Standardowe rezonatory kwarcowe zapewniają dokładność i stabilność częstotliwości wystarczające w większości typowych aplikacji. Jeśli zależy nam jednak na dużej precyzji pomiaru czasu (o wartości co najwyżej kilku ppm), trzeba sięgnąć po rozwiązania specjalne. Jedno z najtańszych przedstawiamy w artykule.
Jedną z najpopularniejszych częstotliwości wzorcowych stosowanych w urządzeniach cyfrowych służących do odmierzania czasu jest 32768 Hz, co odpowiada dokładnie 215 Hz. Jest to wartość, z której łatwo uzyskać przebieg o częstotliwości 1 Hz – do jej podziału wystarczą klasyczne liczniki liczące w kodzie NKB.
Dostępne powszechnie na rynku tanie kwarce o tej częstotliwości rezonansowej nie są demonami precyzji – typowo dokładność ich częstotliwości rezonansowej mieści się w przedziale +/-100 ppm. Wersje strojone, pochodzące od markowych producentów osiągają dokładność +/-20 ppm, przy czym zmiany temperatury otoczenia i starzenie się piezoelektryka powodują stopniowe odstrajanie się rezonatora.
Jednym z możliwych sposobów zwiększenia dokładności częstotliwości wzorcowej jest termostatowanie rezonatora i otaczających go elementów, ale poza energochłonnością, kłopotliwą budową mechaniczną, poważne problemy może stwarzać także konieczność wykonania precyzyjnego regulatora termostatu. Całe szczęście, że można ten problem rozwiązać nowocześniej.
W ofercie firmy Maxim znajduje się scalony generator precyzyjnego, wysokostabilnego sygnału 215 Hz –jest to układ DS32kHz. Schemat blokowy układu pokazano na rys. 1.
Rys. 1. Schemat blokowy kładu
Jest on dostępny w trzech wersjach obudów, z których najdogodniejsza w stosowaniu w warunkach przeciętnego laboratorium jest wersja DIP.
Zgodnie z danymi producenta, dokładność ustawienia częstotliwości jest nie gorsza niż +/-2 ppm w zakresie temperatur otoczenia 0…+40°C, co pozwala uzyskać dokładność bliską +/-1 minutę na rok. Prowadzone w redakcyjnym laboratorium pomiary wykazały, że mamy dawno nie kalibrowane mierniki częstotliwości z czego wynikały problemy z weryfikacją parametrów. Biorąc pod uwagę renomę producenta układu DS32kHz można założyć, że podane dane są prawdziwe.
Schemat aplikacyjny układu DS32kHz (jeden z możliwych wariantów, zastosowany w projekcie) pokazano na rys. 2. Na rys. 3 pokazano schemat montażowy płytki drukowanej urządzenia. Kondensator 100 nF ma obudowę 0805 i jest montowany od spodu płytki drukowanej.
Rys. 2. Schemat aplikacyjny układu DS32kHz
Rys. 3. Schemat montażowy od strony elementów
