[tonyk_av 31]

Есть схема, в которой используется вот такая схема генератора:

Элементы генератора размещены вот так:

Обратная сторона платы полностью залита медью.

После подачи питания частота генератора отличается от номинальной, примерно,  на 10кГц, что неприемлемо. После часа работы частота отличается менее, чем на 2кГц, что в норме.

Есть мнение, что причиной долгого установления номинальной частоты является ёмкость между кварцем и полигоном "земли", поэтому для снижения времени установления частоты заливку обратной стороны платы медью следует убрать.

У меня мало практики работы с генераторами на ТТЛ логике, поэтому интересно мнение людей, которые имеют опыт применения разных схем генераторов на ТТЛ микросхемах и могут объяснить такое поведение генератора и дать рекомендации по устранению такой аномалии в работе. Кстати, генератор, собранный на макетной плате проводами, такой болезнью не страдает.

[варп 16]

Первое что бы сделал - контролируя частоту частотомером сразу после влючения нагревал жалом паяльника КАЖДЫЙ элемент генератора ( и плату в том числе...) - это мера позволит быстро выявить элемент, оказывающий максимальное влияние на частоту генерации... Пока нужно пойти в правильном направлении - а там видно будет...

[rloc 43]

2 часа назад, tonyk_av сказал:

После подачи питания частота генератора отличается от номинальной, примерно,  на 10кГц, что неприемлемо. После часа работы частота отличается менее, чем на 2кГц, что в норме.

Много неприличных слов возникает, глядя на схему. Задержка в петле непредсказуемая, работа в жестком ключевом режиме. Переделывайте на Пирса:

Rf ближе к 470-1к для ТТЛ, и Rs скорее в диапазоне 220-470 Ом.

szza043.pdf

[tonyk_av 31]

5 hours ago, rloc said:

Много неприличных слов возникает, глядя на схему

Аналогично. Но заказчик упёрся рогом и требует именно изображённую мной схему.

 

5 hours ago, rloc said:

Задержка в петле непредсказуемая, работа в жестком ключевом режиме

Да, в этом гене, по-моему, какой-то ненормальный режим работы судя по форме сигналов на китайском осциллографе. Если я правильно понимаю, то в исходной схеме возбуждение идёт только за счёт паразитных ёмкостей всех элементов, поэтому она обречена "плавать".

Хм, в исходной схеме использованы именно инверторы с открытым коллектором. Причина, по словам заказчика, в том, что простые инверторы сильно греются.

 

Вопрос с заливкой медью пока остаётся открытым. К чему приведёт уборка заливкой медью, подключенной к "земле"? Какие прогнозы?

[GenaSPB 11]

30 minutes ago, tonyk_av said:

инверторы с открытым коллектором

и unbuffered это разные свойства логики

[tgruzd 11]

39 минут назад, tonyk_av сказал:

Причина, по словам заказчика, в том, что простые инверторы сильно греются.

Мне кажется, три ТТЛ элемента с подтяжкой выходов 270 ом тоже хорошо превращают электричество в тепло. 

[k155la3 26]

1 час назад, tonyk_av сказал:

Аналогично. Но заказчик упёрся рогом и требует именно изображённую мной схему.

. . . . Хм, в исходной схеме использованы именно инверторы с открытым коллектором. Причина, по словам заказчика, в том, что простые инверторы сильно греются.

Вопрос с заливкой медью пока остаётся открытым. К чему приведёт уборка заливкой медью, подключенной к "земле"? Какие прогнозы?

Неправильный у Вас заказчик. "Родом" примерно из эпохи до-интегральных генераторов, может быть КР580ГФ24 (кажется) примерно.

В схеме второй каскад цифрового элемента переведен в активных режим, который "паровозом" переводит в активный и первый элемент. И D5.4, кстати, тоже. Зачем ? "За что ?!". Где находится рабочая точка, и где она должна находится для такого генератора - надо спросить (лучше не надо) у Заказчика. Емкостей в схеме нет. Точнее, они есть, но внутрисхемные IC. Как они плывут от температуры итд трудно сказать.

Кроме того, смотрите даташит на кварц, они есть разные, даже "очень и очень". В том числе, часто есть типовая схема включения с указанием "комплектных" емкостей. Надеюсь, Заказчик не требует ставить советский военный кварц РК ? Это отдельный балет. 

[rloc 43]

1 час назад, tonyk_av сказал:

инверторы с открытым коллектором

Правильно сказали, речь о логике, в которой минимальное количество последовательно соединенных каскадов и нет мощного выхода, задержка минимально возможная. Теперь взгляните на вашу схему, 2 последовательно соединенных инвертора, буферизированных, один из которых работает в ключевом режиме. Открываем документацию на серию 1533 и видим:

 

Рассасывание биполярного транзистора при выключении (ключевой режим) составляет чуть более периода 25МГц. Не стал писать, неплохо его в режим усиления перевести. Сразу надо сокращать количество каскадов, условие баланса фаз соблюсти.

[tonyk_av 31]

56 minutes ago, GenaSPB said:

и unbuffered это разные свойства логики

Я знаю это. Акцент на том, что в генераторе должны быть элементы без умощения выхода.

41 minutes ago, tgruzd said:

Мне кажется, три ТТЛ элемента с подтяжкой выходов 270 ом тоже хорошо превращают электричество в тепло. 

Нет, корпус почти холодный.

8 minutes ago, rloc said:

Теперь взгляните на вашу схему

Она не моя. Я изначально предлагал ровно то, что мне предлагал rloc.

Странные цифры, я в своих справочниках вижу 13.5 нс.

20 minutes ago, k155la3 said:

В схеме второй каскад цифрового элемента переведен в активных режим, который "паровозом" переводит в активный и первый элемент. И D5.4, кстати, тоже. Зачем ? "За что ?!". Где находится рабочая точка, и где она должна находится для такого генератора - надо спросить (лучше не надо) у Заказчика. Емкостей в схеме нет. Точнее, они есть, но внутрисхемные IC. Как они плывут от температуры итд трудно сказать.

Да-да-да! Вот это всё я вижу на осциллографе.

 

Так, все видят, что этот гена работать нормально не может. Я думал, что может чё не знаю или забыл за давностью лет, потому что давно не использовал ТТЛ в генераторах, потому и спросил форумчан. Теперь надо подумать, как всё это вежливо донести до заказчика и добиться переделки его схемы.

 

P. S.

28 minutes ago, k155la3 said:

Неправильный у Вас заказчик. "Родом" примерно из эпохи до-интегральных генераторов, может быть КР580ГФ24 (кажется) примерно.

Блин, я в глубок аhue от этого заказчика. Не могу показывать переписку, но поверь мне на слово, что мой вариант схемы с нормальным генератором и элементной базой отмели, и заставили делать изделие только на двухслойной плате, и только на серии КР1533.

[k155la3 26]

(3) Pierce oscillator design

AN2867_en_CD00221665.pdf

[rloc 43]

1 час назад, tonyk_av сказал:

Странные цифры, я в своих справочниках вижу 13.5 нс.

Это время открывания, а время закрывания было в разы больше для биполярных транзисторов. Благо умные люди догадались поставить Шоттки между базой и коллектором, ограничить ток в режиме насыщения, но тем не менее закрываются они дольше, чем открываются. К сведению, 13.5нс - это тоже много для генератора на 25МГц, только перевод в режим усиления спасет.

[tgruzd 11]

2 часа назад, tonyk_av сказал:

Теперь надо подумать, как всё это вежливо донести до заказчика и добиться переделки его схемы.

2 часа назад, tonyk_av сказал:

Не могу показывать переписку, но поверь мне на слово, что мой вариант схемы с нормальным генератором и элементной базой отмели, и заставили делать изделие только на двухслойной плате, и только на серии КР1533.

Выглядит, как будто заказчику не рабочая схема нужна, а "импортозамещённая".  

[domowoj 0]

13 часов назад, tonyk_av сказал:

Есть схема, в которой используется вот такая схема генератора:

Подобная схема была применена мной более 40 лет тому, еще на серии 133, правда частота кварцев была от 1 до 9 Мгц и на элементах не с открытым коллектором , оба элемента были охвачены ОС - резистор 330 ОМ.

На 8_ми слойной п/п с земляном полигоном с одной стороны размещалось 6 генераторов на разные частоты, все работало на ура.

10 часов назад, rloc сказал:

Много неприличных слов возникает

предложенная схема rloc справедлива для КМОП логики

Изменено 10 декабря, 2022 пользователем domowoj

[tonyk_av 31]

8 hours ago, domowoj said:

все работало на ура

Она и сейчас работает. domowoj проводил исследование в части времени установления выходной частоты?

[tonyk_av 31]

12 hours ago, tonyk_av said:

Нашёл эту цифру, правда, у TI. Она для нагрузки 4кОм. В исходной схеме 270 Ом, поэтому, должно быть быстрее, а вот на сколько быстрее- не вижу.

А вот что насторожило:

 

При 270 Омах в коллекторе получается ток 18мА, что по-моему, не хорошо.