Comment calibrer le cristal 32.768kHz pour PIC24 RTCC

J'essaie de trouver la meilleure méthode pour l'étalonnage des cristaux PIC24 RTCC. Leur note d'application indique deux méthodes: utiliser une table de recherche et utiliser une horloge du système de référence.

Selon eux, la méthode d'horloge du système de référence est la meilleure, mais ils recommandent un oscillateur système qui est un multiple de l'oscillateur à cristal RTCC, comme 16,777 MHz.

Quelqu'un at-il réellement essayé ce procédé de calibrage de cristal RTCC pour PIC24? J'apprécierais quelques directives pratiques. J'utilise PIC24FJ128GA006 .

L'étalonnage par rapport à la fréquence du secteur, comme le suggère Tony, est une mauvaise idée. La précision à long terme peut être bonne, la précision à court terme ne l'est pas.

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$\pm$

$\pm$$\pm$

Ce site vous donne une vue en temps réel de l'écart.

Même si nous ignorons les incidents à 200 MHz, il y a toujours des écarts de 20 MHz. Nous parlons de 400 ppm, c'est plus d'un ordre de grandeur que l'erreur du cristal non calibré. 4000 ppm ou deux ordres de grandeur en tenant compte des incidents de référence. La conclusion reste donc la même: la précision à court terme de la fréquence de ligne n'est en aucun cas suffisante pour calibrer un cristal.
fin du montage

Le graphique montre qu'une fréquence secteur de 50 Hz fluctue en continu entre 49,9 Hz et 50,1 Hz, ce qui représente une erreur de 0,2%, ou 2000 ppm. Un cristal de montre non calibré a une précision de 20 ppm. (L'échelle horizontale est en jours.)

Cet appareil peut être utile:

$\times$$^{-10}$

Seulement 1500 dollars, ce qui me semble être une bonne affaire. (Votre faute, vous auriez dû mentionner un budget :-))

modifier
Moins cher? D'accord, cet OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) a une stabilité de fréquence de 5 ppm (0,005 ppm) et un vieillissement de moins de 0,1 ppm par an. Environ 150 dollars. Disponible en 16,384 MHz, ce qui est un multiple de 32,768 kHz (500x). Vous l'avez mentionné dans votre question, mais il n'y a vraiment aucune raison à cela.

$\pm$

J'ai eu plusieurs conceptions où j'ai dû calibrer un RTC pendant un processus de production en volume. Mon expérience n'a pas été bonne en essayant de synchroniser ou de comparer avec un certain type de référence ultra-précise - non pas à cause de la qualité des résultats, mais à cause du coût et de l'effort impliqué par unité dans le processus d'étalonnage.

Ce que j'ai trouvé fonctionne le mieux n'est PAS une fenêtre courte de haute précision, mais une fenêtre plus longue de précision modérée, et cela peut être fait pour très peu de coûts ou de développement. Si vous laissez un circuit RTC alimenté dans une boîte pendant 10 jours, tout ce dont vous avez besoin est un ordinateur connecté à un serveur de temps précis à 1 seconde pour atteindre ~ 1 ppm, ce qui est beaucoup moins que l'erreur de vieillissement d'un an du cristal typique à 32,768 kHz ( qui est votre pire problème si vous étalonnez l'erreur nominale et la compensation de température). Je ne sais pas si vous parlez de quantités de loisirs ou de quantités de production, mais cette solution fonctionne très bien dans les deux cas.

Tout ce que nous avons fait a été de régler l'horloge pour un lot entier de cartes (par programme, ou vous pouvez le faire manuellement si vous le souhaitez) avec une précision de 1 seconde ou mieux. Ensuite, laissez ce lot pendant un certain temps et vérifiez dans quelle mesure ils ont (chacun) dérivé. 1 seconde sur 10 jours est d'environ 1 ppm. Vous voudrez mesurer le ppm réellement dérivé par le RTC, puis le mettre à l'échelle en utilisant les informations de la fiche technique et vous avez terminé.

Je dois également mentionner que la compensation de température (si votre application le permet) est importante si vous devez faire l'expérience d'une grande variété de températures. L'erreur de température peut nuire à toute précision de votre étalonnage pour des températures supérieures à 10 degrés C environ par rapport à son environnement d'étalonnage.

J'espère que ça t'as aidé!

Cet utilisateur a utilisé des méthodes de comptage de fréquence dont la mesure est longue. Ne pas tenir compte de son bruit de phase à court terme est le bruit de fond de son compteur et le rapport signal / bruit. La méthode préférée consiste à utiliser un compteur d'intervalle de temps verrouillé TCXO (HP ou Agilent maintenant) qui mesure l'intervalle de N cycles d'horloge en utilisant une horloge PLL de 100 MHz verrouillée sur l'horloge de référence OCXO, puis fait la moyenne puis inverse pour afficher la fréquence en 1 seconde ou 100 secondes pour 10 décimales. La moyenne du bruit réduit l'écart type des échantillons d'azote racine.

Ici, nous voyons la moyenne vers 1e6 et la stabilité de la ligne électrique se projette vers 1e-6 ou 1 sur 10 ^ 6 après 5e6 secondes. Cela peut être fait en 1e2 secondes avec un compteur HP Time Interval approprié.

La référence de StevenH à la stabilité est horrible et l'auteur admet que toute erreur à court terme est due à une erreur de mesure.

Néanmoins, sauf les transitoires quotidiens pour les cycles de charge, la phase et la fréquence du réseau 50/60 Hz sont extrêmement stables. Seules les erreurs de mesure résultant de la moyenne des pépins plutôt que de l'utilisation de comptages TI précis et du filtrage des pépins amélioreraient les résultats. Les surcharges des clients peuvent également perturber les résultats lorsque leur phase n'est pas synchronisée lors de la vente d'électricité à un service public voisin.

Les services publics doivent rester en phase avec leurs clients dans tout le pays et dans le monde du mieux possible pour éviter des instabilités évidentes. Il y a eu des améliorations significatives de la stabilité du système COntrol pour éviter une sur-réaction à l'EMP, aux tempêtes solaires et au verrouillage du réseau au cours de la dernière décennie. Mes observations se sont limitées à la fin des années 70 lorsque les signaux étaient encore plus stables que ce graphique. Il s'est passé beaucoup de choses avec une évolution vers les réseaux HVDC qui évitent les contraintes évidentes de verrouillage de phase PLL du partage de puissance à travers un continent. Mais les tolérances acceptables pour les clients sont lâches par rapport à la nature de partage de réseau des PLL de gigawatt en mode de partage actuel. (Je peux avoir plus de théorie mais c'est trop technique)

Le graphique bruyant montré par Stevenh est commenté par l'auteur comme ayant un bruit excessif à court terme en raison d'une erreur de mesure, qui peut être éliminé avec un BPF actif à 50 (60) Hz. Ils continuent de dire ..

"À court terme (de quelques secondes à quelques heures), plusieurs mécanismes sont employés pour essayer de maintenir en continu la fréquence aussi près que possible de 50 000 Hz., mais qui ne tiennent pas compte de la phase (c.-à-d. erreur d'horloge). Tant que l'écart entre l'heure réelle et l'heure indiquée par une horloge à alimentation secteur est inférieur à 20 secondes, observé à 8 heures du matin, aucune autre mesure n'est prise. Lorsque cet écart dépasse 20 secondes, une correction est programmée: le lendemain (de minuit à minuit), les régulateurs de fréquence dans toute la zone seront réglés sur 10 mHz plus haut ou plus bas que la normale 50,0000 Hz. Idéalement, cela se traduit par une correction de 17,28 secondes. Ce qui précède devrait normalement maintenir l'écart dans les 30 secondes environ. Ce n'est que si l'écart dépasse 60 secondes que des corrections supérieures à 10 mHz sont autorisées. "

10 MHz / 50 Hz = 0,2 PPM, ce qui est une meilleure stabilité que ce à quoi on peut s'attendre avec une horloge de 32 kHz, ce qui prouve qu'elle peut être utilisée facilement pour calibrer votre horloge.

plus ref. http://www.stabilitypact.org/wt2/040607-ucte.pdf Pacte européen pour assurer la stabilité des fréquences à travers le continent. Union pour la coordination du transport de l'électricité: étude de préfaisabilité

http://www.ucteipsups.org/Pdf/Download/englisch/UCTE-IPSUPS_SoIaC_glossy_print.pdf résumé de l'étude

Tous ces éléments soutiennent ce que j'ai dit dès le début que s'ils n'étaient pas stables en phase et en fréquence, cela provoquerait des problèmes de puissance massifs et une instabilité sur le partage de la puissance. C'est quelque chose que Winnipeg MB dans le centre du Canada a fait dès le début dans les années 70 et alimentait les États-Unis du fuseau horaire central avec plus de dix sources d'énergie Terawatt (10TW) en hydroélectricité , une importante exportation du Canada.