oscillateurs à quartz

Wed Jul 18, 2007 10:01 pm   

Bonjour,

Je continue avec mes questions de débutant (si je vous disais depuis
combien de temps je pratique l'électronique en amateur, vous ne croiriez
pas que je puisse encore poser de telles questions)...

J'utilise une horloge temps réel (pour mon thermostat programmable, pour
ceux qui suivent) basée sur un PCF8583 assorti d'un petit quartz à
32,768 kHz. Mon souci est que cette horloge déroule le temps un peu trop
vite.

Du coup, je me rends compte que je n'y connais rien aux oscillateurs à
quartz... :-(

Pour commencer, j'ai vues évoqués les notions de montage parallèle ou
série d'un quartz ; de quoi s'agit-il ?

Le schéma que j'ai souvent vu consiste à brancher directement un quartz
entre l'entrée et la sortie d'un inverseur. Qu'est-ce que ça vaut ?
J'ai vu il y a quelques temps dans ce groupe quelqu'un qui parlait
d'utiliser aussi une résistance. Où, comment, de quelle valeur et pourquoi ?

J'ai aussi parfois vu un condensateur entre la masse et l'entrée de
l'inverseur, et parfois aussi entre la masse et la sortie de
l'inverseur. Parfois, l'un d'entre eux est variable. J'aurais tendance à
supposer que ça permet de faire varier (vers le bas) la fréquence
d'oscillation. Est-ce exact ? Si oui, dans quelles proportions
approximatives ?

Enfin, si j'ai ajusté la fréquence d'oscillation à un moment donné,
quelle stabilité en fréquence puis-je espérer par la suite ?


Merci d'avance,

Nicolas

Wed Jul 18, 2007 11:40 pm   

Pour rire un peu, mon chef de labo d'un labo prestigieux d'une école
encore plus prestigieuse de la fin de l'alaphabet avit une montre suisse
et se rendait en Suisse régulièrement chez un fabricant de machine
scientifique. Il remarquat que sa montre retardait après chaque voyage
"en avion" et pas en voiture. L'effat de la pressurisation sur le quartz
pensa-t-il. Il ouvrit sa montre et noya le quartz dans l'araldite, le pb
disparu. Comme quoi !!
Pour ton pb il faut éplucher la spécification du quartz, fournit par la
fabricant (si possible) sinon acheter un quartz d'un fabricant identifié
qui fournit toutes les infos sur le tupe de circuit de montage,
l'influence de la température et tout ça.
Alors on part en Suisse :
http://www.microcrystal.com/

Richard

Thu Jul 19, 2007 1:26 am   

Cherche le PDF du NE555 chez plusieur constructeurs. Au moins un donnera
une dizaine de chémats illustratifs. Cherche le diviseur de fréquence.
http://www.alldatasheet.com/view.jsp?Searchword=NE555

Sinon, tu as raison; il existe des montages à base de portes NON; mais,
le plus simple reste la bascule JK.

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electronic/bincount.html


--


"So all that's left, Is the proof that love's not only blind but deaf."
(FAKE TALES OF SAN FRANCISCO, Arctic Monkeys)

Thu Jul 19, 2007 7:17 am   

"Nicolas Boullis" <nicolas.boullis_at_free.fr> a écrit dans le message de news:
469e8dcc$0$23748$426a34cc_at_news.free.fr...

Le modèle d'un quartz est un réseau RLC série avec un facteur de qualité Q
très grand associé à une capacité en parallèle. Un tel réseau à une
fréquence de résonnance correspondant à son impédance la plus faible, c'est
la fréquence de résonnance série, et une fréquence de résonnance
correspondant à son impédance la plus forte, c'est la fréquence de
résonnance parallèle. Cette dernière est plus élevée de quelques 1000ppm par
rapport à la fréquence de raisonnance série, et est dépendante des capacités
présentes le cas échéant autour du quartz.

En résumé :
- Selon le montage un quartz oscillera en mode "parallèle" (si le point de
fonctionnement est celui où le quartz a son impédance maximale) ou en mode
"série" (quartz a son impédance minimale)
- un quartz spécifié comme un " quartz série" peut être utilisé en
résonnance parallèle et vice-versa, mais la fréquence indiquée sur le quartz
n'est valable que dans le mode pour lequel il est spécifié. Si on l'utilise
dans l'autre mode la fréquence d'oscillation sera un peu changée (de l'ordre
de 0,1%).
- La fréquence d'oscillation dépend des condensateurs présents en série ou
parallèle avec le quartz, surtout dans le mode résonnance parallèle.

Quelques sources :
http://en.wikipedia.org/wiki/Crystal_oscillator
http://www.oscilent.com/esupport/TechSupport/ReviewPapers/IntroQuartz/vigtoc.htm
http://www.foxonline.com/techfaqs_cry.htm#a3

Cordialement,

--
Robert Lacoste
ALCIOM - The mixed signal experts
www.alciom.com

Thu Jul 19, 2007 9:16 am   

Nicolas Boullis a écrit :

Les quartzs ont une puissance max à ne pas dépasser sous peine de
destruction après une durée imprévisible . Il convient surtout avec les
quartz CMS d'ajouter une R serie avec "OUT" .

Exemple de données d'un Quartz CMS 4 MHz :
www.farnellinone.fr : ref 971-3786
datasheet en ligne, cliquer sur code commande

Quartz CMS 4 MHZ HC49/4H
DRIVE LEVEL 0,5 mW max
ESR 200 ohms

ESR : RESISTANCE EQUIVALENTE SERIE du quartz

VALEUR DE LA RESISTANCE SERIE : 5 à 10 fois ESR

Dans le cas présent on placera par ex une R de 1K (5x 200 ohms)

Exemple de tableau fabricant selon Fr quartz :
3 à 5 MHz ESR 200 ohms
5 à 8 MHz ESR 120 ohms
8 à 12MHz ESR 70 ohms
12 à 25 MHz ESR 50 ohms

Certains tableaux donnent des valeurs théoriques brutes qu'il faut
corriger en divisant la valeur par 2 pour limiter les causes de
déphasages. Par exemple 3 à 4 MHZ : 5,6K, si on divise par 2 on retombe
sur le calcul pratique de 5 à 10 fois ESR.

Voir aussi la doc AN588 de MICROCHIP en cherchant avec Google

CRYSTAL TERMINOLOGY :
www.act.co.uk/techinfo/crystalterminology_txt.html

Thu Jul 19, 2007 1:26 pm   

"Robert Lacoste" <see-my-email-at_at_www.alciom.com> a écrit

Claude

Thu Jul 19, 2007 2:21 pm   

jfc a écrit :

Oui, mai là il s'agit d'un "quartz" 32kHz. A ces fréquences basses la
construction n'est pas la même qu'un quartz plus haute fréquence et les
caractéristiques ne sont plus du tout les mêmes.
En typique, Pmax de l'ordre du uW, et des ESR de l'ordre de quelques
dizaines de kohm.


--
Thanks,
Fred.

Thu Jul 19, 2007 2:29 pm   

Attention, les quartz 32 KHz sont très particuliers et assez peu comparables
aux quartz de fréquences plus élevées ( taille différentes, impédances
beaucoup plus grandes, etc...) il est conseillé pour ces quartz de respecter
les schémas spécifiques pour ces quartz...ce qui peut être déroutant si on
compare les schémas .
GESAM



"Nicolas Boullis" <nicolas.boullis_at_free.fr> a écrit dans le message de news:
469e8dcc$0$23748$426a34cc_at_news.free.fr...

Thu Jul 19, 2007 4:16 pm   

Salut Benoit-Pierre,
Sans vouloir t'offenser, voila plusieurs reponses que je lis de ta part avec
toujours la meme faute "chemat".
En fait cela s'ecrit "schema" en français ou "schematic" en anglais.
Pour les recherches google cela peut etre utile.

--

Alain

"DEMAINE Benoit-Pierre" <nntp_pipex_at_demaine.info> a écrit dans le message de
news: 469ebdab$0$18495$426a34cc_at_news.free.fr...

Thu Jul 19, 2007 4:20 pm   

alain denis wrote:

Merci; oui ca peut expliquer que j'ai mal orienté ma recherche sur les
expresso. J'ai des doutes depuis ma naissance sur certains mots. "sch",
ca me semblait pas francais, alors un jour j'ai décidé de lever le
doute, décider que c'était une influence allemande, et de ne jamais
l'utiliser en francais.

Un de mes profs anglais m'a fait la même réfléxion que toi en cours
(en cours d'electronique en GB ...).

--


"So all that's left, Is the proof that love's not only blind but deaf."
(FAKE TALES OF SAN FRANCISCO, Arctic Monkeys)

Thu Jul 19, 2007 5:35 pm   

DEMAINE Benoit-Pierre a écrit :


Bsr

C'est français. Au 16ième siècle le mot ''scheme'' dont il est dérivé,
signifiait : Attitude, manière d'être....C'est à partir du 19ième qu'il
va prendre la forme: SCHEMA et, commencer à avoir le sens qu'il a
aujourd'hui.

AB

Thu Jul 19, 2007 8:33 pm   

alain denis a écrit :

Tant qu'on y est, on pourrait peut-être même aller jusqu'à "schéma", non ?

Cordialement,
Den
--
Pour me répondre en privé, enlever "pubpasglop" de mon adresse.

Thu Jul 19, 2007 9:28 pm   

Je repars de la racine; il faut distinguer deux choses, et que tu nous
explique ton besoin:

une variation de fréquence légère, peut se faire jusqu'à 10% avec des
ajustements (résistance, condo ...) (dont parlent les autres).

une variation forte (>50%) ne se fait qu'avec un diviseur spécifique,
généralement des circuits JK (dont j'ai déjà parlé)


Le terme "un peu" est ici "complètement ambigue".

Partire d'un 32,768 pour avoir 30k est une mauvaise idée (les quartz 32k
sont très spécifiques, optimisés pour un usage type "montre"; leur usage
sur un PIC ou uC traditionnel est problématique pour des raisons
electroniques).

Je ne comprensd pas si tu veux baisser "un peu" pour arriver à une
fréquence "ronde", ou si ca produit des évènements "un peu trop rapide
pour que tu les voies ... auquel cas tu veux une fréquence de moins de
100hz ...

Un quartz n'est pas prévu pour attaquer une JK.

- pourquoi tu ne demande pas au PCF8583 de se gérér lui meme le temps ?
avec un compteur à 8 étages, tu simulera sans probleme un compteur 64
bits (avec une cyclicité de plusieur années).
- si tu utilise comme horloge un truc style RTC, tu n'a pas le droit de
toucher au quartz
- si les 2 sont connectés, pourquoi tu ne fais pas la division des
évènements de manière logicielle dans l'uC ?
- si c'est un oscillateur complet, pourquoi pas mettre une cellule JK
entre les deux ?

Franchement, je pense que ton problème est très mal décrit, et que tu
attaque une solution par le pire angle.

Je pense plus simplement que ... tu cherche une solution au mauvais
endroit ... voire meme peut etre une solution a un problème qui n'existe
pas.

Explique ce que tu veux faire, et des pros (je ne parle pas de moi)
t'expliqueront comment le réaliser.

Avec un PIC 8 bit, je gère des évènements à l'échelle de l'heure.

si tu veux une précision à la seconde de manière journalière, il te faut
une RTC, donc, tu n'a pas droit à toucher sa fréquence.

Si tu veux de la fiabilité, je conseille les RTC avec pile et quartz
embarqués; c'est très simple à interfacer (3 fils: +, -, sortie).

--


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Thu Jul 19, 2007 9:46 pm   

DEMAINE Benoit-Pierre a écrit :

heu ... 10 ppm ok, 100 pourquoi pas, 1000ppm soit 0.1% c'est deja du
délire, alors pour 10%, faut que tu me présente les condos et résistance
en questions...

Thu Jul 19, 2007 10:03 pm   

Rufus Larondelle wrote:

J'ai jamais expérimenté moi meme, mais, un proche a déjà joué avec des
quartz; il mesurait Q selon la fréquence ... il jouait avec des 32k, et
son graphe allait de 25 à 38k ... ça dépasse largement 10% (mais Q
variait d'un facteur >100 entre les bords et le milieu).

J'ai pas vu le circuit associé.

--


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