Re: oscillateur à quartz basse consommation

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Bonjour,

Réalisez donc votre oscillateur à quartz avec deux portes CMOS classiques,
ca devrait consommer quelques mA à 4MHz. Privilégiez des portes les plus
lentes possibles, et bien sûr à tension d'alimentation faible (3V)

Sinon il existe (esistait ?) des circuits intégrés d'oscillateur à quartz
low power, par exemple le HA7210 d'Intersil qui permet de passer sous les
400µA en 3V à 4MHz.

Une autre approche souvent beaucoup plus économique en énergie est
d'utiliser un oscillateur 32KHz (circuits dispo sous le µA) associé à une
PLL.

On peut aller aussi beaucoup plus bas avec des circuits discrets, un exemple
: http://www.aldinc.com/pdf/UltraLowPowerCrystalOsc.pdf

Cordialement,
Robert
www.alciom.com



Re: oscillateur à quartz basse consommation
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Je partage cet avis: soit un CD4049 ou un CD4007 en cmos, ou mieux leurs
versions rapides en HC,AC et autres, c'est ce qu'on utilisait dans les PCs
il y a une quinzaine d'année ( avant l'arrivée des chipsets qui integrent
tout). Avec un quartz horloger cela consommait rien ( une pile CR2032 tenait
au minimum 2 ans). Mais utiliser le meme truc a 4 Mhz va consommer pas mal,
la conso CMOS etant directement liée a la frequence d'utilisation.

Je ne partage pas l'avis sur la lenteur, je suis meme d'un avis contraire et
j'explique pourquoi.
En CMOS il y a 3 etats: bloqué haut, bloqué bas, et transition d'un etat a
l'autre.Ce qui consomme en Cmos c'est la transition, les etats de blocage ne
consommant rien.Donc plus ce temps de transition est bref ( et donc les
portes rapides), moins la consommation est importante

Pour le reglage le truc du battement entre une reference connue et celle a
regler est la meilleure, c'est ce que tu semble vouloir faire.
Comme source de reference, il y en a plusieurs:
- le 50hz du secteur en est une bonne, je ne connais pas sa precision
exacte, mais un radio reveil alimenté et basé sur le comptage du 50Hz ne
dévie pas d'une minute sur une année.Par contre il peut y avoir des
variations instantanées: c'est toute la definition d'une horloge: bruit ou
variation sur une faible periode de temps et precision a long terme.
- France-inter en Grandes ondes, modulation d'amplitude: 162 Khz, la
porteuse est pilotée par une horloge atomique. Il y a je crois ( je ne sais
pas si cela existe toujours) une modulation de phase qui servait a
transmettre des données horaires ( meme style que DCF en allemagne). Voir
les vieux radioplans ( on en parlait il y a pas longtemps) ou sur google, on
devrait retrouver.
- DCF77: le truc qui sert a piloter toutes les pendules radio pilotées
vendues a 4 sous : une implusion toutes les secondes dans une minute sauf la
derniere qui manque pour permettre la synchro.
- GPS effectivement, mais ce ne sont pas tous les modules qui ont la sortie
1seconde ( c'est con mais c'est comme cela, ils l'ont en interne, mais tous
ne la mette pas a disposition sur le connecteur.

Pour le reglage de tes appareils, si ils n'ont pas de reference de temps
thermostatées et regulée en tension, ce n'est pas la peine de se prendre la
tete non plus. Tu vas regler a 20 degres avec une tension donnée, mais si la
reference de temps n'est pas chiadée, 10 minutes après elle aura dérivée (
variation de tension, variation de temperature interne de l'appareil
surtout) d'une dizaine de ppm soit precision max de 5 digits ( ce qui est
deja pas mal).
Les frequencemetres ou reference de temps traditionnels possedent une
regulation de tension de l'oscillateur particulierement élaborée et
maintiennent le quartz et l'oscillateur dans une enceinte thermostatée
régulée autour de 60degrés.
Les anciens appareils HP par exemple avaient un gros bloc d'alu avec une
resistance et régulateur qui contenait le quartz et son oscillateur ( un ou
deux transistors) et une minuterie : la mesure ne pouvait etre considérée
comme valide qu'apres le délai de chauffe ( 10 a 20 minutes au minimum). Ils
garantissaient la mesure sur 8 digits (+ ou- 1 sur le dernier) mais il
fallait un recalibrage annuel sur une horloge césium.
 --

Alain



Re: oscillateur à quartz basse consommation
alain denis a tapoté du bout de ses petites papattes :

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C'est l'oeuf ou la poule. Si une porte cmos consomme pendant la
transition c'est *à cause* de la transition. C'est capacitif. Donc plus
on forcera une porte cmos à aller vite plus elle consommera. Vous avez
tout faux. Bien au contraire, pour consommer peu en cmos il faut
commuter lentement.

--
LeLapin



Re: oscillateur à quartz basse consommation

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Tu fais l'appat lisse ...

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La conso lors de la transistion est due au fait qu'en totem-pole
il y a un court instant ou les deux transistors sont conducteurs.
Pour monter en frE9%quence on peut E9%liminer ce problE8%me
en ne commutant un transistor qu'aprE9%s avoir bloquE9% l'autre.
On peut aussi alimenter le collecteur d'un NPN en courant constant.
Et puis, pour la logique trE9%s rapide, il y a l' ECL.

Re: oscillateur à quartz basse consommati on

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Bonsoir,
L'ECL vit toujours, ou juste pour la maintenance ?

Cordialement,
Den

Re: oscillateur à quartz basse consommation
Den a tapoté du bout de ses petites papattes :
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Ca sert encore un peu pour des trucs simples à très grande vitesse. Ah,
c'était le bon temps : 100 fois plus rapide que la TTL, obligation
d'adapteurs d'impédance pour la première piste venue. Dans la boite où
je bossais au début des 80s, on faisait la synthèse d'images avec, de
grandes cartes maison qu'on enfilait dans des Perkin-Elmer.

--
LeLapin



Re: oscillateur à quartz basse consommation

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Ca vit toujours. Il y a E0% peine trois mois de cela,
j'ai vu un prototype en logique rapide pour le CNES :
un systE8%me de traitement de donnE9%es en provenance de camE9%ras
numE9%riques; le but etant de rE9%duire le bruit de fond de l'image.

Je n'ai plus en tete la bande passante, mais pour un traitement
temps rE9%E9l directement par le hardware, et E0% de telles vitesses,
ce projet n'etait pas rE9%alisable hors ECL.

Re: oscillateur à quartz basse consommation
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Peut-etre mais c'est contraire a ce que l'on m'a toujours appris: pendant la
commutation les deux transistors conduisent, ce qui qui fait un mini
court-circuit et d'ou l'interet des capas de decouplage. Donc plus la
commutation est breve, plus le court-circuit est court et donc moins la
conso est elevée.
Je suis d'accord avec le fait ( et c'est ce que j'ai dit avant )sur la conso
a cause de la transition.
Jeveux bien te croire, mais tu peux en dire plus sur cet effet capacitif! En
effet le pb de la techno MOS est la capacité de la grille qu'il faut
decharger ou charger. Mais plus la techno est recente, plus cette capa est
faible et donc vitesse augmentée et conso diminuée a vitesse constante.

Simple experience : prendre un vieux CI de la serie CD4000 le faire bagotter
a 4Mhz mesurer la consommation et faire la meme experience a la meme
frequence avec un circuit recent HCT,AC ou autre , il y a une difference
significative.
Autre point, en suivant ta theorie, jamais les fabriquant de
microprocesseurs ( qui sont en CMOS) n'auraient reussi a faire des trucs qui
contiennent des millions de transistors qui batifillent a plusieurs
Gigahertz en consommant relativement peu ( façon de dire)

--

Alain



Re: oscillateur à quartz basse consommation
alain denis a tapoté du bout de ses petites papattes :
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C'est surtout vrai en bipolaire, mais vous confondez les effets

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Ce qui n'a rien à voir. Enfin pas directement.

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Non.


Voilà, tu as mis le doigt dessus, c'est simplement le problème, pour
une sortie à relativement haute impédance (sortie cmos non bufferisée)
de remplir la capa d'entrée qui suit. Le passage à de plus basses
tensions d'alim réduit la conso globale, la gravure plus fine a le même
effet tout en accélérant la commutation.

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"Ma" théorie a été suivie par tous les fabricants de processeurs des
années 70 jusqu'à il n'y a pas si longtemps. La plupart des célèbres
procs sont du Mos à canal N (65xx, 68xx, 68k, z80, x85/86...)

--
LeLapin



Re: oscillateur à quartz basse consommation
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Tu dois etre milliardaire alors si tout le monde a suivi ta theorie,
j'espere que tu l'avais brevetée!


--

Alain



Re: oscillateur à quartz basse consommation
alain denis a tapoté du bout de ses petites papattes :

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C'est toi qui m'attribues cette théorie. C'est juste de l'Histoire et
de la Technologie.

--
LeLapin



Re: oscillateur à quartz basse consommation
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Desolé mais le "Ma"  en tête du message n'est pas de moi, c'est pour cela
que j'ai repondu, mais il faut le prendre au second degré!

Je persiste a dire que seule une mesure peut determiner le mieux dans un tel
cas. En plus cela peut tellement varier d'un lot de composant a l'autre

--

Alain



Re: oscillateur à quartz basse consommati on
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je suis d'accord sur le fait que seule une mesure permettra de
dE9%terminer ce qui est prE9%fE9%rable : avant de cracher sur les
oscillateurs intE9%grE9%s, il faut les comparer en utilisation effective.=


ce qui m'a donnE9% qqs frissons dans le dos, aprE8%s avoir
lu des consos (max) de 32mA pour certains oscillateurs, c'est
le fil "32KHz RTC for FPGA" sur comp.arch.fpga. Le message de
Jim Granville (-jg) le 26/11/09 E0% 19:30 :

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donc oui la conso est presque proportionnelle E0% la frE9%quence
et E0% la tension d'alimentation. J'ai mEA%me
du 1,5V pour l'alimentation du Vcore du FPGA donc
en supposant un circuit de mise en route retardE9%e
(le temps que la frE9%quence se cale), E7%a devrait bien marcher.
Donc E0% 1.5V et 3.6864MHz, E7%a devrait consommer juste ce qu'il
faut pour bien faire le boulot.

Les questions qui restent :

  - qu'est-ce qu'il y aurait de moins cher que le 74LVC1GX04
      (37EuHT les 100 chez mouser, sans les frais de port) ?
    j'ai des SN74LVC1G14DCKR disponibles et moins chers mais
    je ne vois pas trop la diffE9%rence (E0% par que le 1GX est mieux
     adaptE9% mais rien de concluant, TI se rince bien sur ce composant).=


  - comment ajuster la capa ? quelques dizaines de femtofarads
     peuvent faire bouger la frE9%quence de plusieurs Hz... je
     ne vois pas comment affiner cela si finement :-/ Un DAC 12bits
     qui alimente une varicap suffirait ? /o\

  - allez donc me trouver une rE9%fE9%rence de frE9%quence fixe E0% <1ppm=

     en 3.6864MHz ... j'en ai vu E0% 10MHz, il faut forcE9%ment
     passer par un frE9%quencemE8%tre (E9%ventuellement E0% entrE9%e
     auxiliaire) pour faire le rapport de frE9%quences :-/

yg
--20%
http://ygdes.com / http://yasep.org

Re: oscillateur =?iso-8859-1?b?4A==?= quartz basse consommation
Le Mon, 30 Nov 2009 18:10:21 +0100, alain denis a écrit :

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cela dépend de la tension d'alimentation.
Quand la tension d'alim est inférieure à la somme des Vgsoff des
transistors (celui du haut et celui du bas) ils ne peuvent pas conduire
ensemble.

Au dessus il se font un plaisir de consommer ensemble.

Re: oscillateur à quartz basse consommation
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et aussi, la conception, le dopage, l'C3%A9paisseur des grilles
etc. conditionne aussi beaucoup l'influence du cross-over.
Les buffers de sortie sont particuliC3%A8rement optimisC3%A9s pour C3%A7=
a.
Certains buffers d'entrC3%A9e par contre peuvent C3%AAtre capricieux
mais leur courant de CC est plus faible donc un peu moins grave.

En tout cas, je me demande s'il existe d'autres montages
d'oscillateur C3%A0 quartz qui ne serait pas basC3%A9s sur des portes C=
MOS
mais qui ne prendraient pas plus de place qu'un SOT23
et surtout avec des composants moins chers, tout en consommant
quasiment rien. Avec un simple transistor (JFET ?)...

A noter que je ne peux pas utiliser de 32KHz car c'est trop bas :
ma PLL commence C3%A0 accrocher C3%A0 1.5MHz.

yg
--20%
http://ygdes.com / http://yasep.org

Re: oscillateur à quartz basse consommation
alain denis a ecrit

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salut Alain
Tout les modules OEM (mais bien d'accord pas les realisations
professionnelles ou GP et encapsulées basées sur ces module) que j'ai
eu entre les mains il y a qq années avait tous une sortie 1PPS .
Je me demande meme si ce n'est pas une "obligation" +/- normée ?

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Bien d'accord dés que l'on aborde de la contrainte temporelle diffusée
"tres fine" .
Pour le cesium (horloge) et meme si la base etalon primaire est
toujours basée sur le Cesium, la plupart des labos que je pratique
encore un peu, ont quasi tous maintenant une BdT "rubidium based"  
qualifiée en secondaire et plus en cesium, comme d'ailleurs aussi
maintenant la quasi des BdT redondantes embarquées sur sat.

Rvl



Re: oscillateur à quartz basse consommation
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Salut Hervé,

J'ai eu entre les mains un module ( style souris USB) a depanner de marque
inconnue, chipset inconnu, dont la batterie etait naze. Pas de souci pour la
batterie. Mais il n'avait pas ( ou alors bien cachée) cette sortie 1pps sur
le connecteur. Peut-etre une commande speciale pour l'activer car il etait
compatible Sirf. Mais tu as raison c'est le seul que j'ai vu dans ce cas la,
tous les autres l'avaient.
Je me pose simplement une question au sujet de cette sortie:
si elle dérivée de l'horloge interne ( ce que je crois) alors sa precision
ne doit pas etre meilleure que 50ppm et encore.
En effet dans le systeme GPS on compare la difference du moment de reception
de messages datés, et c'est la difference de temps qui par triangulation
donne la position. L'imprecision de positionnement est liée a deux
phenomenes:
les perturbations atmospheriques et l'imprecision de l'horloge interne.
c'est pour cela que l'on peut avoir des écarts de 10 metres ou plus sans
correction.
Dans les modules GPS ( a moins peut-etre de taper dans les trucs pros de
geometre et autres) c'est au mieux un quartz standard sans reglage, au pire
un resonnateur. Pas de reglage precis de l'horloge.Pas de compensation en
temperature.
L'heure sera precise ( a la seconde près, puisqu'elle est issue des messages
reçus), mais la sortie 1pps j'en suis moins convaincu.
Donc la precision doit etre assez faible et pas meilleure ( et meme moins
bonne) que ton frequencemetre de base sans reglage.
Donc pour en revenir aux references de frequences je pense que les
meilleures, de loin, sont les stations radio GO en modulation d'amplitude,
et le secteur ( filtré de ses parasites) qui doit avoir une precision
meilleure qu'un module GPS Lambda.
J'aurais tendance a essayer de calibrer un GPS avec un frequencemetre (
serieux, dont la base de temps est quand meme optimisée) que l'inverse.
Je ne sais pas ce que tu en penses?
--

Alain



Re: oscillateur à quartz basse consommation
alain denis a ecrit
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pour moi, ce n'est pas un module oem gps , mais bien un produit fini
utilisant un module oem !
et là rien d'etonnant à ce qu'il n'y ait pas de sortie 1PPS dispo vers
l'exterieur !

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non c'est l'inverse ou presque ! :D
la sortie 1 PPS est toujours directement derivée des) horloges sat
reçus !
en cas de perte totale de reception et selon les modules soit :

la sortie 1PPS est desactivée
soit et/ou un pin signale que la "releve" est prise par la bdt du
recepteur et donc genere du 1PPS "dégradé
(voir les modules qui font du dead reckoning )
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oui en gros pour le positionnemment, mais là ce n'est pas ce que l'on
cherche ! , l'on recherche juste une (un seul suffit en theorie )
reception sat pour deriver un signal 1 PPS meilleur que n'importe quel
systeme xTal ,
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plus d'autre facteurs ! ;o)
mais cela ne joue pas sur la stabilité de la frequence d'emission
c'est d'ailleurs cette stabilité qui permet de sortir un signal utile.
il suffit d'ecouter (voir) en bande de base la constellation GPS
visible , ça ressemble à du bruit blanc !

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l'inverse :oÞ
Rvl



Re: oscillateur à quartz basse consommation
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Ok ,

Si j'ai bien compris, le 1pps est derivé par division de la frequence
d'emission des satellites (1,575GHz) et pas de la frequence locale
je ne suis pas assez  expert dans ce domaine et je me fie donc a ton point
de vue
A+

--

Alain



Re: oscillateur à quartz basse consommation
Oui le systeme à base de GPS plus Quartz thermostaté est precis. J'en
utilise un depuis deux ans, precision 10 puissance -11.
Je pilote tout mon labo ( frequencemetres, géné BF et UHF)
Je vais bientôt vendre mes surplus sur Li Bay (recepteur GPS dédiés, Qz 10
Mhz thermostaté et très stables)

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