Здравствуйте, коллеги-радиолюбители ! На днях мне приехали два опорных TCXO-генератора с возможностью подстройки частоты. Один из них, на 24 мгц, я хотел установить вместо совсем не термостабильного кристалла генератора в опять же функциональный ГЕНЕРАТОР Juntek 6900 (вот такая тавтология – устанавливаю генератор в генератор J ). Заранее скажу, именно в этот генератор поставить не получилось, он не «завёлся». Предполагаю – мои кристаллы дают синус на выходе, а тот что стоял там штатно, на осциллограмме показывает что-то похожее на меандр (мои «ослики» плохо передают прямоугольную волну на частотах выше 10 мгц к сожалению). Следовательно надо искать генератор с выходом CMOS или TTL. А таких с регулировкой частоты я не видел (есть задумка сделать конвертор – из синуса меандр получить проще чем наоборот).
Почему именно с регулировкой частоты? В этом и есть вся суть проекта!
У меня два функциональных генератора, один уже упомянутый JDS-6900 аж до 60 мгц, а второй довольно «древний «китаец» MHS-5200 до 25 мгц, который появился у меня еще в самом начале занятий радиолюбительством 6-7 лет назад (и то он стоял у друга долгое время до этого). И всё бы хорошо, но… и тот и другой генераторы имели довольно приличную погрешность по частотам, в сотни герц. А ещё и приличный температурный дрейф, который может продолжаться минут 20-30. У MHS есть режим калибровки частоты, но там просто меняешь некий коэффициент, и изменение его даже на 1 единицу уже даёт скачок в более чем 120 герц, разве это регулировка? В общем, в «ноль» не попасть в принципе. В JDS же я вообще не обнаружил режима калибровки, документации и информации в интернете никакой, перепробованы все мыслимые комбинации клавиш… подозреваю что «китаец» упростил его донельзя и там вообще нет этого режима. А самое неприятное в обоих приборах – температурный дрейф.
Но речь сегодня пойдёт о другом генераторе – MHS-5200. В качестве опоры там применили обычный кварцевый резонатор на 16 мгц в smd-корпусе. Поэтому собственно и погрешность, и дрейф там присутствовали. Этот кварц просто тактует микроконтроллер-СТМку, а она уже видимо в свою очередь тактует микросхему ПЛИС, поскольку у самой ПЛИС генератора не обнаружено. В связи с этим было решено поставить эксперимент по замене единственного обнаруженного кварца на стабильный генератор с возможностью подстройки.
У СТМ32 штатно предусмотрены выводы для подключения внешнего опорного генератора OSC_IN и OSC-OUT, куда по стандартной схеме с конденсаторами обычно вешается кварц. Но на микроконтроллер можно подать и сигнал с генератора, он подаётся вход OSC_IN (OSC-OUT нужно оставить «в воздухе» или как то зашунтировать, сейчас не помню), а питание на генератор уже организуем самостоятельно. Опытным путём, отпаяв кварцевый резонатор, просто припаял выход генератора (а сам корпус у генератора достаточно огромный J ) на один из контактов для осциллятора (и сразу же как выяснилось потом «попал» на нужный), даже не отпаивая обвязку стоявшего там резонатора (два конденсатора). Питание 3.3в нашлось рядышком на плате (небольшой стабилизатор типа 1117), проводами МГТФ соединил питание и «землю» на соответствующие выводы.
Собрав плату, подал питание – и генератор ЗАВЁЛСЯ ! Частоту на выходе измерял другим генератором с функцией частотомера – FeelTech 2900, который взял у товарища (r3tli), и этот генератор в своё время был проверен – его частота отличалась от «эталонной» не более чем на десяток герц, также как и измеряемая частотомером величина.
Естественно, частота на выходе отличалась от той, что выводилась на дисплей генератора, ведь опора там теперь стояла совсем другая. Подбором коэффициента в меню найдено наиболее близкое значение частоты, а затем регулировка отвёрткой на корпусе опорного генератора окончательно развеяли мои сомнения относительно успеха эксперимента – частота на выходе менялась (корректировалась) именно так, как этого хотелось !!! Удалось сделать регулировку с ошибкой в 3-4 герца, точнее и не надо учитывая погрешности измерений и ожидаемый температурный дрейф, а он будет не смотря на ТСХО, просто исчисляться будет герцами, а не сотнями.
Поскольку опорный генератор довольно большой, приклеил его на двусторонний скотч на плату, выход опоры припаял непосредственно. Второй свободный вывод где раньше стоял кварц – оставил в воздухе. Конденсаторы тоже не отпаивал, похоже они не мешают.
Закрыл корпус и оставил включенную генерацию на час. В течение этого часа погрешность частоты изменилась с 3-4 гц на 9-10 гц, что вообще близко к идеальному и точнее уже не подстроишь.
В MHS-5200 есть также функция частотомера, и он измеряет уже до 30 мгц. Однако тут тоже выявилась определенная погрешность, а именно при 30 мгц — на 214 герц вверх. Опора у них общая с генератором, потому видимо это уже программная ошибка подсчёта, возможно она была заложена умышленно для компенсации погрешности самого генератора с обычным кварцевым резонатором, при его самопроверке. Но так или иначе, калибровки её нигде нет, но погрешность эта линейная, то есть при 15 мгц она ниже ровно в 2 раза – 107 гц, при 10 мгц – 71 гц (разброд и шатание в 1-2 гц всё равно будет, не надо на это обращать внимание).
Если подвести итог: внедрение регулируемого термокомпенсированного опорного генератора в функциональный генератор сигналов MHC-5200 прошло успешно. Если процитировать Михаила r3tli – «Для маленького настольного прибора – достойно»
Спасибо !