Sobre la estabilidad en frecuencia de los cristales de cuarzo y otra cosilla relacionada

Saludos al grupo. ¿Es correcto el siguiente razonamiento? Sea un cristal de 20MHz con una tolerancia en frecuencia de +/- 20ppm. La frecuencia del cristal podrá variar en hasta +/-400Hz (20Hz por cada MHz). Si se usa ese cristal para controlar un reloj en tiempo real (aunque 20MHz quizás no sea el valor apropiado para ello) cada 50000 segundos (20MHz dividido por 20) el reloj sufriría un atraso o un adelanto de hasta 1 segundo (suponiendo que la variación de frecuencia respecto a 20MHz es constante) ¿es cierto esto? ¿no es demasiado desfase horario? (un día tiene 86400 segundos, lo que supone un adelanto o atraso diario de más de 1 segundo). Nota: Lo de más arriba es independiente de la frecuencia del cristal. Si hubiese considerado un cristal de 1MHz los resultados serían los mismos. O digamos uno de 32768Hz. Eso sí, manteniendo constante la tolerancia en frecuencia.

La otra cosilla: ¿por qué se usan cristales de 32768Hz para los relojes en tiempo real? Sí, ya se que 32768 x 2 = 65536, con lo que un contador de 16 bits se desbordaría en 2 segundos, pero con 16384 se produciría el mismo efecto en 1 segundo. ¿Demasiado pequeña la frecuencia de 16384Hz para la fabricación de cristales?

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Diodín
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"Diodín" escribió en el mensaje news:p6edc.4434893$ snipped-for-privacy@telenews.teleline.es...

¿no

un

Lo primero, si un Cristal de Cuazo tiene una tolerancia de +/-20 ppm podrámos decir que eso es cualquier cosa menos un cuarzo, lo normal es como mucho +/- 5 ppm incluso cuarzos "normalitos" están en +/-2 ppm. Pero esto es MAS/MENOS lo que quiere decir que una veces estará por arriba y otras por debajo con lo que a la larga se puede considerar bastante estable para un reloj (de los de la hora). Otra cosa sería utilizar ese cuarzo para controlar la Base de Tiempos de un frecuencímetro, ya que si en el momento de hacer la medida está por arriba, esa medida estará falseada, ya que si la hacemos en otro momente quizás sea correcta. pero eso no lo sabemos. En este caso emplearemos Cuarzos de buena calidad y a ser posible metidos en un horno para mantener una estabilidad en temperatura.

Son muy baratos de fabricar. La estabilidad, aunque deja mucho que desear, es suficiente para lo que se utilizan, por las razones expuestas anteriormente.

supongo que técnicamente son dífilas de fabricar, o quizás simplemente es porque se ha tomado la frecuencia de 32768 Hz como un extandar y nadie se ha planteado cambiarla ya que si va bien y los cuarzos son baratos ¿Por qué cambiarla?

adelante. Saludos

>
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Perseo

Eso no es correcto. Sólo tienes que mirar data-sheets para darte cuenta de lo equivocado que estás. Por ejemplo, un fabricante tradicional de cristales como Epson, casi todos los cristales que fabrica andan entre 20ppm y 50ppm. Tan sólo una serie que ellos llaman de alta estabilidad alcanza 10ppm. Y si quieres otro, tienes a Seiko, que sólo fabrica cuarzos para relojes (32768Hz) y cuyo producto más preciso tiene una tolerancia de 5ppm, siendo la mayoría de sus series de 10ppm para arriba. Y si quieres más ejemplos, en todo el catálogo de Farnell o Amidata no hay un sólo cristal con tolerancia menor que 10ppm.

No te digo que no existan cuarzos de 2ppm, pero creo que no es correcto decir que eso es lo normal. ¿Podrías dar alguna marca? ¿Y algún sitio donde adquirirlos?

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Saludos de José Manuel García
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"Perseo"  escribió en el mensaje
news:1081539325.352034@nispero.mad.tiscali.red...
>   Lo primero, si un Cristal de Cuazo tiene una tolerancia de +/-20 ppm
> podrámos decir que eso es cualquier cosa menos un cuarzo, lo normal es
como
> mucho +/- 5 ppm incluso cuarzos "normalitos" están en +/-2 ppm.
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pepitof

"pepitof" escribió en el mensaje news:c56uln$2q66bj$ snipped-for-privacy@ID-165733.news.uni-berlin.de...

que

¿Cómo realizas la base de tiempos (12800 Khz) de un sintetizador para un Emisor/Receptor en 450 Mhz con un cuarzo de 50 ppm y canalización de 12,5Khz? Con ese cuarzo de +/- 50 ppm la estabilidad en frecuencia sería de +/- 2 canales ¿Que pensarias de Frecuencimétro Agilent o un R&H que al medir una frecuencia de 1Ghz la midiera con una tolerancia de +/- 50 Khz? Los Cuarzos y/o Resonadores Cerámicos normalitos para "Reloj" de circuitos digitales estoy de acuerdo que la estabilidad con la que se fabrican tengan tolerancia de hasta +/-50 ppm ya que la estabilidad y/o precisión es algo secundario, pero en la mayoría de las aplicaciones de R.F. se necesitan Cuarzos de alta estabilidad y en ocasiones hechos a medida, aunque esto último y gracias a los sintetizadores cada día menos. Por ponerte otro ejemplo, mi pasión es la RF y en mi casa a parte de los equipos de Recepción/Transmisión dispongo de varios equipos de medida, tres Generadores de RF sintetizados, dos Frecuencímetros, un Analizador de Espectros por citar lo más interesante, todos estos equipos comparten una Base de Tiempo común, de 10/1 Mgz, la construí hace ya bastante tiempo y regularmente la calibro, la precisión es siempre mejor que 1 ppm. Como decía en el mensaje anterior un Cuarzo de 32768 Hz para un reloj (de los de la hora) la estabilidad puede ser algo secundario ya que a la larga el reloj es razonablemente preciso.

Saludos.

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Perseo

"Perseo" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@nispero.mad.tiscali.red...

Pues por más que miro, lo más preciso que fabrican tiene una tolerancia entre 1ppm y 3ppm. Y te repito, ¿donde compras eso?

Ya he dicho que tolerancias de 10ppm sí se encuentran con más facilidad. Lo que pongo en duda es que 2ppm sea el valor normal, como tú decías.

Si el frecuencímetro es más preciso que el 0.0005% (5ppm), casi con toda seguridad estará calibrado en fábrica, (y si no lo calibras regularmente no llegará a esa precisión).

que

La precisión respecto al generador o el frecuencímetro con el que calibras. Una cosa es la tolerancia, y otra el "aging" o varición según el envejecimiento. Pongamos por caso que el patrón que utilizas sea exacto. Las variaciones que tienes que calibrar periódicamente en los otros equipos, se deben a ese aging, y no tienen nada que ver con la tolerancia, que es la diferencia que puede haber entre el valor nominal y el real cuando el componente sale de fábrica.

En cualquier caso, si los puedes calibrar es que tienen un ajuste, es decir, que la exactitud de su frecuencia no depende sólo del cuarzo.

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Saludos de José Manuel García
jose.mgg@terra.es
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pepitof

"pepitof" escribió en el mensaje news:c5ebh9$na2s$ snipped-for-privacy@ID-165733.news.uni-berlin.de...

un

Lo

no

los

lo

calibras.

Las

se

decir,

Al compartir una Base de Tiempo en común me aseguro que todos mis equipos tienen la precisión de esa Base de Tiempo ya que no utilizan su referencia interna, por lo que unicamente tengo que calibrar esa Base de Tiempo no la interna de los equipos.

las medidas sean realizas con equipos de medida con certificado de calibración en vigor. Cualquier equipo de laboratorio dispone de un ajuste para la calibración de sus referencias. de frecuencia, normalmente cuando los equipos se envían a calibrar no es porqué estén mal sino porque lo exigen los protocolos de medida y en la mayoría de las ocasiones están dentro del rango de tolerancia, pero se necesita el sellito que lo certifique. Contestando a tu última respuesta tengo que añadir que efectivamente lo que denominas "aging" es el error que comete el propio equípo de medida por variaciones pequeñas o grandes, en ocasiones y comparando la salida de un oscilador y midiendo con dos frecuencímetros, uno "bueno" y otro "regular" se ve que en el "bueno" la medida no varía y en el "regular" se ve como la medida varía con más o menos rapidez alrededor de la frecuencia real. Si ves características de equipos de medida siempre tienen una opción de "Serie" y una o varias de Alta Estabilidad lo cual no quiere decir que no sea necesaria una calibración periódica, incluso los patrones de Cesio o de Rubidio necesitan calibraciones periódicas. El problema es ¿Quién marca los extandares de frecuencia y tiempo? ¿Estamos seguros que 1 Mhz es igual aquí que en Japón o en USA? ¿Dondé está la base de Frecuencia/Tiempo para que todos los laboratorios del mundo estén de acuerdo con las medidas que realizan?

Saludos y perdón al grupo por estos diálogos entre pepitof y yo pero creo que son interesantes y que a todos pueden aportarnos algún conocimiento dentro del oscuro mundo de la Radio Frecuencia.

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Perseo

Perseo expuso:

Mira esto:

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Se utiliza la frecuencia de la portadora de la emisora WWVB (americana) como referencia.

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Jeroni Paul

Es muy interesante esto, pero parece poco probable que llegue aquí desde USA. ¿Sabes si existe algo similar en Europa?

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Saludos de José Manuel García snipped-for-privacy@terra.es http://213.97.130.124

"Jeroni Paul" escribió en el mensaje news:c5f066$u9jr$ snipped-for-privacy@ID-215914.news.uni-berlin.de...

como

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pepitof

"Perseo" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@nispero.mad.tiscali.red...

de

Correcto, pero a lo que me refiero, es a que existe la posibilidad de ajustar la frecuencia de esos equipos, unos hertzios o kHz respecto a la frecuencia del cristal, y por tanto, no es tan crítica la tolerancia del cristal. En este caso es más importante tener una estabilidad alta y un aging bajo, que te aseguran que una vez calibrado el equipo, se mantendrá casi invariable por bastante tiempo, aunque el cristal, desde el principio, esté 4kHz por encima de su valor nominal.

del

Digo yo que en el Museo Nacional de Pesas y Medidas de París, al lado del famoso metro de platino-iridio-wolframio, tendrán un hertzio guardado en una urna... ;-)

La verdad es que es complicado llegar a precisiones tan altas. Incluso si hubiera una frecuencia patrón que se pudiera captar en todo el mundo, al recorrer distancias largas sufriría variaciones según la hora del día por la atracción del sol y la luna.

Hombre, viendo algunos de los últimos hilos de este grupo, creo que no habrá quien le pueda poner un pero a este. Personalmente en cosas de radiofrecuencia yo estoy verde del todo, pero estoy disfrutando y aprendiendo mucho con el hilo que abrió Jeroni sobre las emisoras de señales horarias. Me refiero a que, si un hilo trata sobre la temática del grupo, el que se haga largo no debería molestar a nadie.

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Saludos de José Manuel García
jose.mgg@terra.es
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pepitof

una

Antes estaba definido como la nosecuanto millonesima parte del año medio sidereo 1900, una verdadera cagada!. Desde 1967 esta definido como una propiedad fisica (realmente practico) 1 segundo=duracion de 9192631770 ciclos de la transicion standard del Cesio

133. La estabilidad de un reloj de cesio normal es de 10^-12 (10^-6 ppm), actualmente el NIST tiene uno con estabilidad de 10^-15.

la

No creo que los precios se hayan mantenido, pero hasta hace unos años un reloj patron de cesio costaba 30000 U$S y uno de rubidio (un poco menos preciso) 8000 U$S. Normalmente, el organismo de cada pais que da el servicio de hora oficial tiene 3 relojes iguales y usa el promedio.

Respecto a la utilizacion de la portadora como patron, "lo normal" es que tambien sea precisa, no se cuanto en frecuencias de 60kHz, pero en las de onda corta (2.5 5 ...10,15 MHz) son entre 10^-10 y 10^-12.

Eduardo.

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Eduardo

Pero ¿hay unas emisiones específicas para eso o te refieres a coger una emisora cualquiera comercial?

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Saludos de José Manuel García snipped-for-privacy@terra.es http://213.97.130.124

"Eduardo" escribió en el mensaje news:c5gmni$1f60i$ snipped-for-privacy@ID-202680.news.uni-berlin.de...

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pepitof

Sí, en la página que puso Jeroni sobre la portadora esa de 60kHz, decía algo de que actualmente ese sistema está anticuado porque los equipos modernos usan como patrón las señales GPS, pero no daba muchos detalles.

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Saludos de José Manuel García snipped-for-privacy@terra.es http://213.97.130.124

"Perseo" escribió en el mensaje news: snipped-for-privacy@nispero.mad.tiscali.red...

vista,

situación

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pepitof

"Eduardo" escribió en el mensaje news:c5gmni$1f60i$ snipped-for-privacy@ID-202680.news.uni-berlin.de...

laboratorios

del

si

por

extrema precisión ya que esto es necesario para que los GPS puedan calcular la posición midiendo las diferencia entre los satélites que tiene a la vista, cuanto más satélites vea más precisa será la situación. ya que la situación de cada satélite es conocida con extrema precisión, pero esto es mejor que lo conteste al guien que este puesto en este tema. Saludos

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Perseo

Me referia a las emisiones especificas de hora oficial, son mas comunes en onda corta. El reloj patron tiene varias salidas, de 1pps , 2pps etc y de alta frecuencia, 5, 10 MHz etc, se usa las de HF para la portadora y las de BF para las marcas horarias.

Eduardo.

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Eduardo

y yo pero creo

conocimiento

Por supuesto, ¿dónde sino cabe este hilo? ¡ojalá hubiera un par de hilos de éstos abiertos todos los días!

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Franois

pepitof expuso:

Según esta página

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la portadora del DCF77 a 77,5kHz es de gran precisión. No sé si estará derivada también del reloj atómico.

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Jeroni Paul

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