie na szybko policzyłem że do rozdzielczości pomiaru 1Hz może się nada.
    A może uśredniać wynik pomiaru częstotliwości ?
  • Level 22  
    Aj ciekawy sie temat robi - co rzadko sie zdarza na elektrodzie :)

    Troche o odchyleniach sygnału 1pps GPS dla przykładowych odbiorników. Osobiście używałem odbiornika w formie plytki występującego powszechnie na allegro (cena koło 60zł) plus antena aktywna zewnętrzna.

    Nie ma co kombinować z uśrednianiem sygnału zmierzonego jeżeli jest gotowy projekt wzorca ze świetnym oprogramowaniem na PC.

    Po co robić wejście na CPLD? Też kiedyś miałem taki pomysł dopóki nie trafiłem na projekt częstościomierza S53MV. Czterobitowa sekcja licząca zrobiona na przerzutnikach JK i D. Zastosowane scalaki są lekko egzotyczne. Ja zastosowałem 74F74 oraz 74ACT109 (oba w wersji SMD dostępne w Polsce: jeden w PRODIN, drugi w SEKO). Zlicza prawidłowo do 155MHz. Do tego projektu jest rysunek PCB oraz kod zródłowy - w moim przypadku przydał się gdyż mój wzorzec ma częstotliwość wyjściową 10MHz oraz potrzebowałem dodatkowy podział przez 8 do preskalera mikrofalowego.

    Wracajac do wzorca GPS - siedzi tam rzadko spotykany typ PIC-a ale jest dostępny w MS Elektronik. Nawiasem mówiac reszta części też (a jest tam pare "dziwadeł" - widać, że projekt zza wielkiej wody). Do tego OCXO 10MHz z ebay-a. Kosztowało jakieś 35euro (pewnie do dziś je można kupić bo koleś hadluje różnymi częściami) ale stabilność pierwsza klasa.

    Materiały do Hiacynta w wykonaniu b. ZSRR. Też myślałem o stosowaniu przetwornicy podbijającej napięcie na czas nagrzewania ale po chwili zastanowienia wole jednak dużo mniejsze OCXO z ebaya (mimo, że 10x droższe). Hiacynty z racji gabarytów nadają sie tylko do stacjonarnych urządzeń a tu lepiej dodać mały transformatorek i zasilacz na 27V.
  • Level 42  
    sq6fmy wrote:
    Po co robić wejście na CPLD? Też kiedyś miałem taki pomysł dopóki nie trafiłem na projekt częstościomierza S53MV. Czterobitowa sekcja licząca zrobiona na przerzutnikach JK i D.
    Widziałem ten projekt, chcę zrobić bardzo podobną konstrukcję. Początkowo mój projekt zakładał większy CPLD i upchnięcie całego 32 bit licznika, dzielnika wyzwalającego i układu odczytowego do uP w większym układzie. Później zacząłem analizować jak działa ten projekt i okazuje się że mogę go zmieścić w znacznie mniejszym układzie. Zrobiłem wstępny projekt i w jednym scalaku XC9536XL-7C mam:
    - multiplexer wejściowy, 3 wejścia pomiarowe miernika, każde wejście 125MHz
    - układ diagnostyczny, do testowania liczników i połączenia z uP
    - układ dzielnika częstotliwości referencyjnej (jeszcze nie wiem jaki wybiorę oscylator)
    Jeśli by tylko udało się zdobyć układ 5ns to częstotliwość byłaby 170MHz a cały miernik składałby się z 2 scalaków TQFP i 2 stabilizatorów.

    Znalazłem też listę elementów i schemat hiacynt (o ile dobrze rozumiem opisy) i hiacynt-m w formacie DJVU. Dla potomny załączam do postu.
  • Level 40  
    Pomysł z tym sygnałem 225kHz też jest niezły - chyba gdzieś już widziałem projekty odbiorników z dzielnikiem przez 225 dla 1kHz.

    Ale jakby tak ustawiać wzorzec 10MHz takim sygnałem?
    Może zrobić pętlę PLL :
    Z sygnału 225kHz uzyskać 25kHz dzieląc przez 9. 25kHz będzie referencyjna dla detektora fazy (DF) .
    Sygnał z oscylatora 10MHz podzielić przez 400 i podać na DF
    Błąd z DF dostroi oscylator 10MHz.

    ?

    p.s.
    Dziś specjalnie włączyłem radio w aucie na tą falę - wieczorem świetnie słychać ale w dzień słabo. W samochodzie mam antenę napyloną na szybie i na pewno gorzej działa od takiej anteny ferrytowej w domowym odbiorniku.
  • Level 42  
    sq6ade wrote:
    Pomysł z tym sygnałem 225kHz też jest niezły - chyba gdzieś już widziałem projekty odbiorników z dzielnikiem przez 225 dla 1kHz.
    Ale jakby tak ustawiać wzorzec 10MHz takim sygnałem?
    W Elektronice Praktycznej coś koło roku 1995 był gotowy projekt.
  • Level 22  
    Implementowałeś juz jakiś licznik w CPLD i robileś pomiary do jakiej częstotliwości chodzi poprawnie?

    Jakieś dwa lata temu zaimplementowalem fragment Reflocka w VHDL. Wstepnie było to odpalane na płycie ze Spartan 3, docelowo miało powędrować do CPLD. Cieżko mi szła ta robota bo bylem wtedy za głupi i w końcu zrobiłem wzorzec wg gotowego projektu. Ale pomysł jest dobry i można by go zaimplementować do współpracy z sygnałem PR1.

    XC9536XL w wersji 5ns mają w Kamami
  • Level 42  
    sq6fmy wrote:
    Implementowałeś juz jakiś licznik w CPLD i robileś pomiary do jakiej częstotliwości chodzi poprawnie?
    Inne projekty. Wczoraj próbnie zsyntezowałem taki projekt. Po syntezie, fitingu i routingu wyszło że zegar może być 125MHz dla układu 7.5ns oraz 178MHz dla układu 5ns. Przejrzałem schemat połączeń i specyfikację układu i to by się zgadzała z tym co deklaruje producent. W takim układzie liczniki są taktowane bezpośrednio zegarem, a linie zegarowe zaprojektowane specjalnie do przenoszenia maksymalnej częstotliwości. A o ile się da przetaktować to potestuje później, jak tylko zbuduje prototyp. Na razie kusi mnie zrobić jednak ten wyświetlacz graficzny.

    sq6fmy wrote:
    XC9536XL w wersji 5ns mają w Kamami
    Szkoda że tylko w PLCC, wolałbym TQFP. Pierwszy projekt zrobię pod taki chip jaki mam czy 7.5ns TQFP.
  • Level 33  
    Może to zainteresuje użytkowników odbiorników częstotliwości wzorcowych typu 4101 produkcji nieistniejącej już francuskiej firmy ADRET.
    Generator wzorcowy do częstościomierza

    Moje pytanie do Emitela i odpowiedź na nie:

    Pytanie:

    Dzień dobry
    Czy są w stanie Państwo podać ile wynosi stabilność częstotliwości nadajnika długofalowego 198 kHz w Raszynie? Pytanie to zadaję w związku z chęcią wykorzystania go przeze mnie jako źródło częstotliwości wzorcowej. Niestety, posiadana aparatura nie pozwala mi na wykorzystanie nadajnika programu 1 PR 225 kHz jako źródła częstotliwości wzorcowej. Wykorzystanie innych nadajników (na przykład DCF 77,5 kHz) jest utrudnione ze względu na występowanie silnych zakłóceń przemysłowych. Silny i stabilny sygnał mam tylko z Raszyna.
    Z poważaniem


    Odpowiedź:

    Szanowny Panie!
    Nadajnik długofalowy w RCN Warszawa / Raszyn, pracujący na częstotliwości 198 kHz, nie korzysta z żadnych zewnętrznych wzorców i źródeł częstotliwości odniesienia, jak ma to miejsce przy emisji Programu 1 Polskiego Radia, na częstotliwości 225 kHz, z Solca Kujawskiego.
    Generator wzbudzający nadajnika pracuje samodzielnie i uzyskuje stabilność względną 9x10-8 na dzień, obserwowaną w cyklu trzydziestodniowym.
    Stabilność jest liczona, jako stosunek odchyłki częstotliwości nośnej roboczej pracującego nadajnika do częstotliwości nominalnej z jaką ma pracować nadajnik.
    Dziękuję za zainteresowanie naszą Spółką.
    Z poważaniem,
    Maciej Bardasz
    Kierownik Sprzedaży ds. Usług Radiofonicznych

  • Level 40  
    W najnowszym Świat Radio jest artykuł i jakieś rozwiązanie praktyczne - związane z wykorzystaniem GPS.
  • Moderator
    A tak naprawdę to cezowy wzorzec częstotliwości stoi w Raszynie w piwnicy. Nadajnik jest na bieżąco z nim zsynchronizowany. Swego czasu miał 1,7 E-11, jak jest obecnie to nie powiem bo nie mierzyłem od dość dawna...
  • Level 33  
    irekr wrote:
    A tak naprawdę to cezowy wzorzec częstotliwości stoi w Raszynie w piwnicy. Nadajnik jest na bieżąco z nim zsynchronizowany. Swego czasu miał 1,7 E-11, jak jest obecnie to nie powiem bo nie mierzyłem od dość dawna...


    Ale piszesz o nadajniku w Solcu Kujawskim?