Тестер кварцевых резонаторов и генератор сигналов. Схема

в Измерение 0 3,151 Просмотров

Это устройство представляет собой комбинацию тестера кварцевых резонаторов и генератора частоты с делителем. Благодаря данной схеме и частотомеру, подключенному к выходу, можно проверить кварцевые и керамические резонаторы с частотой от 32,768 кГц до 33,868 МГц (самая большая частота из всех, что были протестированы) и заводские генераторы в металлических DIP корпусах (до 80 МГц).

Тестер транзисторов / ESR-метр / генератор

Многофункциональный прибор для проверки транзисторов, диодов, тиристоров…

Подробнее

Устройство также можно использовать как независимый делитель частоты (сигнал подается на отдельный вход). Напряжение питания: 5 В (рекомендуется 5,2 В, при низком напряжении генератор имеет проблемы с возбуждением). Ток потребления составляет 55 мА (без подключенного резонатора / генератора), максимум 90…100 мА (резонатор 33,868 МГц или любой генератор).

Схема собрана на односторонней печатной плате размером 90×85 мм (11 перемычек).

Ниже приведена блок-схема устройства:

Переключатель S1 (2-позиционный, 2-секционный) используется для выбора диапазона частот тестируемых резонаторов:

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

• низкий диапазон: генератор на микросхеме 4069. Обеспечивает работу для резонаторов с частотами от 32,768 кГц до 16 МГц.
• высокий диапазон: генератор на микросхеме 74HC14. Обеспечивает работу для резонаторов с частотами от 10 МГц до 33,868 МГц.

Переключатель S2 (3-позиционный, 1-секционный) используется для выбора источника сигнала, который должен быть подан на делитель:

• сигнал с генератора, проверяющего подключенный кварц
• сигнал от внешнего источника
• сигнал с подключенного генератора (DIP)

Переключатель S5 используется для включения/выключения устройства, что сигнализируется светодиодом LED1.

Для деления частоты использован сдвоенный двоичный счетчик 74HC393 и поворотный переключатель S3 (12-позиционный, 1-секционный), который позволяет выбирать степень деления: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256.

После него находится делитель (74HC390 и 3x 74LS390) с поворотным переключателем S4 (12-позиционный, 1-секционный), который позволяет выбрать степень деления: 1, 10, 100, 1k, 10k, 100k, 1M, 10М, 100М. Оба делителя обеспечивают выходной сигнал с заполнением 50%. Входной и выходной сигналы буферизируются инвертором 74HC14, который может управлять до 10 входами TTL-LS.

источник

Скачать рисунок печатной платы (102,7 KiB, скачано: 396)

Портативный паяльник TS80P

TS80P- это обновленная версия паяльника TS80 Smart, работающий от USB…

Подробнее

генератор импульсовтестер 2019-11-05

С тегами: генератор импульсов тестер

ПРИБОР ДЛЯ ПРОВЕРКИ ЧАСТОТЫ КВАРЦЕВ

Поводом для создания этого прибора послужило немалое количество накопившихся кварцевых резонаторов как купленных, так и выпаянных с разных плат, причём на многих отсутствовали всякие обозначения. Путешествуя по бескрайним просторам интернета и пробуя собрать и запустить различные схемы кварцевых тестеров, было решено придумать что-нибудь своё. После многих экспериментов с разными генераторами как на разных цифровых логиках, так и на транзисторах, остановил выбор на 74HC4060, правда устранить автоколебания тоже не удалось, но как оказалось при работе устройства это не создаёт помехи.

Схема измерителя кварцев

За основу устройства взяты два генератора CD74HC4060 (74HC4060 не было в магазине, но судя по даташиту они ещё «круче»), один работает на низкой частоте, второй на высокой. Самыми низкочастотными какие у меня были, оказались часовые кварцы, а самым высокочастотным оказался негармониковый кварц на 30 МГц. Генераторы из-за их склонности к самовозбуждению было решено переключать просто коммутируя напряжение питания, о чём индицируют соответствующие светодиоды. После генераторов установил повторитель на логике. Возможно вместо резисторов R6 и R7 лучше установить конденсаторы (сам я не проверял).

Как оказалось, в устройстве запускаются не только кварцы, но и всякие фильтры о двух и более ногах, которые с успехом и были подключены в соответствующие разъёмы. Один «двуногий» похожий на керамический конденсатор запустился на 4 МГЦ, который после был с успехом применён вместо кварцевого резонатора.

На снимках видно, что применены два вида разъёмов для проверки радиодеталей. Первый сделан из частей панелек – для выводных деталей, а второй представляет фрагмент платы приклеенный и припаянный к дорожкам через соответствующие отверстия – для SMD кварцевых резонаторов. Для вывода информации применён упрощённый частотомер на микроконтроллере PIC16F628 или PIC16F628A, который автоматически переключает предел измерения, то есть на индикаторе частота будет или в кГц или в МГц.

О деталях устройства

Часть платы собрана на выводных деталях, а часть на SMD. Плата разработана под ЖКИ индикатор «Винстар» однострочный Wh2601A (это тот у которого контакты слева вверху), контакты 15 и 16, служащие для подсветки, не разведены, но кому надо может для себя добавить дорожки и детали. Я не развёл подсветку так как применил индикатор без подсветки от какого-то телефона на таком-же контроллере, но сначала стоял винстаровский. Кроме Wh2601A можно применить Wh2602B – двухстрочный, но вторая строка задействована не будет. Вместо транзистора, что на схеме можно применить любой такой же проводимости желательно с бОльшим h31. На плате разведены два входа питания, один от мини USB, другой через мост и 7805. Также предусмотрено место под стабилизатор в другом корпусе.

Настройка прибора

При настройке кнопкой S1 включить режим НЧ (загорится светодиод VD1) и воткнув в соответствующий разъём кварцевый резонатор на 32768Гц (желательно с материнской платы компьютера) подстроечным конденсатором С11 установить на индикаторе частоту 32768Гц. Резистором R8 устанавливается максимальная чувствительность. Все файлы – платы, прошивки, даташиты на используемые радиоэлементы и другое, скачайте в архиве. Автор проекта – nefedot.

   Форум по схеме

Кварцевый камертон 32 кГц – Запах расплавленных предметов по утрам

Впаивание кварцевого камертонного резонатора 32,768 кГц в испытательное приспособление:

Кварцевое приспособление для испытания резонанса на кристалле

Следящий генератор HP 8591 не работает ниже 100 кГц, поэтому в качестве источника я использовал генератор функций FG085 DDS.

Я доверяю калибровке 8591 больше, чем калибровке FG805, но сейчас меня больше интересуют различия между последовательными частотами, и DDS может шагать с шагом в 1 Гц.

Выходной сигнал появляется на 8591, с большим горбом, исходящим от 30-Гц отклика фильтра ПЧ анализатора, проходящего через то, что по сути является одночастотным входом. Горб — это не спектр отклика кристалла!

С установленной перемычкой для короткого замыкания конденсатора 33 пФ пик выходного сигнала составляет 32,764:

. Кварцевый резонатор 32,763 кГц — без крышки Кварцевый резонатор 32,764 кГц – без крышки Кварцевый резонатор 32,765 кГц – без крышки Кварцевый резонатор 32,766 кГц — без крышки

Снятие перемычки, чтобы поставить колпачок в цепь, пик отклика на частоте 32,765 кГц:

Кварцевый резонатор 32,763 кГц — 34,6 пФ Кварцевый резонатор 32,764 кГц — 34,6 пФ Кварцевый резонатор 32,765 кГц — 34,6 пФ Кварцевый резонатор 32,766 кГц — 34,6 пФ

Дельта маркера показывает разницу между двумя пиками, игнорируя их разницу в 1 Гц:

Кварцевый резонатор 32,764-5 нет-34,6 пФ дельта

Таким образом, я бы сказал, что колпачок действительно меняет резонанс серии резонаторов примерно ровно на 1 Гц .

С установленной перемычкой для снятия колпачка с цепи, установки эталонного маркера на пике 32,764 кГц и измерения относительного отклика на частоте 32,765 кГц :

Кварцевый резонатор 32.764-5 без дельты колпачка

Таким образом, пик отклика намного  намного уже, чем 1 Гц: непиковое значение на 1 Гц снижает отклик на 13 дБ.

Что до боли очевидно: мои приборы совершенно не подходят для измерений кристаллов на этих частотах!

30.03.2017 25.03.2017 СПЗ

Блог Эда Нисли

• Заметки о магазине
• Электроника
• Прошивка
• Машины
• 3D-печать
• Лазерный резак
• Курьезы

Он где-то здесь

Искать:

Для отличного поиска

Актуальные темы

• Главный список кодов G и M
• Зачем нужна шестигранная головка для извлечения анодного стержня водонагревателя
• ЧПУ 3018-Pro: конфигурация GRBL
• Разборка кухонного крана Elite по американскому стандарту
• Schwab / Symantec VIP Access и Yubikey
• Ошибка GRBL 33: координаты дуги и десятичные разряды Резьба рукоятки: Сменная заглушка

Redshifting

Redshifting Выбрать месяц Январь 2023 Декабрь 2022 Ноябрь 2022 Октябрь 2022 Сентябрь 2022 Август 2022 Июль 2022 Июнь 2022 Май 2022 Апрель 2022 Март 2022 Февраль 2022 Январь 2022 Декабрь 2021 Ноябрь 2021 Октябрь 2021 Сентябрь 2021 Январь 2021 Декабрь 2020 Ноябрь 2020 Октябрь 2020 Сентябрь 2020 Август 2020 Июль 2020 Июнь 2020 Май 2020 Апрель 2020 Март 2020 Февраль 2020 Январь 2020 Декабрь 2019Ноябрь 2019 г. Октябрь 2019 г. Сентябрь 2019 г. Август 2019 г., июль 2019 г., июнь 2019 г., май 2019 г. Апрель 2019 г. Март 2019 г. Февраль 2019 г. Январь 2019 г. Декабрь 2018 г. Ноябрь 2018 г. Октябрь 2018 г. Сентябрь 2018 г. Август 2018 г., июль 2018 г., июнь 2018 г., май 2018 апрель 2018 г. Март 2018 г. Февраль 2018 г. Январь 2018 г. Декабрь 2018 г. Ноябрь 2017 г. Октябрь 2017 г. Сентябрь 2017 г. Август 2017 г., июль 2017 г., июнь 2017 г., май 2017 г., апрель 2017 г. Март 2017 г., февраль 2017 г. Январь 2017 г. Декабрь 2016 г., ноябрь 2016 г., октябрь 2016 г., Сентябрь 2016 г., август 2016 г., июнь 2016 г., июнь 2016 г., май 2016 г., апрель 2016 г. Март 2016 г. Февраль 2016 г. 2016 г. Декабрь 2015 г. Ноябрь 2015 г. Октябрь 2015 г. Сентябрь 2015 г. август 2015 г., июль 2015 г., июнь 2015 г., май 2015 г., апрель 2015 г. Март 2015 г., февраль 2015 г., январь 2015 г., декабрь 2014 г., ноябрь 2014 г., октябрь 2014 г., сентябрь 2014 г. Август 2014 г., июль 2014 г., июнь 2014 г., май 2014 г. Апрель 2014 г. Март 2014 г. Февраль 2014 г. Январь 2014 г. Декабрь 2013 г., ноябрь 2013 г., октябрь 2013 г. Сентябрь 2013 г. Август 2013 июль 2013 г., июнь 2013 г., май 2013 г., апрель 2013 г. Март 2013 г., февраль 2013 г., январь 2013 г. Декабрь 2012 г., ноябрь 2012 г., октябрь 2012 г. 2012 г., август 2012 г., июнь 2012 г., июнь 2012 г., май 2012 г., апрель 2012 г. Март 2012 г., февраль 2012 г., январь 2012 г., декабрь 2011 г., ноябрь 2011 г., октябрь 2011 г., 2011 г., июль, июль, июль. 2011 Июнь 2011 Май 2011 Апрель 2011 Март 2011 Февраль 2011 Январь 2011 Декабрь 2010 Ноябрь 2010 Октябрь 2010 Сентябрь 2010 Август 2010 Июль 2010 Июнь 2010 Май 2010 Апрель 2010 Март 2010 Февраль 2010 Январь 2010 Декабрь 2009Ноябрь 2009 г. Октябрь 2009 г. Сентябрь 2009 г. Август 2009 г. Июль 2009 г. Июнь 2009 г. Май 2009 г. Апрель 2009 г. Март 2009 г. Февраль 2009 г. Январь 2009 г. Декабрь 2008 г.

Категории

• Администрация
• Радиолюбитель
• Афоризмы
• COVID-19
• Верстак для электроники
• Домашний Эк
• Механический цех
• Странности
• Настройка ПК
• Фотографии и изображения
• Лежачий велосипед
• Наука
• Программное обеспечение

Мягкость

3018 ЧПУ Андроид Ардуино Художественный Бакшиш Блинки ЧПУ Огнестрельное оружие Садоводство слух Улучшения Лазерный резак М2 Памятка себе Мини-токарный станок МПКНК Рантс Ремонт RPi СДР Шитье Шерлин Слипстик Налоговые доллары спят тинси Вещь-О-Матик Дикая природа

Возможно полезно…

• О нас, авторские права и контакты
• Схемный компьютер Homage Tektronix
• Публикации
• Правила взаимодействия: патентные поверенные

Следите за блогом по электронной почте

Введите свой адрес электронной почты, чтобы следить за этим блогом и получать уведомления о новых сообщениях по электронной почте.

Адрес электронной почты:

Ты не один

• 3 713 078 просмотров

Комментарии без спама

544 983 спам заблокировано пользователем Akismet

Моделирование кристалла кварца | Аналоговые устройства

Скачать PDF

Abstract

В данных указаниях по применению описывается метод моделирования кристалла с нагрузочной емкостью.

Разработчики тактового генератора (CLK gen) могут использовать модель кристалла, чтобы легко определить нагрузочную емкость для требуемой частоты. Разработчик схем и систем может использовать модель для имитации поведения кварцевых генераторов.

Для моделирования кристалла мы используем простую схему для измерения частот колебаний при различной нагрузочной емкости. Затем мы используем модель схемы кристалла для интерполяции измеренных данных для определения параметров модели схемы.

Введение

Кристаллы кварца

широко используются в тактовых генераторах и синтезаторы для генерации точных опорных частот. Большинство доступные на рынке кварцевые резонаторы работают в диапазоне частот от 30 кГц до 30 МГц с точностью 50-100 ppm в диапазоне температур от 0°C до 70°C.

Чтобы правильно использовать или проектировать кварцевый генератор, важно знать поведение кварцевого резонатора в нагруженном состоянии. В этом примечании по применению мы представим метод моделирования кристалла с нагрузочной емкостью и покажем приложения модели.

Тестовая установка

Схема тестирования показана на рис. 1.

Рис. 1. Тестовая установка.

В настройках A1 и A2 являются инверторами; CL1 и CL2 — нагрузочные конденсаторы. Во время теста CL1 = CL2 и значение варьируется от 5 пФ до 59.pf при напряжении питания инвертора V _CC = 3,1 В и V _CC = 2,3 В. Кристалл в тесте имеет номинальную частоту 27МГц при емкости нагрузки 14пФ. Следует отметить, что фактическая емкость нагрузки на кристалл равна CL1 || CL2 плюс паразитная емкость платы и клемм инверторов.

Результаты испытаний

В таблицах 1 и 2 представлены два набора измерений для V _CC =3,1 В и 2,3 В соответственно.

Таблица 1. Частоты генератора с конденсаторами переменной нагрузки при V _CC =3,1 В

КЛ1, КЛ2 (пф)	5	8	12	15	18	20	22
F ВЫХОД (МГц)	27.01411	27.00832	27.00583	27.00395	27.00188	27.00130	27. 00037
F ВЫХОД (частей на миллион)	523	308	216	146	70	48	14
КЛ1, КЛ2 (пф)	24	27	33	39	45	50	59
F ВЫХОД (МГц)	26,99954	26,99856	26,99687	26.99592	26.99480	26.99424	26.99340
F ВЫХОД (млн)	-17	-53	-116	-151	-193	-213	-244

Таблица 2. Частоты генератора с конденсаторами переменной нагрузки при V _CC =2,3 В

КЛ1, КЛ2 (пф)	5	8	12	15	18	20	22
F ВЫХОД (МГц)	27.01319	27.00780	27.00542	27.00360	27.00160	27.00106	27.00016
F ВЫХОД (частей на миллион)	489	288	200	133	59	39	6
КЛ1, КЛ2 (пф)	24	27	33	39	45	50	59
F ВЫХОД (МГц)	26,99935	26,99837	26,99675	26. 99579	26,99468	26.99415	26,99329
F ВЫХОД (млн)	-24	-60	-121	-156	-197	-217	-249

Два набора измеренных данных также представлены на рисунке 2.

Рис. 2. Изменение частоты кристалла (ppm) в зависимости от емкости шунтирующего конденсатора.

Из измерения данных у нас есть следующие наблюдения:

1. Нагрузочные конденсаторы могут значительно изменить частоту колебаний кристалла. Результат показывает, что общий диапазон изменения кристалла может достигать 750 частей на миллион для тестируемого кристалла.
2. Изменение частоты также зависит от V _CC . Более низкое напряжение питания снижает частоту. Это может быть связано с изменениями входной и выходной емкости инвертора, вызванными изменением напряжения питания. Резистор R2 на рис. 1 уменьшает такую ​​зависимость от напряжения. Но номинал резистора не может быть слишком большим; в противном случае осциллятор будет трудно запустить.
3. Судя по данным, частота кварца гораздо более чувствительна к малой нагрузочной емкости. Это означает, что при применении кварцевого генератора мы должны использовать кварц, требующий относительно большой нагрузочной емкости для его номинальной частоты.
4. Резистор R1 на рис. 1 помогает генератору запуститься. Также на характеристики генератора влияют символы инвертора. Следует использовать высокоскоростные инверторы. Если скорость инвертора недостаточно высока, колебание может не начаться.

Моделирование кристалла кварца

В конструкции генератора или VCXO требуется модель кристалла. Общепринятая модель кристаллического резонатора [1-2] изображена на рисунке 3.

Рис. 3. Модель кристалла.

Далее мы будем использовать измеренные данные, приведенные в таблицах 1 и 2, для определения значений компонентов на рисунке 3. Согласно [1], в большинстве применений кварцевого генератора частота колебаний является параллельной частотой резонатора на рис. 3. Определить CL = CL1 || CL2 и fp – частота колебаний, уравнение импеданса можно записать в виде:

Решить уравнение для f _P выход,

Определить

Затем мы можем переписать уравнение. (2) в векторной форме как:

С экв. (4) мы можем провести оценку по методу наименьших квадратов напрямую, чтобы оценить f _s , C ₁ , L ₁ и C ₀

7 9 . Следует отметить, что значение R1 обычно указывается в паспорте кристалла. Для кристалла, использованного в нашем тесте, R1 = 40 Ом. Оценить C ₀ , при заданном напряжении питания измените значение C ₀ , чтобы получить наилучшую аппроксимацию наборов измеренных данных методом наименьших квадратов, предполагая, что влияние V _CC только на значение C ₀ . Оценочные значения компонентов модели на рисунке 3 перечислены следующим образом:

На рис. 4 показана кривая выходной частоты, рассчитанная по уравнению. (2) с расчетными значениями компонентов и измеренными частотами. Корень среднего квадрата (RMS) интерполяции составляет 14 частей на миллион для случая V _CC  = 3,1 В и 13 ppm для V _CC  = 2,3 В.

Рисунок 4а. Подгонка методом наименьших квадратов для набора данных 1 (V _CC = 3,1 В) с = 5,7 пФ.

Рисунок 4б. Подгонка методом наименьших квадратов для набора данных 2 (V _CC = 2,3 В) с C ₀  = 5,96 пФ.

Резюме

В этих указаниях по применению мы показали тестовую установку для измерения частота колебаний кристалла кварца и способ оценить параметры модели резонатора кристалла. Настоящий измерения показывают, как частота колебаний изменяется в зависимости от нагрузки емкость.