Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar

Dec 28, 2012 5 Replies

Kto¶ ma jaki¶ sprawdzony praktycznie patent na precyzyjny, bezinwazyjny pomiar czêstotliwo¶ci generatora taktuj±cego w praktycznie ka¿dym sprzêcie AGD posiadaj±cym zegarek 32,768kHz (mikrofalówka, kuchenka gazowa, itd.)? Wiêkszo¶æ obecnie wstawianych chiñskich ma³ych rurkowych kwarców 32768Hz to jaka¶ pora¿ka (lub kwestia dobrania "na oko" pojemno¶ci przy rezonatorze, lub w ogóle ich brak). Zegarki po tygodniu potrafi± siê rozjechaæ 2 minuty!!! To porz±dny mechaniczny zegarek na¶cienny, kuchenny z wahad³em i kuku³k±, wagami podci±ganymi na ³añcuszkach potrafi chodziæ nie gorzej ni¿ kilkana¶cie sekund na tydzieñ rozjechania, a ich wiejska elektronika leci na ³eb o rz±d wielko¶ci gorzej! Potem wkurza to co tygodniowe nastawianie od nowa czasu w tych wiejskich elektronicznych pseudozegarkach.



Poniewa¿ wiêkszo¶æ tego sprzêtu (zalana wielk± krop± ko¶æ bez obudowy) nie ma dedykowanego, odseparowanego wyj¶cia testowego 1Hz (tak jak np. zegarki czasu rzeczywistego z gatunku PCF8563) - gdzie mo¿na sobie zapi±æ (bez obawy o rozstrajanie czêstotliwo¶ci drgañ generatora) miernik okresu gdzie z taktowaniem precyzyjnym wewnêtrznym tcxo 10MHz mo¿na sobie ustawiæ precyzyjnie czas trwania sekundy na 1,0000000s i zegarek w warunkach temperatury pokojowej chodzi wtedy nie gorzej ni¿ 0,5sek na tydzieñ - pojawia siê problem metody pomiaru czêstotliwo¶ci drgañ. Wpiêcie na ¿ywca sond± pomiarow± na nó¿kê rezonatora nie wchodzi w grê. Nawet 10pF lepszych sond pomiarowych stanowi na tyle du¿e rozstrojenie drgañ, ¿e pomiar zafa³szowany (zani¿ona czêstotliwo¶æ). W wiêkszo¶ci wypadków nawet sama sonda do³o¿ona do tych "delikatnych" zasilanych napiêciem 1,5V generatorów (czy to zegarek narêczny, czy ¶cienny zegar na jednego paluszka R6) powoduje zerwanie drgañ. Próbowa³em wykorzystywaæ cewkê kilkadziesi±t mH (taka jak filtry MPX w uk³adach dolby magnetofonów diory, cewka 10x10) z równoleg³± pojemno¶ci± dostrojon± do rezonansu przy 32768Hz, potem wtórnik ¼ród³owy na fecie, wzmacniacz rezonansowy na wzmacniaczu ograniczniku (np UL1201, czy nawet zwyk³a p.cz. FM UL1200 z obwodem rezonansowym na wyj¶ciu dostrojonym do



32768kHz) liczy³em, ¿e przez zbli¿enie cewki pomiarowej uda siê z³apaæ stabilny odczyt - ale niestety lipa, sygna³ zbyt s³aby. Metoda ta znakomicie siê sprawdza dla kwarców 12MHz, gdzie podobna cewka dostrojona do wskazanej 12MHz ju¿ w odleg³o¶ci 2cm od kwarcu chwyta piêknie stabilny odczyt na czêsto¶ciomierzu.

Pozostaje zrobiæ wtórnik ¼ród³owy z szeregow± pojemno¶ci± na bramce rzêdu



0,5pF i wpinaæ siê tym na kwarc, czy mo¿e jest jaka¶ lepsza metoda, która w ¿aden sposób nie rozstroi w czasie pomiaru drgañ generatora?

Dzieñ dobry

U¿ytkownik "jedrek" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:kbk661$o82$ snipped-for-privacy@mx1.internetia.pl...

[...]

Polecam lekturê nastêpuj±cej ksi±¿ki: "Naprawa kalkulatorów i zegarków elektronicznych", Bogdan Sosiñski, WNT 1986, ISBN 83-204-0751-6. Na stronach 103 i 104 tej¿e jest opisany prosty chronokomparator. W skrócie: czujnik pojemno¶ciowy (ko³owa elektroda o ¶rednicy 30 mm wykonana na laminacie i wzmacniacz (BF245, BC107B i UL1321) daj±cy na wyj¶ciu sygna³ o poziomie rzêdu 10 mV. W³a¶ciwy uk³ad pomiarowy zbudowany jest na 2 szt. UL1321 oraz UCY7400, UCY74193 i UCY7442. Odczyt za pomoc± 4 szt. LED.

Pozdrawiam - Krzysztof Kucharski

[...]

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.

U¿ytkownik "Krzysztof Kucharski" snipped-for-privacy@poczta.onet.pl> napisa³ w wiadomo¶ci news:kbk8jt$iu1$ snipped-for-privacy@node2.news.atman.pl...

Jako student za wykonanie takiego urz±dzenia (w 81 lub 82) zarobi³em moje pierwsze prawdziwe pieni±dze (5000z³). U mnie miêdzy ko³ow± elektrodê a otaczaj±c± j± masê (bezpo¶rednio na laminacie tej anteny) pod³±czy³em równoleg³y obwód LC nastrojony na 32768Hz. Za tym by³ wtórnik (prawdopodobnie na BF245) i przej¶cie przez ¶ciankê ekranuj±c± do osobnej komory, aby wzmocniony dalej sygna³ nie sprzêga³ siê z anten±. Antena by³a ze wszystkich stron ekranowana - czyli by³ to prostopad³o¶cian z laminatu w którego jednej ¶ciance by³ wytrawiony okr±g. Wzorcem u mnie by³ generator 1MHz na 7400. Kwarca owin±³em blaszk± aluminiow± do której da³em termistor (mia³em jaki¶ taki przykrêcany) i BD139 (jako grza³k±)+ 741 = razem termostat. Generator zamkniêty w styropian (co¶ ko³o 5 x 8 x 3cm).

1MHz zliczany w 1s uzyskanej z zegarka i wy¶wietlanie ostatnich 3 cyfr - rozdzielczo¶æ 1ppm = rz±d 0.1s/dobê. Zleceniodawcy to wystarcza³o, ale widzia³em jak kiedy¶ próbowa³ wyt³umaczyæ zegarmistrzowi, ¿e 999 to mniej ni¿ 001 i nie za bardzo siê udawa³o. Ten zegarmistrz u¿ywa³ fabrycznego chronokomparatora który wy¶wietla³ + lub - i dalej zawsze ma³a liczba.

Jakie¶ 10 lat temu zrobi³em co¶ podobnego (sam± czê¶æ analogow±) i le¿y u mnie w szufladzie (mierzyli¶my zegarki w naszych kontrolerach RCP i wpisywali¶my cyfrow± poprawkê). Od tej pory ju¿ kilka razy zdarzy³o mi siê dobieraæ kwarc do zegarków (zarówno na ¶cianê jak i na rêkê). Trochê to czasu zajmuje, bo po ka¿dej podmianie trzeba poczekaæ a¿ ostygnie. Dobieram z dok³adno¶ci± rzêdu 1ppm. Po takim zabiegu zegarek praktycznie wymaga przestawiania tylko dwa razy w roku.

Kalibracjê czêsto¶ciomierza przeprowadzi³em w taki sposób (akurat takie rzeczy mia³em pod rêk±). Odbiornik DCF - no¶na na jeden kana³ oscyloskopu. Przestrajany generator 32768 na dzielnik 1:32768 i wyj¶cie na drugi kana³ (i z tego wyzwalanie). Reset licznika w odpowiednim momencie (aby zbocze wyzwalaj±ce nie by³o w przerwie DCF) i na ekranie mamy p³yn±c± powoli no¶n± DCF. Dostrojenie generatora do zatrzymania na ekranie tej no¶nej (z prêdko¶ci p³yniêcia da siê policzyæ odchy³kê ppm od no¶nej DCF). Przyj±³em (bez sprawdzania), ¿e no¶na DCF jest stabilizowana atomowo. Taki dok³adny 1Hz zmierzony moim czêsto¶ciomierzem (po wygrzaniu) pokaza³ mi, ¿e ma on (wzorzec czêsto¶ciomierza) odchy³kê o 4.2ppm. Jak dobiera³em kwarce to ju¿ nie powtarza³em kalibracji, ale przyjmowa³em, ¿e odchy³ka czêsto¶ciomierza siê nie zmieni³a (co zapewne jest najwiêkszym ¼ród³em b³êdu w moich obecnych pomiarach) P.G.

Dobry wieczór

U¿ytkownik "Piotr Ga³ka" snipped-for-privacy@CUTTHISmicromade.pl napisa³ w wiadomo¶ci news:50ddc6e7$ snipped-for-privacy@news.home.net.pl...

[...]
[...]

Nie ukrywam, ¿e i ja pope³ni³em powy¿szy uk³ad, a przynajmniej jego sondê :-) Sygna³ z niej poda³em na wej¶cie niskoczêstoliwo¶ciowe czeskiego licznika BM 642 (co¶ ko³o tego). Toto ustrojstwo mia³o, OIDP, maksymalny czas bramkowania prze³±czny sprzêtowo 10 sekund. Ale, dziêki implementacji w tym¿e IEC625 mo¿na by³o programowo znacznie wyd³u¿yæ czas bramkowania. Poniewa¿ dysponowa³em kart± (ISA) interfejsu IEC625 wraz z odpowiednimi bibliotekami do C/C++, to sp³odzenie stoswonego programiku by³o czyst± przyjemno¶ci±. Pocz±tkowo, miernik BM642 by³ bramkowany sygna³em 10 MHz z odbiornika PR1

225 kHz, produkcji bodaj¿e firmy MJM. Potem stosowa³em odbiornik GPS firmy MEINBERG. Pamiêtam, ¿e najwiêkszym problemem by³o zapewnienie jakiej-takiej d³ugoterminowej stabilizacji temeperaturowej mierzonego urz±dzenia. OIDP, termostatowane grza³ki fotograficzne oraz akwarystyczne sprawdza³y siê najlepiej :-)

Serdecznie pozdrawiam - Krzysztof Kucharski

Budowa sondy wymaga pewnego stopnia dok³adno¶ci i uwagi aby to dzia³a³o. Natomiast urz±dzenia sterowane przez kwarc wydzielaj± fale radiowe, które mo¿na odebraæ i u¿yæ do kalibracji bez wiêkszego problemu. Zwykle jeden pikofarad to jest oko³o sekundy na dobê. Jak jest wiêcej ni¿ oko³o 30 to kwarc trzeba wymieniæ. Jeden zwój drutu fi 0,5 na drucie w emalii fi 1 to jest oko³o jeden pikofarad. Pozdrawiam

Join the Discussion

Have something to add? Share your thoughts — no account required.

Didn't find your answer?

Ask the community — no account required