आप PIC24 RTCC के लिए 32.768kHz क्रिस्टल कैसे कैलिब्रेट करते हैं

Question

मैं PIC24 RTCC क्रिस्टल अंशांकन के लिए सबसे अच्छा तरीका पता लगाने की कोशिश कर रहा हूँ। उनके एप्लिकेशन नोट में दो विधियां दी गई हैं: लुकअप टेबल का उपयोग करना और संदर्भ प्रणाली घड़ी का उपयोग करना।

उनके अनुसार संदर्भ प्रणाली घड़ी विधि सबसे अच्छी है, लेकिन वे एक सिस्टम ऑसिलेटर की सलाह देते हैं जो कि 16.777 मेगाहर्ट्ज की तरह आरटीसीसी क्रिस्टल ऑसिलेटर का एक गुणक है।

क्या किसी ने वास्तव में PIC24 के लिए इस RTCC क्रिस्टल कैलीब्रेटन प्रक्रिया की कोशिश की है? मैं कुछ व्यावहारिक दिशानिर्देशों की सराहना करूंगा। मैं PIC24FJ128GA006 का उपयोग कर रहा हूं ।

Comments

यह दर्द है। सबसे आसान तरीका एसपीआई आरटीसी घड़ी डिवाइस ढूंढना है।

— स्टैंडर्ड सैंडुन

@sandundhammika मैं सोच रहा था कि हर घंटे, मिनट, एक एसपीआई डिवाइस से सेक करने के लिए मुझे समय प्रदर्शित करने की आवश्यकता होगी, यह भी एक दर्द होगा। डिजाइन की जा रही प्रणाली में बहुत कुछ चल रहा है, यहां तक ​​कि एक एसपीआई एलसीडी चालक के रूप में भी, घटक की संख्या और समग्र प्रणाली लागत को कम करने की आवश्यकता का उल्लेख नहीं है।

— TiOLUWA

@sandundhammika यह बिल्कुल भी मदद नहीं करेगा। एक बाहरी आरटीसी को आंतरिक रूप से ठीक उसी तरह कैलिब्रेट करना होगा (जब तक कि यह क्रिस्टल के साथ पूर्व-छंटनी न हो जाए, लेकिन इस प्रकार की इकाई आम तौर पर एक उत्पादन डिजाइन के लिए बहुत महंगा विकल्प है)

— नाथन विबे

Answer 1

मुख्य आवृत्ति के खिलाफ कैलिब्रेट करना, जैसा कि टोनी सुझाव देता है, एक बुरा विचार है। लंबे समय तक सटीकता अच्छी हो सकती है, कम समय सटीकता नहीं है।

$^{-10}$

$\pm$

$\pm$$\pm$

यह साइट आपको विचलन का एक वास्तविक समय दृश्य प्रदान करती है।

भले ही हम 200 मेगाहर्ट्ज की घटनाओं को नजरअंदाज कर दें, लेकिन अभी भी 20 मेगाहर्ट्ज विचलन हैं। हम 400 पीपीएम के बारे में बात कर रहे हैं, यह अनलिब्रेटेड क्रिस्टल की त्रुटि की तुलना में परिमाण के क्रम से अधिक है। संदर्भ घटनाओं को ध्यान में रखते हुए 4000 पीपीएम या परिमाण के दो आदेश। इसलिए निष्कर्ष समान है: एक क्रिस्टल को कैलिब्रेट करने के लिए लाइन फ्रीक्वेंसी की शॉर्ट-टर्म सटीकता किसी भी तरह से अच्छी नहीं है।
संपादन का अंत

ग्राफ से पता चलता है कि एक 50Hz साधन आवृत्ति लगातार 49.9Hz और 50.1Hz के बीच उतार-चढ़ाव करती है, यह एक 0.2% त्रुटि, या 2000ppm है। एक अनलिब्रेटेड घड़ी क्रिस्टल 20ppm सटीक है। (क्षैतिज पैमाने दिन है।)

यह उपकरण मदद का हो सकता है:

$\times$$^{-10}$

केवल 1500 डॉलर, जो मुझे एक सौदा जैसा लगता है। (आपकी अपनी गलती, आपको एक बजट का उल्लेख करना चाहिए :-))

सस्ता संपादित करें ? ठीक है, इस OCXO (ओवन नियंत्रित क्रिस्टल थरथरानवाला) 5ppb (0.005ppm) आवृत्ति स्थिरता और प्रति वर्ष 0.1ppm उम्र बढ़ने से कम है। लगभग 150 डॉलर। 16.384MHz में उपलब्ध है, जो कि 32.768kHz (500x) का गुणक है। आपने अपने प्रश्न में इसका उल्लेख किया है, हालांकि इसका कोई कारण नहीं है।

$\pm$

Comments

मैं आपके पोस्ट से सहमत हूं, लेकिन जो मैं समझता हूं कि ओपी आवेदन नोट में उल्लिखित उच्च आवृत्ति (जैसे ऑन-बोर्ड एमसीयू घड़ी) के ऑन-बोर्ड क्रिस्टल का उपयोग करके अंशांकन को अधिक आसानी से कर सकता है।

— ईगोविंद

Answer 2

मेरे पास कई डिज़ाइन हैं जहाँ मुझे वॉल्यूम उत्पादन प्रक्रिया के दौरान RTC को कैलिब्रेट करना पड़ा है। मेरा अनुभव किसी भी प्रकार के अति-सटीक संदर्भ के साथ सिंक करने या तुलना करने की कोशिश के साथ अच्छा नहीं रहा है - परिणामों की गुणवत्ता के कारण नहीं, बल्कि अंशांकन प्रक्रिया में प्रति यूनिट लागत और प्रयास के कारण।

मैंने जो सर्वोत्तम काम किया है वह उच्च सटीकता की छोटी खिड़की नहीं है, बल्कि मध्यम सटीकता की लंबी खिड़की है, और यह बहुत कम लागत या विकास के लिए किया जा सकता है। यदि आप 10 दिनों के लिए एक बॉक्स में एक संचालित आरटीसी सर्किट छोड़ते हैं, तो आपको केवल एक कंप्यूटर एक सर्वर से जुड़ा हुआ है जो 1 सेकंड के लिए 1 सेकंड के लिए सटीक है ~ 1 पीपीएम, जो कि विशिष्ट 32.768kHz क्रिस्टल की 1 वर्ष की उम्र बढ़ने की त्रुटि से बहुत कम है; यदि आप नाममात्र त्रुटि और तापमान क्षतिपूर्ति करते हैं तो आपकी सबसे खराब समस्या है)। मुझे नहीं पता कि आप शौक की मात्रा या उत्पादन मात्रा की बात कर रहे हैं, लेकिन यह समाधान बहुत अच्छी तरह से काम करता है।

हमने जो भी किया है, वह पूरे एक बोर्ड के बोर्ड के लिए घड़ी को सेट किया गया था (प्रोग्रामेटिक रूप से, या आप इसे मैन्युअल रूप से कर सकते हैं यदि आप चाहते हैं) 1 सेकंड या उससे बेहतर। फिर उस बैच को कुछ समय के लिए छोड़ दें और जाँच लें कि वे कितने दूर (प्रत्येक) में बह गए हैं। 10 दिनों पर 1 सेकंड लगभग 1 पीपीएम है। आप वास्तव में आरटीसी द्वारा बहाव वाले पीपीएम को मापना चाहेंगे, फिर इसे डेटाशीट जानकारी का उपयोग करके मापेंगे और आपका काम हो जाएगा।

मुझे यह भी उल्लेख करना चाहिए कि यदि आप विभिन्न प्रकार के तापमानों का अनुभव करने जा रहे हैं तो तापमान क्षतिपूर्ति (यदि आपका आवेदन अनुमति देता है) महत्वपूर्ण है। तापमान की त्रुटि आपके अंशांकन के किसी भी सटीकता को 10 से अधिक या इसके अंशांकन वातावरण से डिग्री सेल्सियस के तापमान के लिए स्वाइप कर सकती है।

उम्मीद है की वो मदद करदे!

Comments

वाह, आप एक परीक्षण बेंच पर 10 दिनों के लिए अपने बोर्डों को वहन कर सकते हैं ?!

— फेडेरिको रूसो

एक बेंच पर नहीं, बल्कि एक बॉक्स में संग्रहीत। (जैसा कि मैंने पोस्ट में उल्लेख किया है।)

— नाथन विएबे

@NathanWiebe: जो भी हो। यह अभी भी आपके लॉजिस्टिक्स चेन में दस दिनों की मृत अवधि का मतलब है, जो विधि के उद्देश्य को धता बताता है: कम लागत।

— फेडेरिको रूसो

आपको पाइपलाइन शब्द की आवश्यकता है। ऐसा नहीं है कि हर कोई बस दस दिनों के लिए घर जाता है ... एक बड़े उत्पादन में (फ़ाइलों को यूनिटों को सबमिट किए गए 2-3 महीने से), एक बॉक्स में एक सप्ताह बिताने वाले कई पीसीबी में से सबसे छोटा और सस्ता नहीं है। बहुत चोट पहुंचाई।

— नाथन विएबे

यदि आपको यह 100 के लिए करना है, तो उत्पादों को एक वर्ष में अधिकतम करें, यह 150 डॉलर के लिए OCXO खरीदने की तुलना में अधिक महंगा है। यहां तक ​​कि हर कोई 10 दिनों के लिए घर जाने के बिना :-)। एक उत्पाद सिर्फ वहाँ बैठे पैसे खर्च करता है! हैंडलिंग लागत का उल्लेख नहीं है। OCXO को परीक्षण जिग पर लगाया जा सकता है, ताकि अतिरिक्त हेरफेर की आवश्यकता न हो।

— स्टीवन्वह

Answer 3

इस उपयोगकर्ता ने आवृत्ति की गिनती के तरीकों का इस्तेमाल किया, जिसे मापने में लंबा समय लगता है। इसलिए उनके अल्पकालिक चरण के शोर की अवहेलना उनके काउंटर और शोर अनुपात के शोर फ्लोर है। पसंदीदा विधि एक टीसीएक्सओ लॉक टाइम इंटरवल काउंटर (अब प्रीफ़ एचपी या एगिलेंट) का उपयोग करना है, जो एन क्लॉक चक्रों के अंतराल को मापता है, जो 100 मीटर हर्ट्ज पीएलएल घड़ी का उपयोग करते हुए ओसीएक्सओ रेफ़रेंस क्लॉक पर लॉक होता है और फिर 1 सेकंड या 100 सेकंड में फ़्रिक्वेंसी प्रदर्शित करने के लिए तब औसत निकालता है। 10 दशमलव स्थान। शोर का लाभ उठाने से मूल N नमूनों द्वारा मानक विचलन कम हो जाता है।

यहां हम औसतन 1e6 की ओर देखते हैं और Powere की स्थिरता 5e6 सेकंड के बाद 10 ^ 6 में 1e-6 या 1 की ओर आ रही है। यह उचित एचपी समय अंतराल काउंटर के साथ 1e2 सेकंड में किया जा सकता है।

स्टीवनह की स्थिरता का संदर्भ भयानक है और लेखक माप की त्रुटि के कारण सभी अल्पकालिक त्रुटि को मानता है।

लोड चक्र के लिए कभी-कभी-कम-कम बार-बार लेन-देन करने वाले चरण और 50/60 हर्ट्ज ग्रिड की आवृत्ति बेहद स्थिर होती है। केवल सटीक तिवारी की गिनती का उपयोग करने और glitches को छानने के बजाय glitches के साथ औसत से माप त्रुटियों, परिणामों में सुधार होगा। जब ग्राहक किसी पड़ोसी की उपयोगिता को बेच रहे हों, तो ग्राहक के ओवरलोड के परिणाम भी परेशान कर सकते हैं।

उपयोगिताओं को स्पष्ट अस्थिरताओं से बचने के लिए यथासंभव अपने ग्राहकों के साथ व्यापक रूप से और दुनिया भर में सिंक करने की आवश्यकता है। पिछले दशक में ईएमपी, सौर तूफानों और ग्रिड लॉक पर अति-प्रतिक्रिया को रोकने के लिए महत्वपूर्ण कोन्ट्रोल सिस्टम स्थिरता में सुधार हुए हैं .. मेरे अवलोकन 70 के दशक के अंत तक सीमित थे जब सिग्नल इस भूखंड से भी अधिक स्थिर थे। एचवीडीसी ग्रिडों की ओर एक कदम के साथ बहुत कुछ हुआ है जो एक महाद्वीप में बिजली के बंटवारे की स्पष्ट पीएलएल चरण बंद बाधाओं से बचते हैं। लेकिन वर्तमान शेयरिंग मोड में गीगावाट पीएलएल के ग्रिड शेयरिंग प्रकृति की तुलना में ग्राहकों के लिए स्वीकार्य सहूलियतें ढीली हैं। (मैं अधिक सिद्धांत प्राप्त कर सकता हूं लेकिन यह बहुत तकनीकी है)

स्टीवन द्वारा दिखाए गए शोर ग्राफ को लेखक द्वारा टिप्पणी की गई है कि माप की त्रुटि के कारण अतिरिक्त शोर अल्पावधि है, जिसे 50 (60) हर्ट्ज पर एक सक्रिय बीपीएफ के साथ समाप्त किया जा सकता है। कहने पर चले जाते हैं ।।

"अल्पावधि (सेकंड से घंटे) पर, कई तंत्र कार्यरत हैं जो लगातार आवृत्ति को 50.0000 हर्ट्ज तक संभव रखने की कोशिश करते हैं , लेकिन यह चरण (यानी, घड़ी की त्रुटि) पर विचार नहीं करते हैं। जब तक एक मुख्य-चालित घड़ी द्वारा इंगित वास्तविक समय और समय के बीच विचलन 20 सेकंड से कम है, सुबह 8 बजे मनाया जाता है, कोई और उपाय नहीं किए जाते हैं। जब यह विचलन 20 सेकंड से अधिक हो जाता है, तो एक सुधार निर्धारित है: अगले दिन (मध्यरात्रि से आधी रात तक) के दौरान पूरे क्षेत्र में आवृत्ति नियामकों को सामान्य 50.0000 हर्ट्ज से 10 mHz अधिक या कम सेट किया जाएगा। आदर्श रूप से, यह 17.28 सेकंड के सुधार का परिणाम है। उपरोक्त को सामान्य रूप से लगभग 30 सेकंड के भीतर विचलन रखना चाहिए। यदि विचलन 60 सेकंड से अधिक हो तो केवल 10 मेगाहर्ट्ज की अनुमति से बड़ा सुधार होता है। "

10mHz / 50Hz = 0.2 PPM जो कि 32KHz घड़ी से बेहतर स्थिरता की उम्मीद की जा सकती है, ताकि यह साबित हो सके कि इसका उपयोग आपकी घड़ी को कैलिब्रेट करने के लिए आसानी से किया जा सकता है।

अधिक रेफरी। http://www.stabilitypact.org/wt2/040607-ucte.pdf महाद्वीप में आवृत्ति स्थिरता सुनिश्चित करने के लिए यूरोपीय संधि। विद्युत प्रसारण के समन्वय के लिए संघ: पूर्व व्यवहार्यता अध्ययन

http://www.ucteipsups.org/Pdf/Download/englisch/UCTE-IPSUPS_SoIaC_glossy_print.pdf सारांश अध्ययन

ये सभी समर्थन जो मैंने शुरू से ही कहा था कि अगर वे चरण और आवृत्ति स्थिर नहीं थे, तो बड़े पैमाने पर बिजली की चमक और साझाकरण शक्ति पर अस्थिरता का कारण होगा। यह कुछ ऐसा है जब मध्य कनाडा में विन्निपेग एमबी ने 70 के दशक में शुरुआत से ही सही किया था और यह केंद्रीय समय क्षेत्र यूएस राज्यों को अपने दस से अधिक टेरावैट (10TW) शक्ति स्रोतों के साथ हाइड्रो पावर , कनाडा से एक प्रमुख निर्यात खिला रहा था ।

Comments

क्रिस्टल की स्थिरता को मापने के लिए यह एक अच्छा समाधान नहीं है। यह <1e-10 के आपके शुरुआती दावे से परिमाण के कुछ आदेश भी हैं। इसके अलावा, आपका उद्धरण "मैं अधिक सिद्धांत प्राप्त कर सकता हूं लेकिन यह बहुत तकनीकी है" ?? - तकनीकी मुद्दे ठीक वही हैं जो इस साइट पर निपटाए जाते हैं।

— ओली ग्लेसर

मैंने जो कहा, वह सिद्ध करने वाला औपचारिक पत्र पढ़ें

— टोनी स्टीवर्ट सुन्नसिस्की ईई 75

मैं आपकी टिप्पणियों को खारिज करने की कोशिश नहीं कर रहा हूं, लेकिन 70 के दशक में विन्निपेग में जो भी मामला था, यह स्पष्ट रूप से स्पष्ट लगता है कि यह अब ऐसा नहीं है, इसलिए क्रिस्टल की स्थिरता को मापने के लिए मुख्य संदर्भ कई अन्य की तुलना में एक अच्छा समाधान नहीं है सस्ते संदर्भ सस्ते में उपलब्ध है। यह एक और सवाल (या शायद मेटा पर चर्चा) के लिए एक दिलचस्प विषय है।

— ओली ग्लेसर

@TonyStewart 50 हर्ट्ज पर एक 10 मेगाहर्ट्ज सहिष्णुता 200 पीपीएम है, 0.2 पीपीएम नहीं

— W5VO

"10mHz / 50Hz = 0.2 PPM जो बेहतर स्थिरता है"। नहीं। वह सुधार है , त्रुटि नहीं। "सामान्य रूप से लगभग 30 सेकंड के भीतर विचलन रखें"। 86400 सेकंड के दिन में (जो समय के साथ वे 5184000 60 हर्ट्ज साइकिल चाहते हैं) यह 350 पीपीएम त्रुटि है, या 1700 गुना 0.2 पीपीएम आप दावा करते हैं। और यह 24 घंटे से अधिक का औसत है, कम समय सटीकता और खराब हो सकता है।

— स्टीवनवह जूल 22'12