[yung 0]

Есть у AD хороший ПНЧ - AD7741. И дешево, и линейность очень приличная. Решил тактировать ее от часового кварца - появилась проблема. Плохо запускается встроенный генератор. В пдф-ке ограничений по нижней частоте генератора не нашел (от 0 Гц), но ясно, что это для внешнего тактирования. Как ни странно, запуск несколько облегчает нагрузка в виде мегаомного резистора по выходу. Игра с емкостями нагрузки для кварца результата не дала. Что посоветуете (вариант тактирования от более ВЧ кварца с последующим делением выходной частоты остается как крайний случай)?

[DS 0]

Искать кварц на пластинке размером с большой палец руки. Только внешнее тактирование будет дешевле и меньше по объему. Часовой кварц - это камертон, у него другие характеристики, в частности высокое активное сопротивление при очень большой приведенной индуктивности. На него нужна специфическая схема возбуждения, на которую обычно генераторы не рассчитывают. Можно на КМОПе рядом собрать генератор на часовом кварце.

[hivlad 0]

Есть у AD хороший ПНЧ - AD7741. И дешево, и линейность очень приличная. Решил тактировать ее от часового кварца - появилась проблема. Плохо запускается встроенный генератор. В пдф-ке ограничений по нижней частоте генератора не нашел (от 0 Гц), но ясно, что это для внешнего тактирования. Как ни странно, запуск несколько облегчает нагрузка в виде мегаомного резистора по выходу. Игра с емкостями нагрузки для кварца результата не дала. Что посоветуете (вариант тактирования от более ВЧ кварца с последующим делением выходной частоты остается как крайний случай)?

 

Хороший ПНЧ, но я работал с внешним генератором 5МГц. Думаю, что должен он работать и с часовым кварцем, но кварцевые генераторы - капризные устройства, да и от кварца запуск зависит, я бы посоветовал генератор отдельно собрать. Что интересно, на входную частоту есть требования по скважности.

[Stanislav 0]

Есть у AD хороший ПНЧ - AD7741. И дешево, и линейность очень приличная. Решил тактировать ее от часового кварца - появилась проблема. Плохо запускается встроенный генератор. В пдф-ке ограничений по нижней частоте генератора не нашел (от 0 Гц), но ясно, что это для внешнего тактирования. Как ни странно, запуск несколько облегчает нагрузка в виде мегаомного резистора по выходу. Игра с емкостями нагрузки для кварца результата не дала. Что посоветуете (вариант тактирования от более ВЧ кварца с последующим делением выходной частоты остается как крайний случай)?

Во-первых, нужно заземлить корпус кварца (если он металлический). При этом в ряде случаев можно обойтись и без доп. ёмкостей (кстати, каковы их номиналы у Вас?).

Во-вторых, мегаом последовательно с кварцем - многовато. Следует выбирать сопротивление в диапазоне 10-100кОм.

В-третьих, если это не помогло, нужно тщательно промыть плату в районе кварца, чтобы минимизировать утечки.

[yung 0]

Во-первых, нужно заземлить корпус кварца (если он металлический). При этом в ряде случаев можно обойтись и без доп. ёмкостей (кстати, каковы их номиналы у Вас?).

Во-вторых, мегаом последовательно с кварцем - многовато. Следует выбирать сопротивление в диапазоне 10-100кОм.

В-третьих, если это не помогло, нужно тщательно промыть плату в районе кварца, чтобы минимизировать утечки.

 

Конденсаторы пробовал от 30 до 1000пФ. В конце концов оставил 100 пФ. А резонаторы - китайские (?) цилиндрические (что-то типа DT-26) и наши "лодочки". Похоже, придется делать внешний генератор - изделие пойдет в серию и чудес не хочется. Я первый образец сделал и все было нормально. При отладке второго обратил внимание, что долго и нестабильно запускается генератор. Никогда не занимался генераторами на логике, может, кто подскажет схемку как раз для часового кварца?

[DS 0]

Два КМОП (HC) инвертора последовательно, каждый шунтирован резистором 1 МОМ. кварц между выходом второго и входом первого. Третий для буферизации генератора.

Стандартные генераторы в микросхемах рассчитаны на работу с резонаторами с сопротивлением потерь 10 -100 ом. А у часового - 10 - 100 Ком, при этом добротность под 80 000. Нужно большое входное сопротивление усилителя.

[Stanislav 0]

Конденсаторы пробовал от 30 до 1000пФ. В конце концов оставил 100 пФ. А резонаторы - китайские (?) цилиндрические (что-то типа DT-26) и наши "лодочки". Похоже, придется делать внешний генератор - изделие пойдет в серию и чудес не хочется. Я первый образец сделал и все было нормально. При отладке второго обратил внимание, что долго и нестабильно запускается генератор. Никогда не занимался генераторами на логике, может, кто подскажет схемку как раз для часового кварца?

Ёмкости слишком велики. Их нужно выбирать в диапазоне 0-16 пФ, при условии заземлённого корпуса кварца.

Я бы не торопился ваять внешний генератор, не разобравшись с причиной нестабильной работы существующего.

Схемма включения часового кварца - самая обычная. Вот, например, такая:

 

 

 

 

Два КМОП (HC) инвертора последовательно, каждый шунтирован резистором 1 МОМ. кварц между выходом второго и входом первого. Третий для буферизации генератора.

Стандартные генераторы в микросхемах рассчитаны на работу с резонаторами с сопротивлением потерь 10 -100 ом. А у часового - 10 - 100 Ком, при этом добротность под 80 000. Нужно большое входное сопротивление усилителя.

Для предлагаемой Вами схемы это вовсе не так. Схема запуска кварца на частоте последовательного резонанса, как раз наоборот, должна иметь низкое входное сопротивление - иначе генерации не будет, или будет на какой угодно отличной от требуемой частоте... В предлагаемой Вами схеме входное сопротивление будет составлять десятки килоом, и кварц может не запуститься.

Вообще, часовые кварцы не предназначены для генераторов на частоту последовательного резонанса - именно из-за большого эквивалентного омического сопротивления.

[DS 0]

Часовые кварцы как раз калиброваны на последовательный резонанс с параллельной кристаллу суммарной емкостью 6 или 12.5 пф. Параллельный резонанс отстоит герц на 30 от частоты 32768. Хотел бы я посмотреть на часы в режиме параллельного резонанса...

Схема нормальная т.к. входной каскад работает почти в режиме преобразователя ток - напряжение. Я неточно выразился, надо было писать, что входной каскад обычно используемой схемы требует существенной больший ток через резонатор.

Землить корпус полезно, но на качество запуска не влияет почти - емкость на землю - 2-3 пф, это порядка 2 Мом емкостное сопротивление на рабочей частоте. Последовательное сопротивление сильно посадит добротность.

В схеме, которую Вы привели, тоже используется последовательный резонанс с 6 пф нагрузочной емкости, и включение с поворотом фазы, чтобы убрать второй инвертор.

[rezident 0]

Может я что-то недопонял, но DS_ рассказал про генератор на последовательном резонансе, а Stanislav привел схему генератора на параллельном резонансе. Вторая схема (или аналогичная) насколько я знаю применяется в большинстве RTC, встроенных в МК. Кого именно я недопонял?

Кстати, с длительным временем (до секунды) и неустойчивостью (нестабильная частота) запуска часового кварца я не так давно сталкивался на MSP430. В его (MSP430F1132) даташите рекомендуется на выход генератора устанавливать резистор ("об землю") 5,1МОм, правда эта рекомендация для питания ниже 2,5В дана. В моей схеме питание было 3,3В, но установка резистора реально улучшила стабильность запуска. Хотя время запуска еще больше увеличилось. Кварц был применен типа DT-38T (цилиндр 3х8мм, -10...+60С), доп. емкости на выводы кварца 12 пФ, в генератор MSP430 встроены 12,5 пФ.

[DS 0]

Обе схемы последовательного резонанса. Во второй есть фазовращатель на 2х конденсаторах, чтобы не включать второй инвертор. Запуск кварца и должен занимать порядка секунды - добротность 80 000, частота 32768 гц - считайте время нарастания колебаний.

[rezident 0]

Обе схемы последовательного резонанса. Во второй есть фазовращатель на 2х конденсаторах, чтобы не включать второй инвертор.

Не могу согласиться. Моделирование такой схемы указывает, что для генерации используется C0, а не эквивалентное L1C1 кварца. А в схеме на двух инверторах используется именно эквивалентное L1C1. И если в ней заменить кварц на дискретные L и C такого же номинала, то и частота генерации останется практически такой же.

Запуск кварца и должен занимать порядка секунды - добротность 80 000, частота 32768 гц - считайте время нарастания колебаний.

ОК. Понятно.

[DS 0]

Вы путаете режим работы контура в который входят кварц и два конденсатора, а кварц работает в режиме последовательного резонанса при этом, и параллельный резонанс самого кварца, когда его сопротивление становиться практически бесконечным. Параллельный резонанс кварца где-то около частоты 32700 - для часов не сгодиться.

[rezident 0]

Вы путаете режим работы контура в который входят кварц и два конденсатора, а кварц работает в режиме последовательного резонанса при этом, и параллельный резонанс самого кварца, когда его сопротивление становиться практически бесконечным. Параллельный резонанс кварца где-то около частоты 32700 - для часов не сгодиться.

:cranky: Где про это почитать можно? В даташите на кварц?

[DS 0]

Вряд ли в даташите. Часовщиков параллельный резонанс не волнует. Это мои экспериментальные данные. В принципе про это все написано в книжках по кварцам, но там про часовые почти ничего нет.

Параллельный резонанс кварца возникает, когда резонирует цепь, образованная его физической емкостью, и RLC кварца - это по определению называется частотой параллельного резонанса. Кстати, частота чистого последовательного резонанса часового кварца - 32764.1 Гц.

[Stanislav 0]

Часовые кварцы как раз калиброваны на последовательный резонанс с параллельной кристаллу суммарной емкостью 6 или 12.5 пф...

....................................

...В схеме, которую Вы привели, тоже используется последовательный резонанс с 6 пф нагрузочной емкости, и включение с поворотом фазы, чтобы убрать второй инвертор.

Это не так. На частоте последовательного резонанса эквивалентное сопротивление кварца носит активный характер (с небольшой ёмкостной составляющей, обусловленной его паразитной ёмкостью). В схеме, приведённой мной, кварц эквивалентен частотно-зависимой индуктивности, которая в совокупности с кондёрами образует колебательный контур. Частота генерации при этом лежит между частотами параллельного и последовательного резонанса.

Часовые кварцы как раз и специфицированы для применения в подобных схемах. При обеспечении необходимой ёмкости в контуре частота генерации будет близка к 32768 Гц.

В схеме же, предложенной Вами, генерация возможна только на частоте, близкой к последовательному резонансу, т.е., ниже требуемой.

...Землить корпус полезно, но на качество запуска не влияет почти - емкость на землю - 2-3 пф, это порядка 2 Мом емкостное сопротивление на рабочей частоте. Последовательное сопротивление сильно посадит добротность.

Земление корпуса как раз и влияет на качество запуска. С незаземлённым корпусом возможна нестабильная работа генератора из-за наличие паразитной ёмкости вход-выход, тогда как при заземлении корпуса паразитные ёмкости просто включаются в контур генератора.

Последовательное сопротивление добротность не просадит, а увеличит...

 

Вы путаете режим работы контура в который входят кварц и два конденсатора, а кварц работает в режиме последовательного резонанса при этом, и параллельный резонанс самого кварца, когда его сопротивление становиться практически бесконечным. Параллельный резонанс кварца где-то около частоты 32700 - для часов не сгодиться.

Это явная ошибка. Частота параллельного резонанса кварца расположена выше 32768 Гц.

ЗЫ. Мне кажется, пора сделать дефиниции.