Просмотр полной версии : Как сделать источник опорных частот на микроконтроллере?
andry252
27.02.2020, 11:44
Имею Ч3-54 и китайский стационарный частотомер до 2.4ггц.
Решил избавиться от Ч3-54, так как пользуюсь им редко и места он съедает много, а за эти деньги прикупить что-то более необходимое для меня.
При этом хочется чтобы китаец мерил на уровне нашего частотомера.
Имею Гиацинт-М и уже давно прикупил NEO-7M.
Калибровать приборы я конечно могу и по neo. Установлена стационарная антенна и все заведено в мастерскую, но хочется сделать один невыключаемый источник опорных частот на базе гиацинта и схемы на микроконтроллере, которая бы выдавала запрограммируемые частоты на несколько независимых выводов.
С этих выводов нужные частоты я бы уже подавал на свои измерительные приборы.
В идеале бы хотелось конечно прикрутить гиацинт к neo, чтобы по нему корректировалась частота гиацинта, но это можно и позже реализовать.
А так вообще нужно с гиацинта подать 5мгц на контроллер и сделать из них 13мгц для китайского частотомера ну и так любую из частот (до 32мгц) вывести еще на пару-тройку разъемов в зависимости от варианта прошивки контроллера.
Подскажите возможно такое реализовать или может есть что-то уже из готовых конструкций?
Порылся, но пока ничего толком не нашел.
Может можно такое реализовать на ардуинке. У китайцев прикупил и Nano и Uno и STMку (брал для освоения).
13 MHz под китайский частотомер - проще купить готовый VCTCXO (или снять со старого мобильника), если уж производитель не озаботился приличным опорником. Это, конечно, не "Гиацинт", но в комнатных условиях легко дает 1E-7.
А вообще тема интересная, и не первый раз обсуждалась на форуме. Почитайте раздел, связанный с микроконтроллерами и темы по синтезаторам на SI5351.
Выходной сигнал "Гиацинта" умножить на 5. Полученные 25 МГц подать на тактовый вход SI5351.
Микроконтроллером программировать любую необходимую частоту SI5351.
andry252
27.02.2020, 12:56
Мобилок у меня валом и опорники на 13 и 26 есть, только я не в курсе насколько они стабильные. Этот вопрос меня давно интересовал. У китайца стоит обычный кварц и термостабилизация есть, но как-то коряво все сделано. Насколько помню корпус из жестянки без всяких термоизоляционных материалов.
Добавлено через 6 минут(ы):
Tadas, Короче нужно действительно эту ветку прошерстить, как рекомендовал rx3apf (http://www.cqham.ru/forum/member.php?4238-rx3apf). Частоту гиацинта умножать с помощью доп. каскада с контуром или что-то на цифровых микросхемах мудрить?
Решил избавиться от Ч3-54
Если надумаете избавляться от Ч3-54, то снимите опорный генератор который может иметь лучшую кратковременную и долговременную стабильности чем "Гиацинт".
andry252
27.02.2020, 13:11
Да он там какой-то глючный был. Последнее время приходилось прибор прогревать в течении получаса пока начнет счет моргать. В конечном итоге он перестал запускаться. Пришлось разбирать и лезть к этому опорнику. При всех напряжениях генерации на нем не было. Оставалось только его вскрыть. Все промерил и уперся в кварц. Насколько помню я до него добрался и то ли подключал другой квац, то ли еще как-то экспериментировал, но в итоге когда все подключил обратно, он собака завелся и работал. После пришел китаец и я его практически не включал, но когда включал глюка не было. Поэтому это сомнительный опорник.
Частоту гиацинта умножать с помощью доп. каскада с контуром или что-то на цифровых микросхемах мудрить?
По моему лучше исказить форму сигнала и потом контуром выделить пятую гармонику.
На цифровых - в голову приходит только ФАПЧ. Сложнее будет.
Хотя на 4046 может весьма лаконично получиться.
Мобилок у меня валом и опорники на 13 и 26 есть, только я не в курсе насколько они стабильные. Этот вопрос меня давно интересовал.
По опыту - 1E-7 (это еще из совсем старых) в комнате держит. Современные тем более (они и новые доступны, и из телефонов). Говорят, что если сунуть в простенький термостат, то и 1E-8 дает, что уже конкурентно с "Гиацинтом". Что у "китайца" - без фотографии заочно не угадать. Но проще дунуть феном и посмотреть, как меняются показания от известного стабильного источника.
Что же до источника сигналов - это ведь еще и от назначения зависит. Например, критична ли чистота спектра.
Владимир Л
27.02.2020, 16:46
По моему лучше исказить форму сигнала и потом контуром выделить пятую гармонику.
На цифровых - в голову приходит только ФАПЧ. Сложнее будет.
Хотя на 4046 может весьма лаконично получиться.
Если нужна одна частота -ставьте от мобильника. Там стабильность хорошая.Термостат нужен для обеспечения стабильности в широком диапазоне температур. Если для нормальной комнатной температуры- можно только температурную коррекцию. Ставьте кварц на хорошую плиту и колебаний температуры кварца не будет, а значит короткострочная стабильность обеспечится.
Проще всего для сетки частот сделать на DDS или PLL, да хоть на SI. Если без контролера, то можно попробовать, например ICS512 или подобные.Можно наоборот, генератор на 200 MHZ( или меньше) делить триггерами. Учтите, что цепи ФАПЧ дают дрожание фронта.
Tadas,
лучше исказить форму сигнала и потом контуром выделить пятую гармонику.
Та хоть 23-ю :).
330517330518330519
andry252
28.02.2020, 16:46
Мне конечно больше понравилась идея с SI5351, тем более у нее уже есть три независимых выхода, каждый из которых может выдавать свои запрограммированные частоты. Осталось прикрутить контроллер, в виде ардуинки и сделать что-то подобное http://www.ra3apw.ru/ublox-neo-7m-ocxo-gpsdo/, но уже с гиацинтом.
Тем более китайцы, так кстати, за копейки продают такие платки https://aliexpress.ru/item/32960745386.html?spm =a2g0s.8937460.0.0.7 3d82e0eY0neaQ
Можно конечно взять генератор от мобилок и поместить его в тот же "бокс" где в частотомере сейчас находится кварц. Наверняка показатели стабильности станут еще выше.
Но все-же хочется на столе иметь коробку из которой выходят нужные мне частоты и синхронизированные с GPS и с хорошим спектром.
А частотомер мой вот такой https://aliexpress.ru/item/32727362538.html?spm =a2g0o.productlist.0 .0.5f5825daMpdckt
В одной из тем про SI5351 была ссылка на генератор до 160 MHz с подстройкой по GPS. Но там, на первый взгляд, есть определенные тонкости, не позволяющие обеспечить максимальную чистоту спектра для 5351. Но идея заслуживает внимания, а пути доработки самоочевидны.
Модули от uBlox, насколько я в курсе, умеют генерить какую-то сетку частот кроме 1pps, но там со спектром все совсем плохо, если частота не совпадает с внутренней растактовкой (издержки топологии).
Один из путей - покопать в направлении, как это было реализовано в FE-5680-08.
Я бы лично пошел по пути VCTCXO 26MHz - SI5351, с целочисленными коэффициентами и триммингом опорника, попутно никто не мешает сделать тримминг по 1pps от GPS. Но вот готовой разработки не наблюдается, а у меня вроде как потребности нет...
По конкретно частотомеру - с типом понятно, но про "начинку" сможет сказать лишь обладатель. Сфотографируйте зону опорника внутри - станет понятнее.
XENOMORPH
28.02.2020, 18:55
Примитивная схема на SI5351 и ардуино NANO. Вход 5MHz, 3 выхода, 10, 13, и 26MHz.
Частоты на выходе корректировать в скетче.
Опорные частоты, изменять в файле si5351.h, в строчке #define SI5351_XTAL_FREQ 5000000 // 5MHz
330572
330573
andry252
28.02.2020, 19:18
Ой, спасибо огромное. Я правда в программировании вообще ноль, но думаю прошить смогу с помощью тырнетовских статей. Я только не помню, но голые сишки я вроде бы у китайцев заказывал. Поищу для попробовать. Если не найду буду заказывать платки с тремя выходами. Попутно хотел уточнить. Опору подаем напрямую или нужен внешний формирователь? Выходные частоты возможно самому корректировать или это не такой простой процесс, как правка частоты опоры (где-то про это читал)?
... попутно никто не мешает сделать тримминг по 1pps от GPS.
Время захвата будет весьма длительным. Но для постоянно включенного стандарта частоты сойдёт.
"Длительным" - это понятие растяжимое ("Гиацинт" ведь тоже греется достаточно долго). Смотря какая точность требуется. И, разумеется, придется приплюсовать время холодного старта, если "с нуля". Однако после старта через 10 секунд уже будет 1E-8, что более чем в большинстве применений. Тут GPS скорее для того, чтобы не думать о старении. И это необязательная опция, поскольку 1E-7 и без GPS будет в комнатных условиях.
"Длительным" - это понятие растяжимое
Я имел в виду время захвата ФАПЧ. При частоте сравнения 1 Гц и низкой крутизне перестройки VCTCXO это будет ооочень долго :smile:
АА если достаточн 1е-7, то и говорить не о чём.
XENOMORPH
28.02.2020, 20:40
Опорную частоту можно подавать напрямую, или через трансформатор (10 витков) на ферритовом кольце от LAN трансформатора, через разделительный конденсатор 0,1мкф на вторую ножку SI5351.
Амплитуда должна быть ~2Vpp. Печатные платы, как основа для самостоятельного корректирования 330581
С правкой частот, всё вроде наглядно видно. Опора 5MHz. Если 10MHz, меняем на 10000000.
По выходу, если этот модуль будет стоять непосредственно в частотомере, то ставить какой то драйвер, смысла наверно нет, а если использовать как некую коробку, как источник частот для нескольких приборов, при постоянном перетыкивании разъёмов, то драйверы нужны по двум причинам, одна из них, это подвисание (пропадание выхода) si5351, при касании выхода паяльником, подключение SMA разъёма, и т.п.
В одной, своей конструкции (простой, тестовый, проверочный генератор), я ставил встречно-параллельно BAV99, сбои ушли.
По поводу TCXO 26MHz. Сам применяю их, как опорные для SI5351. Стоят они в модулях GPS (в обвязке чипов), смартфонов, навигаторов, автомагнитол.
Если будете применять их (немного подкорректировать печатку), измените значение на 26000000, или с учётом коррекции, например 26000015 и т.п.
Как залить скетч в ардуино, думаю разберётесь.
Как-то так :пиво:
330582 330583 330584
Я имел в виду время захвата ФАПЧ.
Не, я имел виду чисто программно - т.е. делим VCTCXO 26MHz на 2 (чтобы вписаться в нормы тактовой процессора), тактируем им какой-нибудь AVR (или что угодно на выбор, по вкусу, лишь бы с нужным набором периферии), на ICP сигнал 1pps. А на управление опорником PWM (как вариант - два PWM, точно/грубо). Дальше, думаю, пояснять не требуется ;)
Дальше, думаю, пояснять не требуется
Нет, не требуется :smile:
Но потенциально возможной точности так не выжать.
Ну почему же ? Вопрос лишь во времени установления и стабильности опорника. На большее чем 1E-8 я бы без термостата и не замахивался бы. Да даже и с термостатом - тогда уж "Гиацинт", из рядового TCXO в термостате, боюсь, лучше не выжать. Да и то - потенциально все можно выжать разве что с рубидиевым местным.
andry252
29.02.2020, 00:23
XENOMORPH, Еще возник вопрос по опоре. Там в даташите вроде указаны две частоты 25 или 27мгц. Как понимаю исходя из этого здесь ранее мне предлагали умножить опору гиацинта для этого. Получается, что эти частоты не критичны для работы si5351?
XENOMORPH
29.02.2020, 00:48
Нет, не критичны. Есть нюансы на каких-то частотах получения шага менее 10 герц, а так, сколько не пробовал, проблем не было.
Если из гиацинта, или ЕЭ3.261.055, нужно получить "вкусную" частоту 10 MHz, просто отматывал половину витков с контуров усилителей, и подбирал ёмкости конденсаторов, для настройки на вторую гармонику. Ещё интересный момент, калибровать частоту гиацинтов, и аналогичных генераторов, нужно уже в сборе с устройством, так-как нагрузка сильно влияет на частоту (проверено рубидием).
Ещё хитрость, если заменить стабилизатор на стабилитроне в таких генераторах на более так сказать крутой, стабильность частоты, повышается примерно на один знак, при колебаниях напряжения выше работы стабилизатора.
andry252
29.02.2020, 02:19
Спасибо за инфу на счет стабилизатора. Крутой это какую-нибудь Т.е индуктивности уменьшаете те что внутри генераторов, я так понимаю? Я правда гиацинты не дербанил, а схему уже не помню, по наличию в ней контуров. Сейчас еще у себя откопал Ландыш-1А на 10мгц. Cишки пока не искал, не успеваю.
Коль вы так хорошо знаете этот синтезатор, обнаглею спросить. Буквально вчера искал на него инфу и наткнулся на интересный вариант замены обычного кварца, его аналогом, собранный как-раз на таком синтезаторе. То есть если нет дефицитного кварца, то можно поставить маленькую платку с контроллером и этой сишкой и за копейки поиметь ту частоту которая тебе нужна. Но там автор сего проекта как-то мутно объяснил, что самому вписать частоту не так туда просто. Но у него правда еще и кнопки там были чтобы итоговую частоту можно было двигать на пару килогерц. Вы случаем такого не делали в своей практике? Просто этот вопрос очень интересен, а все время просить человека переписать прошивку под себя не совсем удобно. А вы так просто носом ткнули в строки, где что подправить и все. Очень удобно.
И эта бы схемка на ардуинке пошла бы для такого, но жирновато выходит на таком контроллере. Что-нибудь восьминогое бы.
XENOMORPH
29.02.2020, 03:03
Да, контуры нужно перестроить согласно схемы (переделка под 10MHz, см. рисунок ниже).
Подстройкой конденсаторов и контуров, добиться наилучшей чистоты спектра, контролируя анализатором спектра (не максимальной амплитуды по осциллографу, хотя это тоже важно, а именно спектр с минимумом гармоник).
Стабилизатор установить 10 вольтовый (кренка), прецизионной серии, или TL431 + транзистор.
На 8-ми ногих микросхемах типа Attiny13, или PIC, не делал.
330600
Powered by vBulletin® Version 4.1.12 Copyright © 2024 vBulletin Solutions, Inc. All rights reserved. Перевод: zCarot