Источник опорной частоты

Данная статья является дополнением к обзору генератора OWON AG051F.

На момент написания статьи при тестировании генератора было обнаружено, что реальная частота на выходе немного отличается от выставленной, например:

• Выставлено - 1.000000MHz
• На выходе - 1.00002MHz

• Выставлено - 100.0000kHz
• На выходе - 99.8405kHz

Изначально я не обратил на это должного внимания, но мысли по этому поводу были разные:

• В мануале к генератору указано, что прибор должен проработать и прогреться как минимум 30 минут, температурный дрейф и тд.;
• Погрешность измерения аппаратного частотомера осциллографа;
• Плохой встроенный кварцевый генератор;

Прогрев генератора не дал результатов, поэтому температурный дрейф можно исключить.
Для проверки частотомера осциллографа я подключил генератор к мультиметру Brymen BM-867S точность измерения частоты 0,002% + 4 ЕМР.
Как видно частота 99.837kHz, таким образом можно констатировать что именно генератор выдает неправильную частоту.

У себя в закромах я нашел неплохой кварцевый генератор на 20.000000MHz (FOX F1100e).

В генераторе есть аппаратный частотомер, в меню Utility>Counter, поэтому я решил подключить кварцевый генератор туда и посмотреть, что покажет частотомер.

Вход частотомера находится сзади

Встроенный частотомер показал частоту 20.0001MHz

Уже стало ясно, что встроенный опорный генератор не очень точный.

К счастью генератор умеет тактоваться от внешнего источника опорной частоты, но необходима тактовая частота 10MHz.
Для того что бы получить из 20, 10MHz я применил простейшую схему делителя частоты на D-триггере.

Микросхема 74HC74N

Корпус Z23.

Выход организован из 3-х BNC разъемов, два из них будут иметь частоту 10MHz, и один будет подключен к выходу кварцевого генератора с частотой 20MHz.

Для питания используется металлический разъем 5.5 x 2.5 мм.

Для питания кварцевого генератора был применен небольшой DC-DC преобразователь купленный на Алиэкспресс.
Это необходимо для защиты входа, для возможности питающего напряжения изменятся в широком диапазоне без риска повреждения кварцевого генератора, а в последствии и всего прочего подключенного к опорному источнику. 

В итоге получилось небольшое и очень простое устройство, на выходе мы имеем 10 и 20MHz, (некоторые виды генераторов требуют тактовую частоту 20MHz).

Питающее напряжение от 7-30В, для того, чтобы не терять возможность питания источника опорной частоты от USB, был сделан небольшой провод с повышающим DC-DC преобразователем MT3608.

Таким образом источник опорной частоты можно питать от любого USB порта, даже от USB порта осциллографа.

Опорный сигнал подается на тот же вход частотомера, после чего в меню Utility>System>CLK Src(Internal)

После нажатия на пункт CLK Src(Internal) генератор переключится на внешний опорный источник.

В случае когда опорный источник не подключен, либо частота не подходит, генератор выдает сообщение (No valid external clock detected.).

Результат не заставил себя долго ждать.

Теперь все в пределах погрешности измерительных приборов.

Конечно желательно иметь термокомпенсированные кварцевые генераторы (TCXO).

Но для обычных радиолюбительских задач, и конкретно для меня достаточно обычного кварцевого генератора, который позволил значительно улучшить характеристики генератора OWON AG051F.

Теги:

• Генератор
• Частотомер