廉价频率计升级为精密仪器

松原老糊涂

廉价频率计升级为精密仪器

      概述

      频率计的测量精度，主要取决于内部的时钟源。时钟源精度高，那么频率计的精度就高。基于这一点，我们可以把廉价的频率计，通过更换时钟源的方式提高精度。这里采用了一只54所的OSC5A2B02型温度补偿型精密晶振用来改造HC-F1000L型频率计。HC-F1000L型频率计，因其物美价廉，社会拥有量很大。虽然内部的时钟源也有温度补偿功能，但是，由于晶振的稳定度本身不高，对测量精度要求不高的情况下，可以满足要求。对测量糖度要求高时，还是不尽人意。改造后的频率计，测量精度可达10PPB。

      时钟源的制作
      
      为了减少晶振受外部影响，这里采用了5伏精密稳压电源为其供电。晶振的微调电压从标准5伏通过多圈可调电阻来分压获取。



      PCB设计时，无传输线的地方全部敷铜，同时，合理安排接地通孔和输出信号线的沿线通孔实现对信号的屏蔽作用。





      改装方法

1、打开HC-F1000L型频率计，焊掉时钟源的金属屏蔽罩。可以看到内部结构，振荡器和波型整型均由一只74HC04完成。焊掉后壳上的信号输出BNC插座上的连线，待用。



2、焊掉原机10MHZ晶振，将制作的时钟源输出信号用刚刚焊下的连线引出，注意地线要严格就近接地。

3、将原10MHZ信号输出线电路板一侧的插座芯线剪断，地线不动。芯线连接到74HC04芯片的13脚上。实际上就是利用这个原来的输出线，将时钟源的输出连接到了74HC04的13脚上。



4、时钟源的供电取自HC-F1000L频率计的整流输出，约9V直流电。



5、将时钟原用纳米双面胶粘在底板上，改装结束。



      时钟源的校准

      最好采用专业的校准设备对时钟源进行校准。本人采用的方法是，利用手中的一只0.1PPM的32768HZ温补型晶振对其进行校准。方法是，频率计和32768晶振均上电半小时后，用频率计测量32768HZ晶振，调节时钟源的微调电阻，使测量值显示32768000，即表示时钟源校准完成。校准后，控制端的电压约为2伏。所有，即便您没有办法校准时钟源，可以把控制电压调节到2伏，此时的时钟源输出频率已经非常接近10MHZ频率 。经实际使用，原频率计即便上电半小时以上了，测量值也会变动的情况基本上没有了。自认为这次的改造，成功！

      当然，如果您有更好的更简洁的方法，或对本方法有意见，诚请批评指正。

      

老农夫

我没看错的话是用32768的低频来校准10M的高频基准源。

lidawei1

频率计改五十四所的恒温晶振，iwatsui的7205或7207是最好改的了，机器内部有空闲的+5v供电接口，有外接10Mhz源接口，10Mhz恒温晶振可以直接取电，输出接外接源输入，恒温晶振只要外接一个可调电阻，可调电阻贴紧恒温昌振外壳，不用线路板，机内随便固定一下即可。可使用gps模块的秒脉冲进行校正，校正后频率稳定度可达10e-8，妥妥的8位半 ，长时间一动不动：

几年前改的机器，当时冬天、夏天都用gps秒脉冲进行观测，基本都是稳定的，末字偶尔有1个字左右的跳动。去年再次观察，末字跳1的机会比之前多了些。

松原老糊涂

补充一句话，改造后的频率计，使用时要预热15分钟以上。

dianziwg

除了心理作用，基本没有什么其他作用，原机的稳定度在-6，换的这种校准好了估计能到-7.

量子隧道

原机算是“恒温”晶振。您的这个新晶振是恒温还是温补？一般来说，温补的不如恒温的。不过你可以比较一下两个的具体参数。

JHXC

量子隧道 发表于 2023-10-30 09:42
原机算是“恒温”晶振。您的这个新晶振是恒温还是温补？一般来说，温补的不如恒温的。不过你可以比较一 ...

这个是恒温晶振。如果是温补晶振，效果就会打折扣。楼主描述有误！

该型号的二手恒温晶振5元就可以买到，不过要多买几只，不一定每只都满意。

松原老糊涂

JHXC 发表于 2023-10-30 10:31
这个是恒温晶振。如果是温补晶振，效果就会打折扣。楼主描述有误！

该型号的二手恒温晶振5元就可 ...

多谢指导。

松原老糊涂

老农夫 发表于 2023-10-30 09:03
我没看错的话是用32768的低频来校准10M的高频基准源。

是这个意思。

松原老糊涂

lidawei1 发表于 2023-10-30 12:00
频率计改五十四所的恒温晶振，iwatsui的7205或7207是最好改的了，机器内部有空闲的+5v供电接口，有外接10Mh ...

你真棒，向你学习。

lmwyl

我也是用此方案改制的，见数码之家的“拆解一台HC-F1000L频率计”，原机根据实测预热应该约60分钟以上才稳定，改制用五十四所的恒温晶振10.000MHZ后实测预热约2分钟后就可基本稳定了。改制后实际使用时发现开机自检与显示异常，此时需要手动按RESET键恢复正常，请问你是怎么解决此问题的欢迎交流。