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楼主: xjw01

自制32768Hz时钟信号感应器

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发表于 2018-2-24 20:51:23 | 显示全部楼层
xjw01 发表于 2018-2-24 18:50
。。。另外说一下,示波器对钟是可以的,可以读出6位,手上也有频率计,但没有示波器好用。至于绝对精度,我是用铷振比对的,足够精确的。手上还有2个恒温晶振,顺便用铷振比对,发现有一个误差2个字,所以我另外标了频率在上面。


你看,这不还是上了铷振么
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 楼主| 发表于 2018-2-24 22:00:18 | 显示全部楼层
铷钟是8年前买的,比对DDS等使用它,这次用来比对一下示波器。
当年,1个120元,还送了两个恒温晶振。
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发表于 2018-2-25 08:53:46 | 显示全部楼层
高手,动手能力强
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 楼主| 发表于 2018-2-25 13:49:48 | 显示全部楼层
上面计算Vm及fs使用近似估算法,所得Vm精度差一点,所以r值计算不够准确。完全计算又过于复杂,所以写成代码计算。把下面代码保存为htm即可
<htm>
<head>
<title>晶振扫频计算器</title>
</head>
<body style="font-face:宋体">
<b>晶振扫频计算器</b><br>

Vd<input type=text size=5 id=Cvd value=1330>mV,单位下同 fe<input type=text size=5 id=Cfe value=0.6 >Hz 频率计误差修正量<br>
V1<input type=text size=5 id=Cv1 value=150 > fs-1时电压<br>
V2<input type=text size=5 id=Cv2 value=202 > fs+0时电压 fs<input type=text size=5 id=Cfs value=32762 >Hz<br>
V3<input type=text size=5 id=Cv3 value=90  > fs+1时电压<br>
Vp<input type=text size=5 id=Cvp value=2.8 > fp+0时电压 fp<input type=text size=5 id=Cfp value=32801 >Hz<br>
<input type=button value="确定" onclick="calc()"><br>

<br>
<div id=Cout>
</div>

<script type="text/javascript">
function calc(){
var v1 = document.getElementById("Cv1").value-0;
var v2 = document.getElementById("Cv2").value-0;
var v3 = document.getElementById("Cv3").value-0;
var vd = document.getElementById("Cvd").value-0;
var vp = document.getElementById("Cvp").value-0;
var fs = document.getElementById("Cfs").value-0;
var fp = document.getElementById("Cfp").value-0;
var fe = document.getElementById("Cfe").value-0;

var y1=1/v1/v1, y2=1/v2/v2, y3=1/v3/v3;
var a=y2-y1, b=y3-y2, c=b-a;
var xm = -(a+b)/(2*c);
var ym = y2-(a+b)*(a+b)/(8*c);
var Co,CL,bz,r,A,Q;
A = Math.sqrt(1/ym);
r = 10*(vd-A)/A;
fs += xm+fe;
Q = Math.sqrt(c/8)*A*fs;
bz = fs/(fp-fs)/2; //Co/Cs的值
Co = 5000/(10*vd/vp);
CL = Co*(fp-fs)/(32768-fs);

document.getElementById("Cout").innerHTML =  '结果<br>'
  +'xm='+xm.toFixed(2)+'Hz 峰值点频偏<br>'
  +'fs='+fs.toFixed(2)+'Hz (改正后的fs,加上xm+fe)<br>'
  +'fp='+fp.toFixed(0)+'Hz<br>'
  +'A=' +A.toFixed(0)+'mV<br>'
  +'r=' +r.toFixed(0)+'千欧<br>'
  +'Co='+Co.toFixed(2)+'pF<br>'
  +'CL='+CL.toFixed(2)+'pF 含Co<br>'
  +'Co/Cs='+bz.toFixed(0)+'<br>'
  +'3dbQ='+Q.toFixed(0)+'<br>';
}

</script>
</body>
</html>
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 楼主| 发表于 2018-2-25 15:16:46 | 显示全部楼层
washu 发表于 2018-2-24 20:50
如果是研究另当别论,我当年也掉进 1302 和晶振的大坑  搞得我后来烧频率计,烧铷振,烧  ...


怎么说“掉进1302大坑”?
业余用1302有误差可以调整的,可软件调整,也可以调整负载电容,只要有心去做,可以调准它。现在元件一致性还是比较好的,调好一个,其它用同样的参数就可以了。

软件可以这样设计:
设置一个误差累计器,每天24点累计1次,如果夏天误差大,累计多一点,其它时间误差不大,累计少一点或不累计。
当误差差累计超过1分钟,则在1点的时候重调时间,误差累计器清零。
如果希望永远免人工调校,买个长波时码模块自动对时就可以了,那个东西很便宜的,十几元钱,信号是与国家授时中心同步的。如果想自己挑战,用三极管搭一个也可以的,性能还会更好,当然需要一点无线电的经验。
2008年,研究天文算法,之后想比对日食天象,这里就需要准确的时间进行观测,次年自己设计了几款长波接收机。在我们这里,可以收到河南商丘时码,也可以收到日本码。

你说的8025T,是淘宝首推的商品,找精密时钟芯片,8025T就会跑出来。我当时还收藏了不少商店。但用了那东西,制作乐趣少点。汽车上,温差极大,时间误差会比较严重,这时需要软件或硬件温度补偿,所以精密时钟比较适合。而一般场合,DS1302误差也不大的,即使误差大一点,只不过调钟经常一些而已,没什么大不了的。如果不想调钟,请使用时码钟,为了满足高考的要求,我校使用了5台时码钟,还是比较好用的。

实际工程中,大量使用定时器(如广告),钟也是不怎准的,但那是次要的,主要是里面的电池坏了,引起钟失灵。

我的铷振可不是用来调32768时钟的,完全可以不用。我实际步骤是这样的:
1.定时器做好了,与网络对时。
2.5天后,正好放假了,看看差多少,反复比对,发现仅走慢0.5s至1s的样了。这说明每天误差0.1-0.2s,相当于0.06Hz,即频率为32767.94Hz
3.花1天时间,设计一个感应器(不是楼主位的那个,只用了一个谐振器),用示波器看频率,显示32767.6Hz,说明频率计误差(32767.94-32767.6)/32767.94=9ppm
4.完善感应器设计。感应器是很容易设计制做的,要设计的完善一点,那比较麻烦。有了感应器,家里的台钟、手表顺便测了一下频率。
5.到了大年初六,正好有空,拿出铷振比对示波器的频率,发现示波器误差是8ppm,这说明,利用5天观察的结果与铷振比对的结果是一致的。
铷振其实不好用,他很耗电。那天,铷振一开机就坏了,焦味很重。拆开看,原来是15V电源的钽电容爆了。即然铷振拿出来了,就顺便比对一下恒温晶振,那个比较省电。以后,准备把铷振电源改为12V,免得再爆钽电容,只是电流大一点,还是可以锁定的。
所以说,我不明白铷振与业余校准32768有多大关系,我觉得没多大关系,关键要有一个频率计。网络时间就已经足够准了,要想方便快速一点,用恒温晶振反而更方便。
如果想让你的钟工作10年以上,那就花费1年时间记录钟跑偏情况,然后软件调整就可以了,这样的制作会更有趣。我家那个小台钟,用了许多年,每年都是夏天需要调钟,很有规律的。

本贴本来一直都没提铷振的事,既然您提精度问题,把铷振引进来了,所以这里申明一点,业余校钟,与铷振没多大关系。如果确实需要精确一点的钟源,用恒温晶振更方便。









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发表于 2018-2-26 18:20:20 | 显示全部楼层
xjw01 发表于 2018-2-25 15:16
怎么说“掉进1302大坑”?
业余用1302有误差可以调整的,可软件调整,也可以调整负载电容,只要有心去 ...

坑,当然坑

我用 1302 是十多年前的事情了,那时还是新嫩大学生一枚,也没有数波,网上的例程错的又多(还有说 1302 是 IIC 总线的),根本调不通    而且 1302 不写入一个寄存器是不起振的,光是这个就坑了很多人   然后就是晶振问题,这还不大坑?当然最坑的就是没有定时中断,被人家用 430 的嘲笑了很多年
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发表于 2018-2-27 08:24:33 来自手机 | 显示全部楼层
大神,感觉能出成品了
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发表于 2018-4-8 10:55:25 | 显示全部楼层
本帖最后由 lmwyl 于 2018-4-8 11:46 编辑

说说我的看法,楼主上面的电路对于一般业余爱好者来说制作一个小电路并不是太大问题,但是关键在于元器件的选择测试设备条件限制直接影响到测试精度结果,这时钟32768Hz的精度前一段时间也让我困惑,其中是淘宝上买了几种32.76KHz石英晶体振商家大多数对技术参数一问三不知真搞不懂现在的这种石英N多卖家声称5ppm是指什么参数的?我们在淘宝上选这种石英多家都声称5ppm结果经过测验误差精度都不对包括原装KDS的,原来都以劣质年衰减大于3ppm的5ppm声称5ppm,实际其误差精度飘移大多数都在20ppm以上,但是问卖家要技术参数什么都不懂,是真不懂还是装不懂?,其实有的20ppm是石英晶体在厂家提供的标准负载容抗条件下的频率偏差而已,如果超岀此频率范围石英晶体振荡器会频率不稳定易影响精度,不过根据计算每天误差1秒既偏频0.379259259Hz,即0.10Hz每天误差0.26秒,我的土办法是先校正时钟后过正24小时看看时钟是快慢大约多少秒钟后粗调试一下再用以上方式以正10天再调试一次即十分精准日误差在0.26秒钟以内,调试方式是一般绝大多数32768Hz石英晶体的振荡频率都在是>32768Hz,因此只要改变石英晶体两端对地小负载电容即可,一般输入端电容应小于输出端电容,输出端用可变电容,5-20pf即可不过两电容不要相差太大否则也会岀现石英晶体振荡器会频率不稳定,关键是所用的调测仪器设备!,我是利用普源DS1102E示波器其分辨率在32768Hz频段时能分辨十分稳定的0.1Hz轻而易举的调岀日误差小于0.26秒以内,经验是在输入端串联3pf小电容一般调试在32767.7-32767.9Hz后每十日精调0.1-0.3Hz即可,如果利用可变电容上标记角初分辨至日误差在0.1秒也是可能的,但是在这里应当考虑到温度等对石英晶体的误差。比如当对校10天误差慢约5秒钟多直接在原有频率上加0.2Hz就差不多了,不过有一种直接用绕线的漆包线制成圈状将石英振荡器放入外用金属材料屏蔽在漆包线圈两端接普源DS1102E示波器应该也可以测试岀频率只是杂波要怎么简单去除。

补充内容 (2018-4-8 14:06):
32768Hz的石英5ppm日误差最大本身就约0.432秒,月误差约12.96秒
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发表于 2018-4-11 19:14:50 | 显示全部楼层
washu 发表于 2018-2-24 16:35
DS1302 正品价格不低,官价 1.5 刀以上,目录商要二十来软妹,8025 真没贵上多少。

当然,假货宝也 ...

ds3231,我推荐这个。但是假货也是多。正版30好几,淘宝只卖6元。我在想其实真需要那么准?完全不是烧技术,是在烧器材。只能说开心就好。我桌面的辉光管钟,用电脑上拔下来的普通DS12C887,够用了。
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发表于 2018-4-14 13:07:36 | 显示全部楼层
本帖最后由 sandan 于 2018-4-14 13:11 编辑

基础太低了,这么好的文章基本没看懂。
谢谢分享!

信号发生器的频率比数字波稳定精度也高许多。
用信号发生器+玩具表:测晶体很准,却能看到偏差多少,32.768可看到0.01H变化,如实测一个32.768,最后确定实际32.7644

用手摸晶体一会儿,频点会下移,如移的快了多了,说明质量太差。
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发表于 2018-4-15 11:06:17 | 显示全部楼层
xjw01 发表于 2018-2-24 19:13
要说工程项目上的事,我不喜欢自己开发。我也喜欢使用现成的产品,省事多了。自己设计,太耗时,而且元件 ...

您这项目成本有点高呀!搞技术的作项目容易亏损 .
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发表于 2018-4-17 17:02:24 | 显示全部楼层
用DS3231,更准确。
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 楼主| 发表于 2018-4-18 14:25:15 | 显示全部楼层
washu 发表于 2018-2-26 18:20
坑,当然坑

我用 1302 是十多年前的事情了,那时还是新嫩大学生一枚,也没有数波,网上的例程错的又多 ...

都是网上抄程序啊?应该边抄边改才对,或者说,边抄边优化,这样容易成功,理解每行程序的作用。
我的第一个1302程序,是2008年左右,用单片机开发板调试成功的,没你说的那么复杂的。也用过其它时钟芯片,功能更多,也不见得多好用。
要说麻烦事,那倒有一个:最好接上10k欧的上拉电阻,以免出错。

以前做着玩,不关心精度。这次要实际应用,所以实测精度。测得精度很满意,所以无需调整。
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发表于 2018-4-24 07:48:20 | 显示全部楼层
建议楼主制一批套件模块与调试好的成品在马云
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发表于 2018-4-24 16:10:44 | 显示全部楼层
sandan 发表于 2018-4-14 13:07
基础太低了,这么好的文章基本没看懂。
谢谢分享!

这个方法更好!不知选用那款信号发生器更好用?
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