Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Proszę, dodaj wyjątek www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Wzorzec częstotliwości (zwiększanie dokładności)

camel12890 10 Lut 2019 20:16 267 18
  • #1 10 Lut 2019 20:16
    camel12890
    Poziom 7  

    Witam

    Chcę zbudowac jak najbardziej dokładny zegar na atmega8.

    I jako wzorzec częstotliwości chce zastosowac generator kwarcowy.


    Kod producenta COF-4M-100-5V
    Częstotliwość 4.000000 MHz
    Tolerancja częstotliwości ±100ppm

    Lub generator kwarcowy
    64MHz z dodatkowym dzielnikiem częstotliwości dzielącym przez 16.

    64MHz/16 = 4MHz

    Gdzie jego tolerancja częstotliwości wynosi ±50ppm

    I moje pytanie jest takie?

    Jeżeli sam generator 64MHz ma tolerancję ±50ppm,
    to z dzielnikiem częstotliwości będzie na wyjściu 4MHz.

    Czy tolerancja częstotliwości z zastosowanym dzielnikiem wyniesie ±3,125ppm?

    ±50ppm / 16 = ±3,125ppm

    0 18
  • Pomocny post
    #2 10 Lut 2019 20:32
    trymer01
    Moderator Projektowanie

    camel12890 napisał:
    ±50ppm / 16 = ±3,125ppm

    To się nie dzieli. Tak dobrze nie ma. Od podziału to dokładność się nie poprawi, może się tylko pogorszyć.
    Nadal będzie 50ppm od 4MHz=200Hz - albo inaczej mówiąc 3,125ppm od 64MHz=200Hz również.

    0
  • #3 10 Lut 2019 22:49
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Cytat:
    Chcę zbudowac jak najbardziej dokładny zegar na atmega8.
    Trudno o lepszy wzorzec niż GPS, jednak mimo bardzo dobrej stabilności długo-czasowej, stabilność krótko-czasowa sygnału z odbiornika jest kiepska (jitter), więc buduje się generatory kwarcowe synchronizowane GPS-em, coś podobnego do PLL z bardzo małym zakresem regulacji i bardzo długą stałą czasową.

    google: gps disciplined oscillator

    0
  • #4 10 Lut 2019 23:52
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Albo zegar z serwisu NTP - ale on trochę pływa, o jakieś milisekundy. Można stabilizować warunki pracy generatora kwarcowego (napięcie zasilania, temperatura, obciążenie), żeby jak najmniej pływał, i wycechować go (zmierzyć, jakie ma odchylenie) wykorzystując czas wzorcowy. To z metod tanich. Z drogich: zegar atomowy, błąd rzędu nanosekundy na dobę. Czas z NTP powinien być bardziej stabilny (bo używa wielu zegarów atomowych jako wzorców), ale... jeśli test potrwa na tyle długo, żeby wyeliminować skutek pływania spowodowanego opóźnieniami przesyłania, a to pewnie potrwa lata i co gorsza budowanie szybszych łączy może skrócić czas przesyłania i zafałszować pomiar.

    Więc chyba z tańszych metod najdokładniejszy będzie GPS, jakkolwiek czas z NTP pewnie jest tańszy (wystarczy mieć łącze do Internetu, do GPS trzeba mieć odbiornik), a w ciągu doby możesz sprawdzić cechowanie generatora kwarcowego z dokładnością np. 0.1ppm (o ile zapewnisz takę stabilność jego działania).

    0
  • Pomocny post
    #5 11 Lut 2019 08:49
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Za jakieś 317 złotych z groszami możesz kupić generator kwarcowy 10MHz ±0,05ppm LFMCXO064081BULK. Dokładniej to albo właśnie kompensacja z GPS albo rubidowa podstawa czasu/generator z demobilu stacji bazowej GSM. Możesz też samodzielnie zbudować "wypiekany" generator kwarcowy czyli OCXO, ale potrzebujesz dokładniejszy miernik częstotliwości, by go skalibrować...

    EDIT:
    Generator 20MHz 1,8V ±0,5ppm LFTCXO068373CUTT jest za niecałe 18 zeta...

    0
  • #6 12 Lut 2019 16:59
    camel12890
    Poziom 7  

    Urgon napisał

    Cytat:

    Możesz też samodzielnie zbudować "wypiekany" generator kwarcowy czyli OCXO, ale potrzebujesz dokładniejszy miernik częstotliwości, by go skalibrować...


    Napisz coś więcej lub wrzuć link jak zbudować "wypiekany" generator kwarcowy.

    0
  • Pomocny post
    #7 12 Lut 2019 17:08
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Budujesz generator z rezonatorem kwarcowym i opcją regulacji częstotliwości trymerem, owijasz rezonator mylarem, ten owijasz drutem oporowym, drut owijasz znów mylarem i dodajesz termistor. Robisz prosty układ termostatu, ustawiasz na 50-60 stopni. Następnie całość pakujesz w styropian czy inną izolację termiczną, a potem w metalową puszkę. Stroisz generator do zadanej częstotliwości i gotowe. Przykład znajdziesz tutaj: https://www.romanblack.com/xoven.htm

    0
  • #8 12 Lut 2019 18:33
    cirrostrato
    Poziom 36  

    Zamiast tak kombinować może od razu upolować na Allegro generator GWM-5-1, ma wszystko co opisałeś (lata temu zastosowałem w pracy dyplomowej), częstotliwość 5MHz.

    0
  • Pomocny post
    #9 12 Lut 2019 19:25
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Najłatwiej kupić, ale jeśli chcesz robić to weź pod uwagę że w generatorach termostatyzowanych często spotyka się kwarce SC zamiast najpopularniejszych AT:
    Wzorzec częstotliwości (zwiększanie dokładności)

    Cytat:
    Budujesz generator z rezonatorem kwarcowym i opcją regulacji częstotliwości trymerem, owijasz rezonator mylarem, ten owijasz drutem oporowym, drut owijasz znów mylarem i dodajesz termistor.
    Widziałem sprytniejsze rozwiązanie, wykorzystujące jeden tranzystor mocy jako grzejnik i czujnik temperatury. Drut oporowy jest kłopotliwy w ręcznym nawijaniu.[/quote]

    0
  • Pomocny post
    #10 12 Lut 2019 19:26
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Kwarc się starzeje, więc taki gotowy moduł też wymagałby ponownej kalibracji, zwłaszcza po ~20-30 latach od daty produkcji...

    Zegar można uczynić bardzo dokładnym korzystając z sygnału DCF77 - teoretycznie sam sygnał ma dokładność do 1 sekundy na 300 tysięcy lat, zaś zegar z nim synchronizowany nie powinien mieć większego błędu, niż 6,452 mikrosekund...

    0
  • #11 12 Lut 2019 20:00
    jarek_lnx
    Poziom 43  

    Urgon napisał:
    Zegar można uczynić bardzo dokładnym korzystając z sygnału DCF77 - teoretycznie sam sygnał ma dokładność do 1 sekundy na 300 tysięcy lat, zaś zegar z nim synchronizowany nie powinien mieć większego błędu, niż 6,452 mikrosekund...
    DCF77 trudniej odebrać niż GPS, odbiór długofalowy łatwo zakłócają zakłócenia przemysłowe, sprawdza się do synchronizacji zegarów raz na dobę (w nocy) ale trudno uzyskać niezakłócony odbiór w dzień, przynajmniej w okolicach Warszawy, z Wrocławia bliżej do Mainflingen może będzie trochę lepiej, jitter sygnału z odbiornika DCF też będzie większy niż z GPS

    0
  • #12 12 Lut 2019 20:41
    camel12890
    Poziom 7  

    Sygnał DCF tu gdzie mieszkam odbieram bez problemów całą dobę.



    Czy zwiększył bym stabilność generatorów

    10MHz ±0,05ppm LFMCXO064081BULK

    20MHz 1,8V ±0,5ppm LFTCXO068373CUTT

    jeżeli bym je stabilizował termicznie?

    Czy przyspieszę w ten sposób starzenie półprzewodników?

    0
  • #13 12 Lut 2019 21:03
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    Te generatory nie wymagają nic więcej i nie da się ich "ulepszyć". Wręcz odwrotnie - zepsujesz ich parametry. Jakiej dokładności oczekujesz, tak w ogóle?

    Spory błąd popełniłem podając oznaczenie sprzedawcy, zamiast producenta:
    LFMCXO064081BULK = IQMT-100
    LFTCXO068373CUTT = IQXT-270-1 - tu źle spojrzałem dodatkowo: on jest na 26MHz, za pomyłkę przepraszam

    0
  • #15 15 Lut 2019 16:58
    camel12890
    Poziom 7  

    Nie śmiejcie się ze mnie, ale powiedzcie jak mam rozumieć ten zapis w nocie generatora

    Stabilność w czasie ±1ppm/rok


    i jaka to jest odchyłka ten ±1ppm.


    Wzorzec częstotliwości (zwiększanie dokładności)

    0
  • #16 15 Lut 2019 17:16
    Urgon
    Poziom 36  

    AVE...

    To oznacza, że częstotliwość generatora może w ciągu roku zmienić się o jedną cząstkę na milion. Dla generatora 10MHz oznacza to zmianę częstotliwości o 10Hz, czyli po roku może być 10.000.010Hz lub 9.999.990Hz lub dowolna wartość między tymi dwoma. To są skrajne wartości, oczywiście...

    0
  • #18 15 Lut 2019 18:23
    atari_robbo
    Poziom 19  

    Urgon napisał:
    AVE...

    Budujesz generator z rezonatorem kwarcowym i opcją regulacji częstotliwości trymerem, owijasz rezonator mylarem, ten owijasz drutem oporowym, drut owijasz znów mylarem i dodajesz termistor. Robisz prosty układ termostatu, ustawiasz na 50-60 stopni. Następnie całość pakujesz w styropian czy inną izolację termiczną, a potem w metalową puszkę. Stroisz generator do zadanej częstotliwości i gotowe. Przykład znajdziesz tutaj: https://www.romanblack.com/xoven.htm


    W rzeczywistości wygląda to inaczej, bo najważniejszy jest projekt takiego generatora. Cała idę opiera się na fakcie, że współczynniki temperatury wszystkich kluczowych komponentów sumją się do zera (lub suma była jak najmniejsza) określonej temperaturze. Dopiero taki układ wsadza się w teromostat o określonej temperaturze.

    0
  • #19 17 Lut 2019 00:20
    _jta_
    Specjalista elektronik

    Niecałą - jest coś więcej. Czeski inżynier Jiří Vackář połapał się, że zmiany parametrów lampy wywołane jej nagrzewaniem powodują przestrajanie generatora, i że w jednym układzie jest on przestrajany w jedną stronę, a w drugim w przeciwną - no i wymyślił taki układ (generator Vackářa), że w nim częstotliwość się nie zmieniała. Napisał publikację o tym, skąd bierze się to przestrajanie generatora i jak je wyzerować. Dotyczyło to głównie przestrajanych generatorów LC, ale dla kwarcowych też może to być istotne.

    0