Jump to content

    

Метрология кварцевого генератора

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.

 

post-12763-1425586711_thumb.png

post-12763-1425586723_thumb.png

post-12763-1425586729_thumb.png

Share this post


Link to post
Share on other sites

Интересует только резонансная частота кварцевого резонатора.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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?

Edited by Белый дед

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Edited by Белый дед

Share this post


Link to post
Share on other sites

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..).

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Плюс малая добротность.

Share this post


Link to post
Share on other sites

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

Share this post


Link to post
Share on other sites
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...

 

 

 

Share this post


Link to post
Share on other sites

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.

Edited by Белый дед

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this