-
1. Data: 2012-12-28 14:11:13
Temat: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Od: "jedrek" <w...@p...onet.pl>
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?
-
2. Data: 2012-12-28 14:59:14
Temat: Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Od: "Krzysztof Kucharski" <s...@p...onet.pl>
Dzień dobry
Użytkownik "jedrek" <w...@p...onet.pl> napisał w wiadomości
news:kbk661$o82$1@mx1.internetia.pl...
> Ktoś ma jakiś sprawdzony praktycznie patent na precyzyjny,
> bezinwazyjny pomiar częstotliwości generatora taktującego w
> praktycznie każdym sprzęcie AGD posiadającym zegarek 32,768kHz
> (mikrofalówka, kuchenka gazowa, itd.)?
[...]
Polecam lekturę następującej książki: "Naprawa kalkulatorów i zegarków
elektronicznych", Bogdan Sosiński, WNT 1986, ISBN 83-204-0751-6. Na
stronach 103 i 104 tejże jest opisany prosty chronokomparator. W
skrócie: czujnik pojemnościowy (kołowa elektroda o średnicy 30 mm
wykonana na laminacie i wzmacniacz (BF245, BC107B i UL1321) dający na
wyjściu sygnał o poziomie rzędu 10 mV. Właściwy układ pomiarowy
zbudowany jest na 2 szt. UL1321 oraz UCY7400, UCY74193 i UCY7442.
Odczyt za pomocą 4 szt. LED.
Pozdrawiam - Krzysztof Kucharski
-
3. Data: 2012-12-28 15:13:46
Temat: Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Od: RoMan Mandziejewicz <r...@p...pl.invalid>
Hello jedrek,
Friday, December 28, 2012, 2:11:13 PM, you wrote:
[...]
> Pozostaje zrobić wtórnik źródłowy z szeregową pojemnością na bramce rzędu
> 0,5pF i wpinać się tym na kwarc, czy może jest jakaś lepsza metoda, która w
> żaden sposób nie rozstroi w czasie pomiaru drgań generatora?
A próbowałeś metody mechanoakustycznej? Drugi kwarc o takiej samej
częstotliwosci powinien odebrać drgania przy zetkniętych obudowach.
Ale może je podciągać do siebie przy zbyt mocnym sprzężeniu.
--
Best regards,
RoMan
Nowa strona: http://www.elektronika.squadack.com (w budowie!)
-
4. Data: 2012-12-28 17:20:57
Temat: Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Od: Piotr Gałka <p...@C...pl>
Użytkownik "Krzysztof Kucharski" <s...@p...onet.pl> napisał w
wiadomości news:kbk8jt$iu1$1@node2.news.atman.pl...
> Dzień dobry
>
> Użytkownik "jedrek" <w...@p...onet.pl> napisał w wiadomości
> news:kbk661$o82$1@mx1.internetia.pl...
>> 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.)?
> [...]
>
> 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.
>
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.
-
5. Data: 2012-12-28 22:10:20
Temat: Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Od: "Krzysztof Kucharski" <s...@p...onet.pl>
Dobry wieczór
Użytkownik "Piotr Gałka" <p...@C...pl> napisał w
wiadomości news:50ddc6e7$1@news.home.net.pl...
[...]
>> 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.
>>
> 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.
[...]
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
-
6. Data: 2012-12-28 22:58:01
Temat: Re: Precyzyjna kalibracja generatora z kwarcem zegarkowym 32768kHz - bezstykowy pomiar
Od: "wt" <s...@p...onet.pl>
> 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.)?
>
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