Distribución de la variación de frecuencia de los osciladores

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Estoy investigando los efectos de la inexactitud del oscilador en las aplicaciones relacionadas con la temporización y, por lo tanto, estoy interesado en la distribución de la desviación de frecuencia para los osciladores comunes, como los basados en LC o Crystal. Seguramente son diferentes para cada oscilador y para cada tipo de oscilador, pero solo me interesan las características generales de la distribución.

Suponiendo, por ejemplo, que la deriva de frecuencia se puede expresar como $$ \ tilde {f} = f * (1 + n_f) $$ donde f es la frecuencia nominal, estoy buscando la distribución de n_f. Lo hace por ejemplo ¿Tiene sentido asumir que es gaussiano?

O alternativamente para la estimación t_hat del tiempo real t y suponiendo que sea dado por $$ \ hat {t} = t * (1 + n_t) + d $$ donde d es el desplazamiento del reloj, estoy buscando las características de n_t.

Bosquejo del escenario:

Tengo un oscilador / reloj (muy pequeño, es decir, < 1.5 mm ^ 3, y bajo consumo de energía) que quiero operar durante, digamos, 48 horas.

Antes de la operación y después de la operación sincronizo con un reloj atómico. Me interesa la inexactitud de las mediciones de tiempo en el tiempo de operación si mido intervalos de tiempo, que están en el orden de un segundo, y el tiempo absoluto cuando comencé a medir ese intervalo.

¿Cuáles son los componentes de error más relevantes que conducen a la inexactitud en las dos mediciones de tiempo (el tiempo de intervalo y el tiempo absoluto)?

    
pregunta bonanza

2 respuestas

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Comience con su requisito de frecuencia de error de ppm y rango de temperatura de funcionamiento deseado, luego defina o elija el resonador que cumpla con este criterio. El cristal de cuarzo de corte AT más común viene con diferentes cortes de ángulo que afectan la curva de error de temperatura frente a ppm de 3er orden y se pueden elegir en un rango de temperatura muy amplio o en un rango estrecho.

Una vez calculé los coeficientes de 3er orden para hacer un TCXO por menos de $ 1 usando probadores para agrupar las curvas XTAL en 10 segundos y las varicaps en 1 segundo para que coincidan con un termistor para calcular el DAC Vf para compensar el tempco de 3er orden en -40 para + 70'C dentro de 1ppm. Ahora puede comprar los osciladores TCXO de 2 ppm por unos pocos dólares o menos.

Los cristales de reloj a temperatura ambiente utilizan un cristal templado parabólico centrado a 28'C

respondido por el Tony EE rocketscientist
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La desviación de la frecuencia del oscilador NO es un evento aleatorio, por lo tanto, elimine todas las herramientas de análisis estadístico.

Hay una serie de causas de la variación de la frecuencia del oscilador según el tipo específico de oscilador y la topología de su circuito. P.ej. Colpitts, Hartley, cristal, RC, cavidad resonante, resonador cerámico, etc.

La causa principal es el cambio de temperatura de funcionamiento, independientemente del tipo de oscilador. La siguiente causa más grande suele ser la tensión de alimentación relacionada. Los osciladores usualmente tienen un amplificador en su núcleo. Las enfermedades de los amplificadores, como la deriva de ganancia, la inestabilidad de ganancia, el ruido, los efectos de saturación, etc. también son una causa importante de "deriva".

El envejecimiento de los componentes es otro factor, al igual que los efectos ambientales como la humedad y la vibración.

Todo se trata de Causa y amp; Efecto. Los mejores análisis de la desviación de frecuencia del oscilador generalmente comienzan con la construcción de un modelo matemático o P-Spice detallado y realista del circuito del oscilador. Esto implica un poco de trabajo de detective para identificar los factores reales específicos del circuito que pueden cambiar la frecuencia de salida del oscilador. Por lo general, existen muchos factores de este tipo y su clasificación puede ser bastante confuso, hasta el punto de que parecen ser aleatorios.

    
respondido por el FiddyOhm

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