¿Cómo eliminar el ruido no cuadrado del oscilador Pierce?

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Debido a que estoy trabajando en algunos proyectos de microcontroladores AVR que tendrán múltiples procesadores que comparten relojes, quería crear un circuito sólido y confiable para proporcionar un reloj después de cambiar los fusibles AVR, por si acaso. ;)

Creé un oscilador Pierce a 4.096 MHz y da una señal decente y una frecuencia casi perfecta con una muy buena pendiente vertical hacia los bordes, pero tiene muchos problemas que no son cuadrados:

Aquíestámicircuito:

YsurealizaciónenVeroboardgenuino:

Lapreguntaes:¿Quépuedohacerparaeliminarlamayoríaotodosloscomponentesdelaseñal"puntiaguda" cuando la señal es alta? ¿Hay componentes adicionales que podría agregar a condición de que todavía tengan una onda cuadrada utilizable para sincronizar un AVR que depende de un reloj externo?

    
pregunta TomServo

2 respuestas

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  1. ¡No estás alimentando los inversores!
  2. Oh, espera, eso es un error en el esquema. Aun así mal. Este error lleva directamente a:
  3. Debido a que no está mostrando cómo se alimentan los inversores en el esquema, hace que sea menos obvio que se olvidó de la tapa de derivación.

Hazlo bien. Muestra todo en el esquema, incluso cómo TODOS los chips funcionan. Los chips digitales como este necesitan una tapa de derivación entre sus pines de alimentación y tierra lo más cerca posible del chip. Una cerámica de 1 µF haría muy bien.

El hecho de que las partes superiores de las formas de onda estén desordenadas, pero los fondos limpios, es una pista inmediata de que el desorden realmente proviene de la energía.

Piénsalo. Cuando la salida digital es alta, está básicamente conectada a Vdd a través de un FET de unos 100 Ω como máximo. Si hay una mierda en la salida sin nada que la cargue, entonces esa mierda viene de Vdd. Hmm ¿Cómo pasó eso pasando por alto a esa frecuencia? Oh, mira, no hay tapa de bypass! Esto realmente debería haber sido un proceso de pensamiento bastante obvio.

Un problema adicional es que está usando partes 74LS para impulsar el cristal. Una resistencia de realimentación de 1 MΩ no va a hacer mucho en un inversor 74LS. Los bordes duros resultantes están causando un importante contenido de armónicos fuera del cristal, que está sonando tan fuerte que está contaminando la fuente de alimentación, que se ayuda a lo largo de la decisión de dejar de lado la tapa de derivación. Parece que tu ruido es el cuarto armónico, casi seguramente causado por el cristal.

Use un inversor CMOS con niveles de entrada balanceados (no TTL), agregue la tapa de derivación y todo debería estar mucho más limpio.

    
respondido por el Olin Lathrop
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Un oscilador Pierce XTAL es una retroalimentación negativa lineal con un cambio de fase de 180 grados y una inversión de 180 grados, lo que da como resultado una oscilación saturada de CA estable.

La retroalimentación de CC negativa R actúa como un filtro de paso bajo de manera que auto-desvía la entrada para una salida de ciclo de trabajo del 50%.

Un oscilador de relajación Schmitt trigger es lo que usted ha mostrado, que se basa en la histéresis entre dos umbrales para hacer un oscilador de relajación Astable. Excepto que tiene un número de pieza TTL en lugar de CMOS. hmm.

Por lo tanto, el problema es que no se puede usar la histéresis en un oscilador Pierce.
Debe ser un inversor lineal.

A menudo se sugiere la preferencia a UB o a los inversores sin búfer para evitar la resonancia en los armónicos de la alta ganancia, aunque esto puede atenuarse con una serie R en la salida para que actúe como un LPF.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

Desafortunadamente, hay algunos sitios con información falsa sobre este circuito y Su teoría de la operación. Este sitio es un ejemplo que muestra el disparador de Schmitt. Esto es completamente incorrecto y ninguna unidad de usuario utiliza un disparador Schmitt internamente para resonadores externos.

    
respondido por el Tony EE rocketscientist

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