Як ви калібруєте кристал 32,768 кГц для PIC24 RTCC

Я намагаюся знайти найкращий метод калібрування кристалів PIC24 RTCC. У примітці про їх заяву зазначено два способи: використання таблиці пошуку та використання годин системи відліку.

Згідно з ними, найкращим є тактовий годинниковий метод, але вони рекомендують системний генератор, який є кратним кристалічному генератору RTCC, як 16,777 МГц.

Хтось насправді спробував цей кристалічний процес калібрування RTCC для PIC24? Я би вдячний деяким практичним рекомендаціям. Я використовую PIC24FJ128GA006 .

Калібрування від частоти мережі, як пропонує Тоні, є поганою ідеєю. Давна точність може бути хорошою, короткочасова точність - ні.

редагувати
Тоні зневажливо ставиться до моєї довідки, але це не проблема, є й інші джерела, які це підтверджують. (Зверніть увагу , що він робить . Використовувати мою посилання , щоб показати абсолютну точність 10 мГц / 50 Гц = 0,1 проміле (SIC) Схоже , він так стурбований його 10 , що він не бачить фактор тисяч помилка.) Можливо, він приймає повноваження ENTSOE , це "Європейська мережа операторів системи передачі електроенергії". Вони повинні знати. З цього документа : $^{-10}$

Активація ПЕРШОМУ КОНТРОЛЮ. Активація ПЕРШОГО КОНТРОЛУ запускається перед ВИДАЛЕННЯМ ЧАСНОСТІ у напрямку до номінальної частоти, що перевищує 20 мГц. $\pm$

Максимально допустиме квазістаціонарне відхилення частоти після еталонного інциденту. Квазі-стаціонарна девіація частоти 180 мГц від номінальної частоти допускаються в якості максимального значення в СКППЕ синхронно області після появи еталонного інциденту після періоду спочатку безперебійної роботи. Якщо припустити, що ефект саморегуляції навантаження відсутній, максимально допустиме квазістаціонарне відхилення складе 200 200 МГц. $\pm$$\pm$

Цей веб-сайт дає вам уявлення про відхилення в режимі реального часу.

Навіть якщо ми ігноруємо інциденти на 200 мГц, все одно відхилення 20 мГц. Ми говоримо про 400 ppm, це більше на порядок, ніж похибка некаліброваного кристала. 4000 ppm або два порядки з урахуванням еталонних інцидентів. Отже, висновок залишається тим самим: короткочасна точність лінійної частоти аж ніяк не є достатньою для калібрування кристала.
кінець редагування

На графіку видно, що частота 50 ГГц безперервно коливається між 49,9 Гц і 50,1 ГГц, це 0,2% помилка або 2000 ppm. Не Калібрований годинний кристал має точність 20 проміле. (Горизонтальна шкала - дні.)

Цей пристрій може допомогти:

Це атомний годинник на шкалі мікросхем, який виводить квадратну хвилю частотою 10 МГц з точністю 1,5 10 , на кілька порядків точнішою, ніж TCXO (регульований температурою кристалічний осцилятор). Налаштуйте свій генератор так, щоб ви отримали 10 000 000 імпульсів від CSAC протягом 32 768 циклів вашого кристала. - $\times$$^{-10}$

Лише 1500 доларів, що для мене звучить як угода. (З вашої вини, ви мали б згадати бюджет :-))

редагувати
дешевше? Добре, цей кристалічний осцилятор з контрольованою духовкою OCXO має стабільність частоти 5ppb (0,005ppm) і старіння менше 0,1ppm на рік. Близько 150 доларів. Доступний у 16,384 МГц, що кратно 32,768 кГц (500x). Ви згадали про це у своєму запитанні, хоча для цього насправді немає причин.

Деякі GPS-приймачі мають вихід 1 PPS (імпульс за секунду), який також повинен мати високу точність. Вам потрібно буде порахувати цикли власного тактового діапазону 32,768 кГц протягом принаймні 30 секунд, щоб отримати точність 1 проміле. В ідеалі за одну секунду ви отримаєте 32 768 рахунків 1 підрахунок, це лише роздільна здатність 30 ppm.$\pm$

У мене було кілька конструкцій, де мені довелося калібрувати RTC під час процесу виробництва обсягу. Мій досвід не вдався до спроб синхронізувати або порівняти з деяким типом ультраточної довідки - не через якість результатів, а через витрати та зусилля, залучені на одиницю в процесі калібрування.

Те, що я знайшов, найкраще працює - це НЕ коротке вікно високої точності, а довше вікно середньої точності, і це можна зробити за дуже невеликі витрати або розробки. Якщо ви залишаєте живучу схему RTC в коробці протягом 10 днів, все, що вам потрібно, це комп'ютер, підключений до сервера часу з точністю до 1 секунди, щоб досягти ~ 1 проміле, що значно менше, ніж типова помилка старіння кристала 32,768 кГц (1 рік) ( яка є вашою найгіршою проблемою, якщо ви відкалібруєте номінальну помилку та компенсуєте температуру). Я не знаю, чи говорите ви про кількість хобі чи кількість продукції, але це рішення працює дуже добре.

Все, що ми зробили - це встановити годинник для цілої партії дощок (програмно, або ви можете це зробити вручну, якщо хочете) з точністю до 1 секунди або краще. Потім залиште цю партію на деякий проміжок часу і перевірте, наскільки далеко вони пройшли (кожен). 1 секунда на 10 днів становить приблизно 1 проміле. Ви хочете виміряти фактично проміле, пронесений RTC, а потім масштабувати його, використовуючи інформацію аркуша даних, і ви закінчите.

Я також повинен зазначити, що компенсація температури (якщо дозволяє ваша програма) має важливе значення, якщо ви збираєтесь зазнавати найрізноманітніших температур. Похибка температури може усунути будь-яку точність вашої калібрування для температури, що перевищує 10 градусів С від середовища її калібрування.

Сподіваюся, що це допомагає!

Цей користувач використовував методи підрахунку частоти, які потребують тривалого часу для вимірювання. Таким чином, ігноруйте його короткочасний фазовий шум - рівень шуму його лічильника та співвідношення сигнал / шум. Кращим методом є використання лічильника часового інтервалу, заблокованого TCXO (попередньо HP або Agilent зараз), який вимірює інтервал N тактових циклів, використовуючи тактову частоту PLL 100 МГц, заблоковану до опорного годинника OCXO, а потім середні, а потім інвертує, щоб відобразити частоту за 1 секунду або 100 секунд, щоб 10 десяткових знаків. Усереднення шуму зменшує стандартне відхилення для кореневих N проб.

Тут ми бачимо середній показник у напрямку до 1e6, а стабільність лінії електропередач проектується у напрямку 1e-6 або 1 через 10 ^ 6 через 5e6 секунд. Це можна зробити за 1e2 секунди за допомогою відповідного лічильника часу HP.

Посилання StevenH на стабільність є жахливим, і автор визнає, що всі короткочасні помилки пов'язані з похибкою вимірювання.

Щонайменші заборонні щоденні перехідні процеси для циклів навантаження фаза та частота сітки 50/60 Гц надзвичайно стабільні. Лише помилки вимірювань від усереднення з глюками, а не використання точних підрахунків TI та фільтрації глюків, покращили б результати. Клієнтські перевантаження також можуть порушити результати, коли їх фаза не синхронізована при продажу енергії сусідній утиліті.

Комунальним підприємствам потрібно якнайкраще підтримувати синхронізацію зі своїми клієнтами по всій країні та по всьому світу, щоб уникнути очевидних нестабільностей. Існують значні покращення стабільності системи COntrol для запобігання надмірної реакції на ЕМП, сонячні бурі та блокування мережі в останнє десятиліття. Мої спостереження були обмежені до кінця 70-х років, коли сигнали були ще стабільнішими, ніж цей сюжет. Багато відбулося з просуванням до сіток HVDC, які уникають очевидних обмежених фаз PLL обмеженнями розподілу електроенергії на континенті. Але прийнятні допуски до клієнтів є слабкими порівняно з природою спільного використання гігаватних PLL в поточному режимі спільного використання. (Я можу отримати більше теорії, але це занадто технічно)

Шумний графік, показаний Стівеном, коментується автором, що він має короткочасний надлишковий шум через похибку вимірювання, яку можна усунути за допомогою активного ККД при 50 (60) Гц. Вони продовжують говорити ..

"За короткий термін (від секунд до годин) використовується кілька механізмів, які постійно намагаються підтримувати частоту якомога ближче до 50,0000 Гц, але це не враховує фазу (тобто помилку годин). Поки відхилення між справжнім часом та часом, вказаним годинниковою мережею, становить менше 20 секунд, спостерігається о 8 годині ранку, не вживаються подальші заходи. Коли це відхилення перевищує 20 секунд, планується корекція: протягом наступного дня (з півночі до півночі) регулятори частоти у всій зоні будуть встановлені на 10 мГц вище або нижче звичайних 50,0000 Гц. В ідеалі це призводить до корекції 17,28 секунди. Вищезазначене зазвичай має зберігати відхилення протягом приблизно 30 секунд. Тільки якщо відхилення перевищує 60 секунд, допускаються більші корективи, ніж 10 мГц ".

10 МГц / 50 Гц = 0,2 ППМ, що краща стабільність, ніж можна очікувати від тактових частот 32 КГц, так що це підтверджує, що її можна легко використовувати для калібрування вашого годинника.

більше реф. http://www.stabilitypact.org/wt2/040607-ucte.pdf Європейський пакт щодо забезпечення стабільності частоти на континенті. Союз з координації передачі електроенергії: попереднє техніко-економічне обґрунтування

http://www.ucteipsups.org/Pdf/Download/englisch/UCTE-IPSUPS_SoIaC_glossy_print.pdf підсумкове дослідження

Всі вони підтримують те, що я говорив з самого початку, що якщо вони не були фазовими та частотними, це призведе до величезних збоїв живлення та нестабільності при розподілі енергії. Це те, що Winnipeg MB в центральній Канаді зробив з самого початку в 70-х і годував центральний часовий пояс штатів США своїми джерелами електроенергії понад 10 Тераватт (10 ТВт) , головним експортом з Канади.