Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar

Do you have a question? Post it now! No Registration Necessary

Translate This Thread From Polish to

Threaded View
Ktoś ma jakiś sprawdzony praktycznie patent na precyzyjny, bezinwazyjny  
pomiar częstotliwości generatora taktującego w praktycznie każdym sprzęcie  
AGD posiadającym zegarek 32,768kHz (mikrofalówka, kuchenka gazowa, itd.)?
Większość obecnie wstawianych chińskich małych rurkowych kwarców 32768Hz to  
jakaś porażka (lub kwestia dobrania "na oko" pojemności przy rezonatorze,  
lub w ogóle ich brak). Zegarki po tygodniu potrafią się rozjechać 2  
minuty!!!
To porządny mechaniczny zegarek naścienny, kuchenny z wahadłem i kukułką,  
wagami podciąganymi na łańcuszkach potrafi chodzić nie gorzej niż  
kilkanaście sekund na tydzień rozjechania, a ich wiejska elektronika leci na  
łeb o rząd wielkości gorzej! Potem wkurza to co tygodniowe nastawianie od  
nowa czasu w tych wiejskich elektronicznych pseudozegarkach.

Ponieważ większość tego sprzętu (zalana wielką kropą kość bez obudowy) nie  
ma dedykowanego, odseparowanego wyjścia testowego 1Hz (tak jak np. zegarki  
czasu rzeczywistego z gatunku PCF8563) - gdzie można sobie zapiąć (bez obawy  
o rozstrajanie częstotliwości drgań generatora) miernik okresu gdzie z  
taktowaniem precyzyjnym wewnętrznym tcxo 10MHz można sobie ustawić  
precyzyjnie czas trwania sekundy na 1,0000000s i zegarek w warunkach  
temperatury pokojowej chodzi wtedy nie gorzej niż 0,5sek na tydzień -  
pojawia się problem metody pomiaru częstotliwości drgań.
Wpięcie na żywca sondą pomiarową na nóżkę rezonatora nie wchodzi w grę.  
Nawet 10pF lepszych sond pomiarowych stanowi na tyle duże rozstrojenie  
drgań, że pomiar zafałszowany (zaniżona częstotliwość). W większości  
wypadków nawet sama sonda dołożona do tych "delikatnych" zasilanych  
napięciem 1,5V generatorów (czy to zegarek naręczny, czy ścienny zegar na  
jednego paluszka R6) powoduje zerwanie drgań.
Próbowałem wykorzystywać cewkę kilkadziesiąt mH (taka jak filtry MPX w  
układach dolby magnetofonów diory, cewka 10x10) z równoległą pojemnością  
dostrojoną do rezonansu przy 32768Hz, potem wtórnik źródłowy na fecie,  
wzmacniacz rezonansowy na wzmacniaczu ograniczniku (np UL1201, czy nawet  
zwykła p.cz. FM UL1200 z obwodem rezonansowym na wyjściu dostrojonym do  
32768kHz) liczyłem, że przez zbliżenie cewki pomiarowej uda się złapać  
stabilny odczyt - ale niestety lipa, sygnał zbyt słaby.
Metoda ta znakomicie się sprawdza dla kwarców 12MHz, gdzie podobna cewka  
dostrojona do wskazanej 12MHz już w odległości 2cm od kwarcu chwyta pięknie  
stabilny odczyt na częstościomierzu.

Pozostaje zrobić wtórnik źródłowy z szeregową pojemnością na bramce rzędu  
0,5pF i wpinać się tym na kwarc, czy może jest jakaś lepsza metoda, która w  
żaden sposób nie rozstroi w czasie pomiaru drgań generatora?


Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Dzień dobry

Quoted text here. Click to load it
[...]

Polecam lekturę następującej książki: "Naprawa kalkulatorów i zegarków  
elektronicznych", Bogdan Sosiński, WNT 1986, ISBN 83-204-0751-6. Na  
stronach 103 i 104 tejże jest opisany prosty chronokomparator. W  
skrócie: czujnik pojemnościowy (kołowa elektroda o średnicy 30 mm  
wykonana na laminacie i wzmacniacz (BF245, BC107B i UL1321) dający na  
wyjściu sygnał o poziomie rzędu 10 mV. Właściwy układ pomiarowy  
zbudowany jest na 2 szt. UL1321 oraz UCY7400, UCY74193 i UCY7442.  
Odczyt za pomocą 4 szt. LED.

Pozdrawiam - Krzysztof Kucharski



Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar

Quoted text here. Click to load it
Jako student za wykonanie takiego urządzenia (w 81 lub 82) zarobiłem moje  
pierwsze prawdziwe pieniądze (5000zł).
U mnie między kołową elektrodę a otaczającą ją masę (bezpośrednio na  
laminacie tej anteny) podłączyłem równoległy obwód LC nastrojony na 32768Hz.
Za tym był wtórnik (prawdopodobnie na BF245) i przejście przez ściankę  
ekranującą do osobnej komory, aby wzmocniony dalej sygnał nie sprzęgał się z  
anteną.
Antena była ze wszystkich stron ekranowana - czyli był to prostopadłościan z  
laminatu w którego jednej ściance był wytrawiony okrąg.
Wzorcem u mnie był generator 1MHz na 7400. Kwarca owinąłem blaszką  
aluminiową do której dałem termistor (miałem jakiś taki przykręcany) i BD139  
(jako grzałką)+ 741 = razem termostat. Generator zamknięty w styropian (coś  
koło 5 x 8 x 3cm).
1MHz zliczany w 1s uzyskanej z zegarka i wyświetlanie ostatnich 3 cyfr -  
rozdzielczość 1ppm = rząd 0.1s/dobę.
Zleceniodawcy to wystarczało, ale widziałem jak kiedyś próbował wytłumaczyć  
zegarmistrzowi, że 999 to mniej niż 001 i nie za bardzo się udawało. Ten  
zegarmistrz używał fabrycznego chronokomparatora który wyświetlał + lub - i  
dalej zawsze mała liczba.

Jakieś 10 lat temu zrobiłem coś podobnego (samą część analogową) i leży u  
mnie w szufladzie (mierzyliśmy zegarki w naszych kontrolerach RCP i  
wpisywaliśmy cyfrową poprawkę).
Od tej pory już kilka razy zdarzyło mi się dobierać kwarc do zegarków  
(zarówno na ścianę jak i na rękę). Trochę to czasu zajmuje, bo po każdej  
podmianie trzeba poczekać aż ostygnie. Dobieram z dokładnością rzędu 1ppm.  
Po takim zabiegu zegarek praktycznie wymaga przestawiania tylko dwa razy w  
roku.

Kalibrację częstościomierza przeprowadziłem w taki sposób (akurat takie  
rzeczy miałem pod ręką).
Odbiornik DCF - nośna na jeden kanał oscyloskopu.
Przestrajany generator 32768 na dzielnik 1:32768 i wyjście na drugi kanał (i  
z tego wyzwalanie).
Reset licznika w odpowiednim momencie (aby zbocze wyzwalające nie było w  
przerwie DCF) i na ekranie mamy płynącą powoli nośną DCF.
Dostrojenie generatora do zatrzymania na ekranie tej nośnej (z prędkości  
płynięcia da się policzyć odchyłkę ppm od nośnej DCF).
Przyjąłem (bez sprawdzania), że nośna DCF jest stabilizowana atomowo.
Taki dokładny 1Hz zmierzony moim częstościomierzem (po wygrzaniu) pokazał  
mi, że ma on (wzorzec częstościomierza) odchyłkę o 4.2ppm.
Jak dobierałem kwarce to już nie powtarzałem kalibracji, ale przyjmowałem,  
że odchyłka częstościomierza się nie zmieniła (co zapewne jest największym  
źródłem błędu w moich obecnych pomiarach)
P.G.








Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Dobry wieczór


[...]
Quoted text here. Click to load it
[...]

Nie ukrywam, że i ja popełniłem powyższy układ, a przynajmniej jego  
sondę :-)
Sygnał z niej podałem na wejście niskoczęstoliwościowe czeskiego  
licznika
BM 642 (coś koło tego). Toto ustrojstwo miało, OIDP, maksymalny czas  
bramkowania
przełączny sprzętowo 10 sekund. Ale, dzięki implementacji w tymże  
IEC625 można
było programowo znacznie wydłużyć czas bramkowania. Ponieważ  
dysponowałem
kartą (ISA) interfejsu IEC625 wraz z odpowiednimi bibliotekami do  
C/C++, to
spłodzenie stoswonego programiku było czystą przyjemnością.
Początkowo, miernik BM642 był bramkowany sygnałem 10 MHz z odbiornika  
PR1
225 kHz, produkcji bodajże firmy MJM. Potem stosowałem odbiornik GPS  
firmy
MEINBERG.
Pamiętam, że największym problemem było zapewnienie jakiej-takiej  
długoterminowej
stabilizacji temeperaturowej mierzonego urządzenia. OIDP,  
termostatowane grzałki
fotograficzne oraz akwarystyczne sprawdzały się najlepiej :-)

Serdecznie pozdrawiam - Krzysztof Kucharski








Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Hello jedrek,

Friday, December 28, 2012, 2:11:13 PM, you wrote:

[...]

Quoted text here. Click to load it

A próbowałeś metody mechanoakustycznej? Drugi kwarc o takiej samej
częstotliwosci powinien odebrać drgania przy zetkniętych obudowach.
Ale może je podciągać do siebie przy zbyt mocnym sprzężeniu.


--  
Best regards,
 RoMan
We've slightly trimmed the long signature. Click to see the full one.
Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Quoted text here. Click to load it
Budowa sondy wymaga pewnego stopnia dokładności i uwagi aby to działało.  
Natomiast urządzenia sterowane przez kwarc wydzielają fale radiowe, które  
można odebrać i użyć do kalibracji bez większego problemu. Zwykle jeden  
pikofarad to jest około sekundy na dobę. Jak jest więcej niż około 30 to  
kwarc trzeba wymienić. Jeden zwój drutu fi 0,5 na drucie w emalii fi 1 to  
jest około jeden pikofarad. Pozdrawiam  



Site Timeline