Bagaimana Anda Mengkalibrasi kristal 32,768 kHz untuk PIC24 RTCC

Saya mencoba mencari metode terbaik untuk kalibrasi kristal PIC24 RTCC. Catatan aplikasi mereka menyatakan dua metode: menggunakan tabel pencarian dan menggunakan jam sistem referensi.

Menurut mereka metode clock sistem referensi adalah yang terbaik, tetapi mereka merekomendasikan osilator sistem yang merupakan kelipatan dari osilator kristal RTCC, seperti 16.777MHz.

Adakah yang benar-benar mencoba proses calibraiton kristal RTCC ini untuk PIC24? Saya akan menghargai beberapa pedoman praktis. Saya menggunakan PIC24FJ128GA006 .

Mengkalibrasi terhadap frekuensi hantaran listrik, seperti yang disarankan Tony, adalah ide yang buruk. Akurasi waktu yang lama mungkin bagus, akurasi waktu yang singkat tidak.

sunting
Tony menolak referensi saya, tapi itu tidak masalah, ada sumber lain yang mengkonfirmasi ini. (Perhatikan bahwa ia tidak . Menggunakan referensi saya untuk menunjukkan akurasi mutlak 10 mHz / 50 Hz = 0,1 ppm (sic) Sepertinya dia begitu sibuk dengan nya 10 bahwa ia tidak melihat faktor seribu kesalahan.) Mungkin dia menerima otoritas ENTSOE , itulah "Jaringan Eropa Operator Sistem Transmisi untuk Listrik". Mereka seharusnya tahu. Dari dokumen ini : $^{-10}$

Aktivasi KONTROL UTAMA. Aktivasi KONTROL UTAMA dipicu sebelum DEFASI FREKUENSI terhadap frekuensi nominal melebihi 20 mHz. $\pm$

Penyimpangan Frekuensi Kuasi-Steady-State Maksimal yang Diijinkan setelah Insiden Referensi. DEVIASI FREKUENSI kuasi-mapan dari 180 mhz dari frekuensi nominal diizinkan sebagai nilai maksimum di AREA SINKRON SINGKAT UCTE setelah terjadinya insiden referensi setelah periode operasi yang awalnya tidak terganggu. Ketika mengasumsikan bahwa pengaruh pengaturan mandiri beban tidak ada, deviasi kuasi-mapan maksimum yang diizinkan adalah 200 mHz. $\pm$$\pm$

Situs ini memberi Anda pandangan deviasi real-time.

Bahkan jika kita mengabaikan insiden 200 mHz masih ada penyimpangan 20 mHz. Kita berbicara tentang 400 ppm, itu lebih dari urutan besarnya daripada kesalahan kristal yang tidak dikalibrasi. 4000 ppm atau dua kali lipat dengan memperhitungkan insiden referensi. Jadi kesimpulannya tetap sama: akurasi jangka pendek frekuensi garis sama sekali tidak cukup baik untuk mengkalibrasi kristal.
akhir suntingan

Grafik menunjukkan bahwa frekuensi listrik 50Hz terus menerus berfluktuasi antara 49,9Hz dan 50,1Hz, itu adalah 0,2% kesalahan, atau 2000ppm. Kristal arloji yang tidak dikalibrasi memiliki akurasi 20ppm. (Skala horizontal adalah hari.)

Perangkat ini mungkin bisa membantu:

Ini adalah Chip Scale Atomic Clock yang menghasilkan gelombang persegi 10MHz dengan akurasi 1,5 10 , beberapa urutan besarnya lebih akurat daripada TCXO (Temperature Controlled Crystal Oscillator). Tune osilator Anda sehingga Anda mendapatkan 10.000 pulsa dari CSAC lebih dari 32.768 siklus kristal Anda. - $\times$$^{-10}$

Hanya 1500 dolar, yang terdengar seperti tawar-menawar bagi saya. (Kesalahan Anda sendiri, Anda seharusnya menyebutkan anggaran :-))

sunting
Lebih murah? OK, OCXO (Oscillator Crystal Controlled Crystal) ini memiliki stabilitas frekuensi 5ppb (0,005ppm) dan penuaan kurang dari 0,1ppm per tahun. Sekitar 150 dolar. Tersedia dalam 16.384MHz, yang merupakan kelipatan dari 32.768kHz (500x). Anda menyebutkan ini dalam pertanyaan Anda, meskipun sebenarnya tidak ada alasan untuk ini.

Beberapa penerima GPS memiliki output 1 PPS (Pulse Per Second), yang juga harus memiliki akurasi tinggi. Anda harus menghitung siklus jam 32.768 kHz Anda sendiri selama setidaknya 30 detik untuk mendapatkan akurasi 1 ppm. Idealnya satu detik akan memberi Anda 32.778 hitungan 1 hitungan, yang hanya resolusi 30 ppm.$\pm$

Saya memiliki beberapa desain di mana saya harus mengkalibrasi RTC selama proses produksi volume. Pengalaman saya belum bagus dengan mencoba menyinkronkan atau membandingkan dengan beberapa jenis referensi ultra-akurat - bukan karena kualitas hasil, tetapi karena biaya dan upaya yang terlibat per unit dalam proses kalibrasi.

Apa yang saya temukan paling berhasil BUKAN jendela pendek dengan akurasi tinggi, tetapi jendela yang lebih panjang dengan akurasi sedang, dan dapat dilakukan dengan biaya atau pengembangan yang sangat sedikit. Jika Anda meninggalkan rangkaian RTC yang ditenagai dalam kotak selama 10 hari, yang Anda butuhkan hanyalah komputer yang terhubung ke server waktu yang akurat hingga 1 detik untuk mencapai ~ 1 ppm, yang jauh lebih sedikit daripada kesalahan penuaan 1 tahun kristal 32,768 kHz yang khas ( yang merupakan masalah terburuk Anda jika Anda mengkalibrasi kesalahan nominal dan kompensasi suhu). Saya tidak tahu apakah Anda berbicara jumlah hobi atau jumlah produksi, tetapi solusi ini berfungsi dengan baik.

Yang kami lakukan adalah mengatur jam untuk seluruh papan (secara terprogram, atau Anda bisa melakukannya secara manual jika Anda mau) akurat menjadi 1 detik atau lebih baik. Kemudian biarkan batch itu untuk beberapa waktu dan periksa seberapa jauh mereka telah melayang. 1 detik pada 10 hari adalah sekitar 1 ppm. Anda akan ingin mengukur ppm sebenarnya yang hanyut oleh RTC, kemudian skala menggunakan info datasheet dan Anda selesai.

Saya juga harus menyebutkan bahwa kompensasi suhu (jika aplikasi Anda memungkinkan) penting jika Anda akan mengalami berbagai suhu. Kesalahan suhu dapat menghilangkan akurasi kalibrasi Anda untuk suhu lebih dari 10 derajat C dari lingkungan kalibrasi.

Semoga itu bisa membantu!

Pengguna ini menggunakan metode penghitungan frekuensi yang membutuhkan waktu lama untuk diukur. Jadi abaikan kebisingan fase jangka pendeknya adalah lantai derau dari counter dan rasio sinyal terhadap kebisingan. Metode yang disukai adalah menggunakan penghitung Interval Waktu yang dikunci TCXO (sekarang HP atau Agilent) yang mengukur interval siklus N jam menggunakan 100MHz PLL jam yang dikunci ke jam referensi OCXO dan kemudian rata-rata kemudian membalikkan untuk menampilkan Frekuensi dalam 1 detik atau 100 detik untuk 10 tempat desimal. Rata-rata derau mengurangi deviasi standar oleh sampel root N.

Di sini kita melihat rata-rata menuju 1e6 dan stabilitas saluran listrik memproyeksikan menuju 1e-6 atau 1 dalam 10 ^ 6 setelah 5e6 detik. Ini dapat dilakukan dalam 1e2 detik dengan penghitung Interval Waktu HP yang tepat.

Referensi StevenH untuk stabilitas adalah mengerikan dan penulis mengakui semua kesalahan jangka pendek adalah karena kesalahan pengukuran.

Transien harian yang bebas hambatan untuk siklus siklus dan frekuensi 50 / 60Hz sangat stabil. Hanya kesalahan pengukuran dari rata-rata dengan gangguan alih-alih menggunakan penghitungan TI yang presisi dan memfilter gangguan, akan meningkatkan hasilnya. Kelebihan klien juga dapat mengganggu hasil saat fase mereka tidak sinkron saat menjual daya ke utilitas tetangga.

Utilitas perlu tetap selaras dengan klien mereka di seluruh dunia dan di seluruh dunia sebaik mungkin untuk menghindari ketidakstabilan yang jelas. Ada peningkatan stabilitas Sistem COntrol yang signifikan untuk mencegah reaksi berlebihan terhadap EMP, badai matahari, dan kunci jaringan dalam dekade terakhir. Pengamatan saya terbatas pada akhir 70-an ketika sinyal bahkan lebih stabil daripada plot ini. Banyak yang telah terjadi dengan bergerak menuju grid HVDC yang menghindari fase PLL yang jelas membatasi kendala pembagian daya di seluruh benua. Tetapi toleransi yang dapat diterima untuk pelanggan longgar dibandingkan dengan sifat berbagi grid dari gigawatt PLL dalam mode berbagi saat ini. (Saya bisa mendapatkan lebih banyak teori tetapi terlalu techy)

Grafik berisik yang ditunjukkan oleh Stevenh dikomentari oleh penulis untuk memiliki kelebihan noise jangka pendek karena kesalahan pengukuran, yang dapat dihilangkan dengan BPF aktif pada 50 (60) Hz. Mereka selanjutnya mengatakan ..

"Dalam jangka pendek (detik ke jam), beberapa mekanisme digunakan yang terus menerus mencoba untuk menjaga frekuensi sedekat mungkin ke 50.0000 Hz, tapi itu tidak mempertimbangkan fase (yaitu, kesalahan jam). Selama penyimpangan antara waktu yang benar dan waktu yang ditunjukkan oleh jam yang digerakkan oleh listrik kurang dari 20 detik, diamati pada jam 8 pagi, tidak ada langkah lebih lanjut yang diambil. Ketika penyimpangan itu melebihi 20 detik, koreksi dijadwalkan: pada hari berikutnya (dari tengah malam hingga tengah malam) regulator frekuensi di seluruh zona akan ditetapkan 10 mHz lebih tinggi atau lebih rendah dari 50.0000 Hz normal. Idealnya, ini menghasilkan koreksi 17,28 detik. Di atas biasanya akan menjaga penyimpangan dalam waktu sekitar 30 detik. Hanya jika deviasi melebihi 60 detik koreksi yang lebih besar dari 10 mHz diizinkan. "

10mHz / 50Hz = 0,2 PPM yang stabilitasnya lebih baik daripada yang bisa diharapkan dari jam 32KHz, sehingga membuktikannya dapat digunakan dengan mudah untuk mengkalibrasi jam Anda.

lebih banyak referensi. http://www.stabilitypact.org/wt2/040607-ucte.pdf Pakta Eropa untuk memastikan stabilitas frekuensi di seluruh benua. Serikat untuk Koordinasi Transmisi Listrik: Studi Pra-Kelayakan

http://www.ucteipsups.org/Pdf/Download/englisch/UCTE-IPSUPS_SoIaC_glossy_print.pdf ringkasan studi

Ini semua mendukung apa yang saya katakan sejak awal bahwa jika mereka tidak stabil fase dan frekuensi, akan menyebabkan gangguan daya besar-besaran dan ketidakstabilan pada pembagian daya. Ini adalah sesuatu yang dilakukan MB Winnipeg di Kanada tengah sejak awal tahun 70-an dan memberi makan zona waktu pusat negara bagian AS dengan lebih dari sepuluh sumber daya Terawatt (10TW) dalam tenaga air , ekspor utama dari Kanada.