Làm cách nào để đo tần số của tinh thể đồng hồ bằng máy hiện sóng của tôi?

7

Tôi đang cố gắng đo tần số của tinh thể đồng hồ 32.768 kHz được kết nối với MCU AVR của tôi. Điều này là để tôi có thể tinh chỉnh các giá trị tụ điện của tinh thể để có được tần số chính xác. Tuy nhiên, tôi dường như không nhận được bất kỳ đầu ra nào trên máy hiện sóng của mình (Rigol DS1052E với các đầu dò của nhà máy).

Tôi đã thử đo giữa cả hai chân pha lê và giữa một chân và mặt đất và không nhận được bất kỳ đầu ra nào. Tôi đã đặt cầu chì chính xác cho tinh thể bên ngoài và MCU đang hoạt động.

Ngoài ra, ngay cả khi tôi có thể đo tần số, tôi có thể chắc chắn rằng tần số đo được là tần số mà nó sẽ chạy hay không, hoặc các đầu dò dao động cuối cùng sẽ cho tôi đọc sai lệch bằng cách nào đó? Nếu vậy, làm thế nào tôi có thể điều chỉnh các nắp để có được tần số 32.768 kHz ổn định?

avr oscilloscope crystal

— David Högberg
nguồn

Tinh thể nào bạn đang sử dụng, vui lòng thêm bảng dữ liệu và giá trị tụ điện hiện có trên bảng.?

— AKR

Đó là một tinh thể 30 PPM với mũ 22 pF. Tôi không có bảng dữ liệu vì trang web tôi đã mua chúng không có.

— David Högberg

1

Gợi ý: Bạn cũng có thể sửa lỗi cho sự trôi dạt liên tục trong phần mềm, một khi bạn đã đo tần số thực tế của tinh thể trong một khoảng thời gian, như 24h hoặc lâu hơn. Không cần đo dài hạn, điều chỉnh tụ điện, đo lường, điều chỉnh tụ điện, ...

— JimmyB

18

Nếu AVR hoặc bất kỳ MCU nào có cách xuất đồng hồ ra một pin bên ngoài, ngay cả khi nó chia nó xuống, tôi sẽ đo pin đó. Đo ở chân đồng hồ sẽ can thiệp vào tần số đồng hồ do điện dung của đầu dò phạm vi. Bằng cách này, nó được đệm.

— Cái thìa
nguồn

9

Trên thực tế, bằng cách nào đó tôi nghi ngờ rằng độ chính xác của máy hiện sóng sẽ đủ để điều chỉnh tần số của tinh thể thạch anh được sử dụng như một chiếc đồng hồ.

Ví dụ, chênh lệch 1s trong 24h bằng độ chính xác 0,001%. 1s trong một tuần là 0,00016%.

Việc hiệu chuẩn có thể được thực hiện với máy đo tần số. Nếu bạn có một độ phân giải 1Hz, bạn sẽ nhận được độ chính xác 3 giây mỗi 24h.

Máy đo tần số với độ phân giải 0,1Hz (và tất nhiên được hiệu chỉnh đúng) có thể cung cấp độ chính xác 300ms mỗi 24h.

Có một cách dễ dàng (nhưng mất nhiều thời gian hơn) rời khỏi đồng hồ để đếm thời gian trong 24 giờ hoặc thậm chí nhiều hơn và để đồng bộ hóa với tín hiệu đồng hồ radio.

Một cách khác là sử dụng các máy chủ thời gian có thể truy cập Internet với cùng một phương pháp.

— johnfound
nguồn

Tôi có một phạm vi 50 MHz. Vì vậy, trong một khoảng thời gian dao động trong tinh thể, phạm vi của tôi sẽ lấy 50000000/32768 = 1525 mẫu. Tôi không thấy làm thế nào nó có thể tính toán sai tần số trừ khi tôi thiếu một cái gì đó cơ bản?

— David Högberg

Bởi vì tính chính xác của XTAL trong phạm vi của bạn. Nhân tiện nên là một OCXO ...

— Blup1980

1

Kiểm tra đặc điểm phạm vi của bạn. Độ chính xác đo tần số là gì? So sánh nó với các số từ câu trả lời.

— johnfound

4

@ David: Tôi giả sử bạn muốn đo tần số bằng cách đo chiều dài thời gian và sau đó tính toán . Nhưng nếu tinh thể phạm vi của bạn tắt, nó sẽ cho bạn biết khoảng thời gian sai. Ví dụ: Giả sử bạn có phạm vi 1 MHz bị hỏng đến mức nó chỉ lấy mẫu ở 500 kHz. Nếu phạm vi này được sử dụng để đo khoảng thời gian 1 ms, nó sẽ thực hiện 500 mẫu. Nhưng vì không biết nó sai nên nó sẽ nghĩ rằng khoảng thời gian là dài. Vì vậy, bạn không thể đo tần số một cách đáng tin cậy nếu tần số phạm vi của bạn không đáng tin cậy.

f = 1 / T

$f=1/T$

T = \frac{500 samples}{1 MHz} = 500 µs

$T=\frac{500 \text{ samples}}{1 \text{ MHz}}=500 \text{ µs}$

— Geier

1

Nếu cần độ chính xác cao hơn dao động tích hợp trong phạm vi, hãy xem xét sử dụng hoặc hiệu chỉnh cho máy thu GPS với đầu ra 1 xung mỗi giây, chính xác hơn hầu hết các bộ dao động .

— Justin

7

Đầu dò sẽ làm xáo trộn phép đo và có thể là lý do tại sao mạch không dao động. Microchip thực sự có một ghi chú ứng dụng giải thích một phương pháp được đề nghị xác nhận tần số của bộ dao động tinh thể. Tôi đi kèm với một chương trình cơ sở đặc biệt xuất ra tần số xung nhịp (hoặc phiên bản chia của nó tùy thuộc vào chip.)

https://www.microchip.com/wwwAppNotes/AppNotes.aspx?appnote=en592059

Đối với độ chính xác của máy hiện sóng của bạn, tôi sẽ đề cập đến bất kỳ tài liệu hiệu chuẩn nào đi kèm với nó. Họ nên đề cập một cái gì đó về độ chính xác thời gian.

— nitro2k01
nguồn

4

Bạn đã đúng rằng tải điện dung từ các đầu dò có thể ảnh hưởng đến tần số tinh thể và trong trường hợp của bạn, có vẻ như nó có thể dừng hoàn toàn bộ dao động. Tùy thuộc vào chip và dòng I / O nào bạn có sẵn, phương pháp tốt hơn có thể là sử dụng ngắt hẹn giờ để chuyển đổi dòng GPIO mà bạn có thể đo mà không ảnh hưởng đến bộ dao động.

Một ưu điểm khác là miễn là bạn cẩn thận để đảm bảo rằng bộ hẹn giờ được thiết lập chính xác, bạn có thể chuyển dòng I / O sau một khoảng thời gian dài hơn và so sánh với tham chiếu bên ngoài sẽ cho độ chính xác cao hơn phạm vi. Nhưng liệu điều đó có đáng hay không phụ thuộc vào yêu cầu độ chính xác của bạn và thời gian bạn chuẩn bị để cắt tỉa bộ dao động.

— PeterJ
nguồn