Как вы калибруете кристалл 32,768 кГц для PIC24 RTCC

Я пытаюсь найти лучший способ калибровки кристалла PIC24 RTCC. В их замечании по применению указаны два метода: использование справочной таблицы и использование системных часов.

По их мнению, метод тактовой частоты системы отсчета является лучшим, но они рекомендуют системный генератор, кратный кварцевому генератору RTCC, например 16,777 МГц.

Кто-нибудь пробовал этот процесс калибровки кристалла RTCC для PIC24? Я был бы признателен за некоторые практические рекомендации. Я использую PIC24FJ128GA006 .

Как считает Тони, калибровка по частоте сети - плохая идея. Долгосрочная точность может быть хорошей, кратковременная - нет.

редактировать
Тони пренебрежительно о моей ссылке, но это не проблема, есть и другие источники , которые подтверждают это. (Обратите внимание , что он делает . Использовать мою ссылку , чтобы показать абсолютную точность 10 мГц / 50 Гц = 0,1 промилле (SIC) Похоже , он так занят своими 10 - 10 . Что он не видит фактор тысячи ошибок) Возможно, он принимает полномочия ENTSOE , это «Европейская сеть операторов систем передачи электроэнергии». Они должны знать. Из этого документа : $^{-10}$

Активация ПЕРВИЧНОГО КОНТРОЛЯ. Активация ПЕРВИЧНОГО УПРАВЛЕНИЯ запускается до того, как ЧАСТОТНОЕ Уклонение к номинальной частоте превысит 20 мГц. $\pm$

$\pm$$\pm$

Этот сайт дает вам в режиме реального времени вид отклонения.

Даже если мы проигнорируем инциденты с частотой 200 МГц, все равно будут отклонения в 20 МГц. Мы говорим о 400 ppm, это больше, чем на порядок, чем погрешность некалиброванного кристалла. 4000 промилле или два порядка с учетом исходных инцидентов. Таким образом, вывод остается прежним: кратковременная точность частоты линии отнюдь не достаточно хороша для калибровки кристалла.
конец редактирования

График показывает, что частота сети 50 Гц постоянно колеблется между 49,9 Гц и 50,1 Гц, это ошибка 0,2%, или 2000 ppm. Точность некалиброванного часового кристалла составляет 20 частей на миллион. (Горизонтальный масштаб - дни.)

Это устройство может помочь:

$\times$$^{-10}$

Всего 1500 долларов, что звучит как сделка для меня. (Ваша собственная вина, вы должны были упомянуть бюджет :-))

редактировать
дешевле? Хорошо, этот OCXO (кварцевый генератор, управляемый печью) имеет стабильность частоты 5ppb (0,005ppm) и выдерживает менее 0,1 ppm в год. Около 150 долларов. Доступно в 16,384 МГц, что кратно 32,768 кГц (500x). Вы упомянули об этом в своем вопросе, хотя на самом деле нет причин для этого.

$\pm$

У меня было несколько проектов, в которых мне приходилось калибровать RTC во время процесса массового производства. Мой опыт не был удачным, когда я пытался синхронизировать или сравнивать с каким-то типом сверхточного эталона - не из-за качества результатов, а из-за стоимости и усилий, приложенных к единице в процессе калибровки.

Лучшее, что я нашел, это НЕ короткое окно с высокой точностью, а более длинное окно с умеренной точностью, и это может быть сделано за очень небольшую цену или развитие. Если вы оставляете цепь RTC с питанием в коробке на 10 дней, все, что вам нужно, - это компьютер, подключенный к серверу времени с точностью до 1 секунды для достижения ~ 1 ppm, что намного меньше, чем ошибка годичного старения типичного кристалла 32,768 кГц ( что является вашей худшей проблемой, если вы откалибруете номинальную погрешность и температурную компенсацию). Я не знаю, говорите ли вы о количествах хобби или объемах производства, но в любом случае это решение работает очень хорошо.

Все, что мы сделали, это установили часы для всей партии плат (программно, или вы можете сделать это вручную, если хотите) с точностью до 1 секунды или лучше. Затем оставьте эту партию на некоторое время и проверьте, как далеко они (каждый) дрейфовали. 1 секунда на 10 дней составляет около 1 промилле. Вы захотите измерить фактическую частоту на миллион, смещенную по RTC, затем масштабировать ее, используя данные таблицы, и все готово.

Я должен также упомянуть, что температурная компенсация (если позволяет ваше приложение) важна, если вы собираетесь испытывать самые разные температуры. Погрешность температуры может затормозить любую точность вашей калибровки для температур, превышающих 10 градусов Цельсия, из среды калибровки.

Надеюсь, это поможет!

Этот пользователь использовал методы подсчета частоты, для измерения которых требуется много времени. Поэтому не обращайте внимания на его кратковременный фазовый шум, это минимальный уровень шума его счетчика и отношение сигнал / шум. Предпочтительный способ заключается в использовании ТСХО заблокирован временный интервал счетчик (прив HP или Agilent в настоящее время), что меры интервала циклов N тактовых с использованием 100MHz PLL часов запертых в OCXO опорного тактового сигнал, а затем в среднем затем инвертирует к индикации частоте в течение 1 секунды или 100 секунд до 10 десятичных знаков. Усреднение шума уменьшает стандартное отклонение по корням N выборок.

Здесь мы видим среднее значение в направлении 1e6, а стабильность линии электропередачи снижается в направлении 1e-6 или 1 через 10 ^ 6 через 5e6 секунд. Это можно сделать за 1–2 секунды с помощью соответствующего счетчика HP Time Interval.

Ссылка Стивена на стабильность ужасна, и автор признает, что вся краткосрочная ошибка связана с ошибкой измерения.

Тем не менее, за исключением ежедневных переходных процессов для циклов нагрузки, фазы и частоты, сетка 50/60 Гц чрезвычайно стабильна. Только ошибки измерения в результате усреднения с глюками, а не с использованием точных подсчетов TI и фильтрации глюков, могут улучшить результаты. Клиентские перегрузки могут также расстроить результаты, когда их фаза не синхронизирована при продаже электроэнергии соседней утилите.

Коммунальные предприятия должны как можно лучше синхронизироваться со своими клиентами по всей стране и по всему миру, чтобы избежать явной нестабильности. В последнее десятилетие произошли значительные улучшения стабильности системы COntrol, чтобы предотвратить чрезмерную реакцию на ЭМИ, солнечные бури и блокировку сетки. Мои наблюдения были ограничены концом 70-х годов, когда сигналы были еще более стабильными, чем этот график. Многое произошло с переходом к сетям HVDC, которые избегают явных фазовых ограничений PLL при распределении электроэнергии по всему континенту. Но приемлемые допуски для клиентов невелики по сравнению с природой совместного использования энергосигналов в ГИГВТ в текущем режиме совместного использования. (Я могу получить больше теории, но это слишком сложно)

График шумов, показанный Стивеном, прокомментирован автором как имеющий кратковременный избыточный шум из-за ошибки измерения, которую можно устранить с помощью активного BPF при частоте 50 (60) Гц. Они продолжают говорить ..

«В краткосрочной перспективе (от секунд до часов) используются несколько механизмов, которые постоянно пытаются поддерживать частоту как можно ближе к 50,0000 Гц, но это не учитывает фазу (т. е. ошибка часов). Поскольку отклонение между истинным временем и временем, указанным часами с питанием от сети, составляет менее 20 секунд, наблюдаемое в 8 часов утра, дальнейшие меры не принимаются. Когда это отклонение превышает 20 секунд, намечается коррекция: в течение следующего дня (с полуночи до полуночи) регуляторы частоты во всей зоне будут установлены на 10 МГц выше или ниже, чем обычные 50,0000 Гц. В идеале это приводит к коррекции 17,28 секунды. Вышеуказанное обычно должно удерживать отклонение в течение примерно 30 секунд. Только если отклонение превышает 60 секунд, допускаются поправки, превышающие 10 мГц ».

10 мГц / 50 Гц = 0,2 PPM, что является лучшей стабильностью, чем можно ожидать от тактовой частоты 32 кГц, что доказывает, что ее можно легко использовать для калибровки тактовой частоты.

больше ссылки http://www.stabilitypact.org/wt2/040607-ucte.pdf Европейский пакт об обеспечении стабильности частоты на всем континенте. Союз по координации передачи электроэнергии: предварительное технико-экономическое обоснование

http://www.ucteipsups.org/Pdf/Download/englisch/UCTE-IPSUPS_SoIaC_glossy_print.pdf краткое исследование

Все они поддерживают то, что я сказал с самого начала, что если бы они не были стабильными по фазе и частоте, это вызвало бы огромные сбои питания и нестабильность при распределении энергии. Это то, что Winnipeg MB в центральной Канаде делал с самого начала в 70-х годах и питал центральные часовые пояса штатов США своими более чем 10 тераваттными (10 ТВт) источниками энергии в гидроэнергетике , что является основным экспортным товаром из Канады.