Тактовый генератор по схеме Пирса

[LastHopeMan]

Отличие от моей первоначальной схемы - 100к резистор вместо 100R.

Работает на часовом кварце на микросхеме 74HC00N, при этом ЛА3 традиционно отказывается работать в той же схеме =)
Они друг друга не переваривают похоже. Потому что вторую схему из мной выложенных на последней картинке как раз возлюбила ЛА3.

А каковы шансы, что кривоватая походка таймера превратится в идеальную, когда я спаяю схему? У меня сейчас на хлебной доске, а на ней, говорят, чудеса порой творятся...
И... какую из этих условно рабочих схем мне теперь выбрать-то? Ту, которая ТТЛ, или эту, которая КМОП?

[Enman]

ТТЛ с кварцем 32768 никогда не встречал...( 10М и 1М0 тоже разница)

[LastHopeMan]

У меня на 1М завелось прекрасно.
Как мне стабилизировать сигнал? Чтобы маленьких резких помех не было, но чтобы при этом сильно не сгладить фронты?

[LastHopeMan]

Получилась дичь!
Пришел осциллограф, думал сейчас возьму и "победю", а вот фигу. Не заводятся часики. Согласно книге от автора Шило вот по этой схеме



взял конденсатор 22 пики, кварц 32768, КМ155ЛА3, все остальное строго по схеме.
спаял на макетке.



Осциллограф показывает на выходе 4 вольта постоянный сигнал. Стал исследовать всю схему (корректность самой схемы проверил не раз, включая омметр). Генерации нет. Честно говоря, я вообще не понимаю, почему эта схема должна работать: выход и вход должны уравновешиваться и застывать навсегда, а чудо-резистор конкретно в этом месте - вообще загадка. Но все же схема из "надежного источника", книга, которая издавалась... что я опять делаю не так?

Вложения

20170129_025959.jpg

Макетка

(177.43 KiB) Скачиваний: 1970

2017-01-29_3-00-52.jpg

Схема

(25.49 KiB) Скачиваний: 4227

[АлександрЛ]

Получилась дичь!
Пришел осциллограф, думал сейчас возьму и "победю", а вот фигу. Не заводятся часики. Согласно книге от автора Шило вот по этой схеме

Спойлер

Вообще- то эта схема возбуждается плохо. Гораздо лучше возбуждается вот ЭТА:

НО... С одним БОЛЬШИМ НО!!!
Пробовал кварцы от 1 до 12 мегагерц- устойчивая генерация (при чём вообще пробовал на беспаечной макетке), а вот с кварцем на 32768 - никакой генерации.. Видимо, часовым кварцам нудна схема на КМОП- логике..

[Enman]

Схема (эта) из Шил-а не может генерить по определению....Первый элемент-то без резистора
ООС, вход по постоянке в воздухе, это лог 1.....
Но и не факт, что вообще с керамическим резонатором 32768 заработает 155я серия...

[LastHopeMan]

Дичь продолжает твориться! Может кто-то объяснить, почему оно происходит и как это наконец исправить?!

Собрал схему как на рисунке. Ее вижу довольно часто, когда речь идет как раз о 32к резонаторах. Использовал SN74HC04N, что является инвертором на КМОП. Резистором служил 47к, просто ткнул пальцем в небо. Когда собрал, подключил сначала щуп осциллографа на выход, затем питание к схеме. И о чудо! Схема завелась, я видел отчетливый меандр ровно нужной мне частоты! Для полноты картины я решил подключить землю щупа к земле и меандр стал более четким и приобрел высоту вольта 4 или около того (питал от USB).


Я уж было принялся праздновать, но тут коснулся резистора или кварца - и все превратилось в прямую линию. Я принялся включать-выключать питание, передергивать схему, пинать все контакты туда-сюда, но увы, прямая линия. Начал перебирать сопротивления (от 1к до 1м штук 10 перебрал), но прямая линия. В общем единственное, какого движения удалось достигнуть - это прикосновениями к резистору 47-100к с сотого раза запустить непонятную нестабильную синусоиду, стремящуюся к 100 килогерцам, либо шумы. Также если отключить землю у микросхемы, то есть генерация нечеткого пилообразного сигнала независимо от сопротивления. Так что повторить "триумф" не удается. Как мне это сделать?

Вложения

2017-01-29_21-29-58.jpg

схема

(7.46 KiB) Скачиваний: 2100

[АлександрЛ]

Но и не факт, что вообще с керамическим резонатором 32768 заработает 155я серия...

С каких это пор ЧАСОВОЙ КВАРЦ:

стал "керамическим резонатором"?

[Enman]

Виденные мной низкочастотные кварцы раз в 100 больше, наверное...
И в корпус d 2-3 мм их не запихнуть...
=======
LastHopeMan , повторяй стандартные схемы с мегомными резисторами,
а не изобретай свои. Мощность часового кварца в порядке мкВт и куда
попало его подключать нельзя.

[АлександрЛ]

Виденные мной низкочастотные кварцы раз в 100 больше, наверное...
И в корпус d 2-3 мм их не запихнуть... .

Откройте часы и посмотрите на "часовой кварц".. Они есть и 1,8 мм диаметром..
Вот эта схема:

должна работать с часовым кварцем, если она будет сделана на CD40**? К176** или К561**, тем более, что, если посмотреть вот сюда:

то вы увидите, что эта схема СТАНДАРТНА для возбуждения часового кварца..
зы.. Резистор в ОС может быть от 10 до 30 МЕГАОМ, резистор в цепи кварца- от 100 до 560 кОм, конденсаторы "на землю" - от 8 до 33 пикофарад (больше не проверял, генерит со всеми, немного меняется частота.. Собственно, эти же "пикофарадные" конденсаторы служат для точной подгонки частоты кварца)

[LastHopeMan]

А что за T в этой схеме? Это инвертор, заодно снимающий сигнал внутрь микросхемы?

[АлександрЛ]

А что за T в этой схеме? Это инвертор, снимающий сигнал внутрь микросхемы?

Ну, в принципе, ДА!!
Вот "внутренняя структура" 176ИЕ5:

[LastHopeMan]

Попробовал очередной раз эту "классическую" схему.



Собрал на макетке, прозвонил все линии на всякий случай.



Эффект нулевой. Микросхема SN74HC04N, Сопротивления от 100к до 680к и от 10м до 20м соответственно. Конденсаторы оба на 22 пики. Результат: прямая линия... он даже при прикосновениях не реагирует, хоть бы помехи какие давал... до того, как это сделать, пробовал подключить на другую схему этот 20м резистор. Вот там пошла генерация меандра, но на частоту 22кгц примерно, что очень странно для кварца на 32кгц. И то с толкача, когда пару раз землю перевоткнешь...

Вложения

кг.jpg

(99.44 KiB) Скачиваний: 1955

[АлександрЛ]

Попробовал очередной раз эту "классическую" схему.

Спойлер

Эффект нулевой. Микросхема SN74HC04N, Сопротивления от 100к до 680к и от 10м до 20м соответственно. Конденсаторы оба на 22 пики. Результат: прямая линия... ..

Вы прямо- таки и достойны награды "упоротого лиса"...

SB74NC*** это всё- таки ТТЛ!!!!, даже если она и собрана на МОП- транзисторах!!!

Возьмите CD40**, или 176/561 серии микросхем, и пробуйте!!!
Вот:


Микросхема- 561ЛН2, часовой кварц и 5 минут с перекуром...
То, что картинка на экране осциллографа "дрожит"- это просто снимал с рук на длинной выдержке.. там всё "стоит чётко"..

"настоящая" КМОП серия (СD40** или 561ЛН**) при питании от 5-ти вольт прекрасно выдаёт ТТЛ- уровни для дальнейших каскадов.

[LastHopeMan]

Тогда своевременный вопрос... а могу я как-то на биполярных транзисторах, коих у меня тонны, собрать генератор? Или на 74HC, К1533, 74ALS, к155ла3 коих у меня тоже тонны...
Мне как таковая именно схема Пирса не интересна, мне результат интересен в виде меандра. Это просто модератор постарался...

[АлександрЛ]

"первое попавшееся"
http://radiostorage.net/?area=news/1503

Спойлер

схема справа.. Извиняюсь, фуйню споролс... СХЕМА СЛЕВА!!!
Правда, её бы ещё проверить..

[LastHopeMan]

Схема слева (О ЧУДО Е МОЕ!!!!) завелась! Ура! 19 раз завелась из 20. Как оказалось, я на кастрированном нерабочем кварце провел ровно половину экспериментов, так что даже боюсь представить, сколько раз могло что-то заработать. Ну да ладно, главное результат...

Итак, транзистор C1815, сопротивления 5м и 470к, конденсаторы 100 и 30 (хотя этот 30 можно вообще убрать, роли тупо не играет...). Высота генерации 1.8 вольт. При смене резистора 470к на 200к высота генерации 2.24в, дальнейшее уменьшение сопротивления не дает схеме стартовать.

вот такая идет генерация, устанавливается через 1-2 секунды после подачи питания


а после пары инверторов (74HC04) вот такая картинка, что говорит как минимум о том, что сигнал получен и его нагрузочной способности хватило на одну микросхему, что прекрасно.


Спасибо огромное за поддержку, особенно за моральную

Вложения

IMAG002.jpg

(65.96 KiB) Скачиваний: 1954

IMAG001.jpg

(65 KiB) Скачиваний: 1954

[АлександрЛ]

Схема слева (О ЧУДО Е МОЕ!!!!) завелась! Ура!
Итак, транзистор C1815, сопротивления 5м и 470к, конденсаторы 100 и 30 (хотя этот 30 можно вообще убрать, роли тупо не играет...). Высота генерации 1.8 вольт. При смене резистора 470к на 200к высота генерации 2.24в, дальнейшее уменьшение сопротивления не дает схеме стартовать.

Вот только в первоисточнике:

написано:

а) низкочастотный гармонический генератор Пирса с параллельным резонансом. Резистором R1 устанавливается рабочая точка транзистора VT1 так, чтобы выходное напряжение попадало в зону порога срабатывания входа ХТ1 МК;

Так, что, возможно вы зря "крутили" R2, надо было "крутить" R1..
(имхо) назначение конденсатора 30 пФ "резать" кратные частоты выше частоты резонанса кварца.

[LastHopeMan]

Значит в первоисточнике ошибка. Мегаомный резистор в пределах от 3 до 20 мегаом влиял разве что на скорость старта, и то как-то сомнительно, нелинейно. А вот тот, что 470к - довольно ощутимо настраивает высоту генерации. Наиболее комфортная высота для последующей работы с 74HC является порядка 300 килоом при условии, что мы подаем только на один вход одной микросхемы. Это все опытным путем.

Конденсатор в теории да, должен гармоники прибивать к основному сигналу, да и спайки резать, но сигнал по факту и без него чистый. Я по доброте душевной все же его там оставил, мало ли какая дрянь может приключиться при определенных помехах со стороны, может он и пригодится.

На макетной плате схема при желании упаковывается в 1 кв.см. И она работает, что самое главное! И еще тока не жрет почти. То есть можно ее питать втихаря с ионистра, пока часики без питания.

[aen]

назначение конденсатора 30 пФ "резать" кратные частоты выше частоты резонанса кварца

Это генератор Пирса и конденсаторы в нем являются составной частью П-контура.



Почитать про генератор Пирса можно здесь.
http://radiokot.ru/start/analog/practice/07/

Спойлер

Для начала посмотрим схемы в которых кварц работает на основной гармонике на частоте вблизи его параллельного резонанса.

Схема генератора Пирса.

Номиналы не писал, т.к. подобный генератор в данном случае не применял.

Конденсаторы С1 и С3 блокировочные, а конденсаторы С2 и С4 зависят от кварца. Что бы лучше был виден принцип работы, схему можно нарисовать в другом виде.



Как видим, что в данной схеме кварц можно заменить катушкой и схема останется работоспособной.



Как выше писал это признак того, что в данной схеме кварц работает вблизи своего параллельного резонанса.

Вложения

1.PNG

(1.75 KiB) Скачиваний: 2886