Šiek tiek apie mikrokontrolerių taktinius generatorius

Taktinio generatoriaus pasirinkimas priklauso nuo daugelio faktorių. Dažniausiai negalvodami kabiname kvarcinį rezonatorių ir nesukame galvos. Gal ir geras pasirinkimas tačiau ar visada tai apsimoka daryti.

Iš tikro prieš pasirenkant taktinį generatorių reikėtų įvertinti tokius faktorius kaip norimas tikslumas bei aplinka kurioje įrenginys dirbs. Iš principo taktiniai generatoriai gali būti dviejų tipų: pagrįsti mechaniniais virpesiais (kvarciniai bei keraminiai rezonatoriai) ir kita grupė yra elektroniniai RC virpesių generatoriai.

Mikrokontroleriuose dažniausiai sutinkamas “Pierce” generatorius naudojantis mechaninį rezonatorių:

Pierce.PNG

Iš tiesų tai paprasta bet pakankamai patikima generatoriaus realizacija.

Keraminiai bei kvarciniai rezonatoriai duoda gana aukštą tikslumą ir turi mažą temperatūrinių koeficientą. Kita vertus mechaniniai rezonatoriams reikia nemažo laiko kol pasiekia stabilų darbą “startup time” palyginus su RC generatoriais. Tačiau RC generatorių tikslumas yra labai žemas palyginus su kvarciniais rezonatoriais. RC generatorių tikslumas gali varijuoti nuo 5% iki 50% nuo nominalios dažnio reikšmes:

RC.PNG

Palyginimui buvo įvestas įvertis leidžiantis palyginti skirtingų generatorių stabilumą. Šis įvertis vadinasi ppm (parts per million) – dalys vienam milijonui. Sakykim jeigu generatoriaus įvertis yra ±20ppm, tai praėjus milijonui sekundžių nuokrypis gali siekti 20 sekundžių. Taigi jeigu metuose yra 32 milijonai sekundžių, tai per metus sakykim suprojektuotas laikrodis atsiliks arba užskubės iki 32×20=10min.

Standartiniai kvarciniai rezonatoriai gali turėti nuo ±10ppm iki ±100ppm, kas reiškia nuo 5 iki 50minučių per metus.

Jeigu norisi daugiau tikslumo, tada gali tekti pakrapštyti arba piniginę arba pakaušį. Vienas sprendimų būtų TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillators) – osciliatorių su temperatūrine kompensacija naudojimas. Tokie generatoriai savyje turi temperatūros poveikio kompensacinę grandinę. Dėl to tokių prietaisiukų stabilumas siekia iki ±0.1ppm arba liaudiškai kalbant nuokrypis apie 1 minutę per 20 metų. Tačiau jų kaina apie 100$.

Yra kita išeitis. Galima naudoti paprastą kvarcinį rezonatorių bei temperatūros daviklį, kuris matuoja aplinkos temperatūrą. Priklausomai nuo temperatūros galima generatorių kalibruoti automatiškai pagal iš anksto atmintyje išsaugotą generatoriaus temperatūrinę charakteristiką.

Prie kitų kvarcinių generatorių trūkumų galima paminėti tai, kad jie yra jautrūs mechaniniam poveikiui. Dėl vibracijos jie gali prarasti stabilumą. Iš žinoma jie praranda stabilumą sendami.

Keraminiai rezonatoriai yra mažiau jautrūs virpesiams, tačiau jie turi mažesnį tikslumą – ±5000ppm kas yra apie 50 minučių/savaitei.

Pažymėti: ,
2 comments on “Šiek tiek apie mikrokontrolerių taktinius generatorius
  1. audrius parašė:

    Aciu naudinga info

  2. Valentinas parašė:

    Noreciau pasiteirauti apie ta PPM prie rezistoriu, ka jis jam suteikia
    http://lt.wikipedia.org/wiki/Spalvinis_element%C5%B3_kodas

Parašykite komentarą