水晶振動子＆水晶発振器を鋭く語るスレ 3
■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
. ＿＿＿
（＿＿＿.) 定番の電子部品「水晶」を語ってくだされ
. | |
. |.HC-6U.| ルビジウム発振器やセラミック発振子，
,|＿＿＿_|, シリコンMEMS発振器等の話題もどうぞ。
`''T'''''''T''"
関連スレ
発振回路・振幅変調・角度変調
http://kamome.2ch.net/test/read.cgi/denki/1072319730/
前スレ
水晶振動子＆水晶発振器を鋭く語るｽﾚ
http://kamome.2ch.net/test/read.cgi/denki/1095175866/
さっそくで、すみません。
水晶発振回路を作ったんですが、周波数が合わせ込めません。
負荷容量32PFの10.7MHz、HC49水晶 + 74HCU04 + 1MΩです。
周波数カウンターは、アンリツの11桁のものを使用し、
外部基準として、GPS(トリンブル)の10MHzを入れています。
5台作って5台とも、+100ppmくらいズレてます。
Cをドンドン増やしてもなかなか下がりません。
一般的に、ドンピシャにはできないものなのでしょうか?
「そのくらいは諦めなきゃダメだよ〜ん」というものでしょうか?
ちなみにそのアンリツでGPS出力を測ったらどうなってた？
高い精度を求めているなら、高い精度の水晶を買わないとだめだよ。
よく出回ってるのは ±100ppmくらい。 >>4
ありがとうございます。
>GPS出力を測ったらどうなってた？
内蔵10MHz発振器使用で、GPS10MHzは、9.999 999 6 MHzでした。
>よく出回ってるのは ±100ppmくらい。
なるほど。わかりました。
・そのppm数値は、買ったときの初期ズレであり、経年のズレとは別ものである。
・そのppm数値は、トリマで追い込めば初期調整できる
という考え方は×でしょうか?
手元にNFの発振器(黒いやつ)があったので、それで目的周波数をセットしてみたら、
これもまた見事にズレています。100ppm程度。あんなにゼロが並んでいるのに。
>>5
公差と経年変化は別々に規定されている。カタログくらい読め。
それから、ちゃんとした周波数が欲しいのならオーブンくらい知っておけ。
まだあった。トリマ？ ムリ。水晶の Qの高さはそんなもんじゃない。 >>7
実際試した経験あればわかるけど、トリマで結構動くけどなぁ。
HF帯域、例えば14.31818MHzあたりの水晶に、負荷容量15〜22pFにパラって
10pFのトリマを付けると、だいたい数10kHzくらいは動く。
LS04みたいなTTLのバッファで発信回路を組むと3倍オーバートーン発振しちゃっ
たり。
水晶発振の発振周波数が動かないなら、トリマの代わりにバリキャップを
使うVXOは架空の回路ってことになるし、わざわざ温度補償コンデンサを使う
必要もないわな。 トリマで無理に合わせると、動作電圧、温度など振ってやると異常発振を起こす場合があるし、
だいたいジッタ成分が増えるからアナログ屋ならそういうことはしない。
しかし用途にもよるな。それを確認しなかったのは俺の落ち度。
要するに精度が欲しいなら±100ppmの汎用品なんか使うなよ、てこと。
>>9
最後のくだりは、蛇足だな。
簡単な補助補正方法は定電流回路とチップ抵抗で
発振子(発信器）の温度制御をすること。
市販発振子は常温で定格ねらいの設計だから１０℃ずらせば余裕で数十ｐｐｍ変わる。
寿命はその分短くなるが四半世紀くらい余裕ｗ 教えてください。
水晶の規格を見ていると、ERSが出ています。
この値は、大きいほど○○で、小さい物ほど○○である、のような
定性的なものがあるのでしょうか?
例えば、ESRが大きい物は、増幅器のゲインが多く必要である、とかです。
宜しくお願いします。
>>12
等価直列抵抗ね。水晶発振回路は、増幅器の入力と出力を、水晶振動子でショート
したループ構成になっていて、発振周波数では水晶は抵抗とみなすことができ、その値は ESR
のものとなる。発振回路をこのESRの抵抗でおきかえて、ぐるっとまわったループ利得が
1倍以上あれば発振する。増幅器の出力電圧の、出力インピーダンスとESRの直列になった
抵抗と、増幅器の入力インピーダンスで分圧された電圧が入力にかかるから、分圧された
低下分を増幅器の利得で補う。ESRの大きい水晶について発振条件を成立させるためには、
増幅器の出力インピーダンスは小さくなければならず、入力インピーダンスは高くなけれ
ばならず、利得は大きくなければならない。 GPSによる10MHzの話はここでも良いでしょうか?
周波数カウンターの源振として、12.8MHzのTCXOを使っていますが、
さらに精度を上げたいので、GPS衛星の電波から10MHzを出力するユニットを、
オフオクなどで中古で買おうと考えています。
この10MHzの出力について教えていただけないでしょうか?
一般的な話ですが、このユニットの10MHzの出力は、
1) アンテナ接続無しの場合でも、自力で10MHzを出力するのでしょうか?
2) その場合でも、TCXOと比べて十分良い値を出して来るものでしょうか?
(自力発振だと、どっちもどっちだと予想しています)
3) アンテナを接続しても、衛星が1つも受信できないときでも
10MHzは出力されるのでしょうか?
(これも上記2)と同じだと予想しています)
4) 受信できている衛星の数が、最低はいくつ必要なのでしょうか。
3つ受かれば、まあまあの精度になり、8つ受かったとしても、
ほとんど変わらないと考えても良いのでしょうか。
漠然とした質問ですみません。宜しくお願いします。
>>14
1) 出力する。
2) C/Nも変動特性もTCXOに比べれば十分良い。
3) 出力する。受信できなくなった後も、ホールドオーバーの間はそれまでのエージング特性などから計算し補正されている。
4) x,y,z,t の4変数を解くためには 4つ必要。実際は電離層遅延の問題があるからもう少しややこしい。
C/Nが気になるんなら中古のZ3801Aを買え。 手元のサンダーボルちゃんは、今日も元気に4つのGPSを捕らえてる。
10MHzに対して、-0.02ppb (-0.0002Hz)ね。正確ぅ〜! ちょっと待って、2×10^-11なんてオーダーをどうやって測ってるの？
セシウム発振器持ってるとか？ GPS基準、受信性能が良いのは最近のヤツだが搭載しているOCXOは古いZ3801Aが最高。
だってZ3801Aは、ダブルovenじゃなかった? >>22
オクで出ている中古は2万円以下だから
それより安い新品になると単なる位置表示のGPSレシーバーだろう。
まともな10MHz出せるヤツで2万円以下なんてないよ。 教えて下さい。
水晶振動子は金属ケースに入っています。
このケースは電気的にどのような接続をすべきでしょうか。
・浮かせておく
・GNDにつなぐ
・+電源につなぐ
・物による
・時と場合により、浮かせるかGNDかを選ぶ。 などです。
よろしくおねがいします >>24
GNDにつなげられるようにしておけ。周波数が安定する場合がある。
そのかわりGNDがアンテナになる場合もある。
接着剤で固定する場合もある。
EMC試験と振動試験をしっかりやれ。
>>26
ありがとうございます。
と言うことは、
こうすべきだという決まりはない、ということでしょうか？
今動いている回路の、水晶の缶を指でさわると、周波数がわすがに動くんです。
困りました。
>>27
浮かせているなら、触れば周波数が動くのは当たり前。
触らないことにして済ますのも一法。
その場合でも環境試験はしっかりやれ。湿度を上げるとふらつく場合もある。
ありがとうございます。
GNDとつなぐことにします。
環境試験してきます。
冷熱サイクル槽の片隅にこっそり置いてきます。
恒湿度槽は、管理者がうるさいのでスグにはできないですが。65℃95%
ありがとうございます。
つか、その程度のことも教えてくれるつーか、チェックしてくれる人も
いないのか？
クリスタルケースって昔からGNDに落とすのがデフォでしょうが。
30の人と同意見。
電気電子の基礎を知らないで仕事している連中が多い。
某企業で技術教えているけど最近の連中って光の速度(秒速30万km)も
まともに答えられないのが多い。
表皮効果に至っては200人に聞いて答えられたのは1人だった。
テスターの正しい使い方を知らないのも多いのです。 んなことないよ。
必要だったらGND足が付いているって。 >>31
電気電子の基礎というか、中学生の理科レベルの知識さえあやふやな連中が、
「ハードもできます」なんて平気で言ってる。シリアルで通信する機器同士
の信号だけ繋いでGNDを接続しないとか。差動なら大丈夫とか。
既に新卒学生の質がどうこうといった問題ではなく、中堅・中間管理職レベル
の30代・40代あたりでさえ、テキトーに誤魔化しながらやってきた連中が、
かなりの確率で混じっている。こいつらは、なまじ裁量・決定権を持って
いるので、できの悪い新入社員よりもはるかに始末が悪い。
そんな状況だから、むしろ連中よりも詳しい新卒や転職組は、胡散くさがら
れた挙句に難癖をつけられて排除される。オタクとか、コミュニケーション
能力とか、老害とか、加齢臭とか。(w
そして、理想ばかりが騙られる「ゆとりパラダイス」が築かれていくわけだ。 いろんなガラクタをバラしてるけど、ケースがGNDにつながってるの見たことないかも
スズメッキ線で固定してあるのは見る
試しに手元のUSBカードリーダを調べてみたらGNDにつながってなかった >>34
別に、ケースをGNDに落とさなかったり、発振回路の周囲をGNDベタで囲わな
かったからと言って、それが原因で直ちにボードや回路が動かなくなるわけ
ではないよ。
もともとメッキ線での固定は、背が高いHC-18Uを基板上に寝かせて付けた
際の振動対策目的もあるんじゃないかな。やらなくなったのは、背が低い
HC-49や面実装の採用が増えたことと、単に工数コスト削減でしょ。
最近では、製造ラインでシリコングリスを塗ったり、放熱シートを挟むような
作業さえ嫌って設計時にフルモールド品を使えと言うくらいだし、水晶の金属
ケースに自動ハンダなんてロボットアームでも導入しなきゃできない支那。 つまり、GNDにつなぐのがデフォと言われてもピンとこないわけです もちろん、発振はするし、普通は放置していてＯＫ。
ただし、指で触れるなどすれば若干の変動はあるのはあたりまえ。
＞今動いている回路の、水晶の缶を指でさわると、周波数がわすがに動くんです。
困りました。
というように、指で触れることによる変動が問題になるようならば
それなりの配慮が必要でしょ。 発振回路に限らず「浮いた」金属は良くないのは常識だけどね
グラウンドに落とすだけでそれがシールドになる だから必要だったらGND足がくっつくって。
数十ppm動くと言うなら回路設計と基板設計が悪いんだよ。 あぁ振動子の話しだったな。
確かに浮いたままにしたのもあるけど全く問題なかった
厨房の時開けた機械はメッキ線がハンダ付けしてあったが
あれ問題なかったのかねｗｗｗパッケージ内でガスが発生しそうだから
>>31 GNDに落とす
>>32 必要だったらGND足が付いているって。
>>34 ケースがGNDにつながってるの見たことない
スズメッキ線で固定してあるのは見る
>>35 メッキ線での固定は 単に工数コスト削減
>>37 普通は放置していてＯＫ。
>>38 「浮いた」金属は良くないのは常識だけどね
>>39 必要だったらGND足がくっつくって。
(くっつくって表現が良くわからないが)
>>40 浮いたまま 全く問題なかった
メッキ線がハンダ付けしてあった
こうしてみると、
「こうしないといけない、こうあるべきだ」ということは無いみたい。
あるいは、
回答している人達も どちらにすべきか知らずに発言しているとか?
昔の初歩のラジオ風に言うと
「これは高等テクニックです」
ってことだろ ???
動作中なら、クリスタルの周辺にある
コンデンサや配線にさわっても周波数は
変動するんじゃない？ そもそも部品にさわれる状態というのが問題だと思うが。 >>41
簡単に言えば、
>>37 普通は放置していてＯＫ。
だし、
>>32 必要だったらGND足が付いているって。
いうこと。ただ、
＞今動いている回路の、水晶の缶を指でさわると、周波数がわすがに動くんです。
困りました。
というように、指で触ると動いてしまうということを問題にしているなら、
＞それなりの配慮が必要でしょ。
となる。ただ、これが仕事でやっているんだとしたら、
＞つか、その程度のことも教えてくれるつーか、チェックしてくれる人も
＞いないのか？
ということは確かに疑問符。
ちなみに、無線機の類で水晶のケースからアースを取るというのは
良くみかけたし、実際にそれなりの効果があることも体験したことはある。
ただ、これって水晶に熱ストレスかけちゃうんで、どうだろか？
と思ったりしたものだったっけな。
基板に余裕があるなら、実務上では
＞スズメッキ線で固定してあるのは見る
のように、HC-49UみたいにでかいやつはベタGNDの上に横倒しにして
スズめっき線で鉢巻しておくくらいだろうね。
それ以上の対策が必要なら、
＞そもそも部品にさわれる状態というのが問題だと思うが。
ということで、触りようがない／問題が無い距離までしか近づけられない
ようにガードしてやるべき。
これでoK? >>45
> ただ、これって水晶に熱ストレスかけちゃうんで、どうだろか？
ハンダ槽やリフローに流すのは気にしないの？時間と温度と熱容量で考え
たら、そっちの方がはるかにストレス大きいと思うケド。
どっちのストレスが大きいかの評価テストは、上島竜平か、出川哲郎で
おながいしまつ。
> のように、HC-49UみたいにでかいやつはベタGNDの上に横倒しにして
> スズめっき線で鉢巻しておくくらいだろうね。
死にかけのジジイの脳みそには、背が高いの(15mm程度)は「HC-18U」で、それを
低く(5mm程度)にしたのが「HC-49U」だったと記憶されておるんじゃが、気の
せいか？
http://www.d1.dion.ne.jp/~altoxtal/keishiki/ads-keishiki1.htm
HC-49Uを横倒しに基板に実装している例は見たことがない。 HC-18Uは思い切りでかいやつでしょ？最近あんまり見かけなくなった気がする
HC-49Uは一回り小さくて高さが13mmくらいあるやつ。
HC-49Uと底面の形状が一緒なまま背が低くなったのがHC-49U/S
＞ハンダ槽やリフローに流すのは気にしないの？
だから、
＞と思ったりしたものだったっけな。
となるでしょ？
そういや、昔は水晶は超音波洗浄すると可愛そうだっていうんで
後付してたりしたなぁ。 >>47-48
あぁ、壊れかけていた脳のシナプスがちょっとだけ繋がった気がする。(w
たぶん認知症が発症するまで24時間くらい遅れたであろう。ﾄﾝｸｽ。
そういえば、水晶のソケットとかも見ないな。ああいう隙間部品を造ってた
メーカーって需要がなくなった後どうしているんだろう？ HC-18UとHC-49Uは同じ大きさだよ。
HC-18Uがケースを半田付けで密封していたのに対して、HC-49Uは抵抗溶接で密封しているのが違いだとか。
思い切りデカイのはHC-6U。 HC-6Uを縦に引き伸ばしたようなHC-13Uなんてのもあったな。100kHzくらいで >>54
BCLやってる時に100kHzマーカーに使ったことがある。
長いパッケージの100kHzはマーカー用なのか
分周器よりデカい水晶の方が安かったのかねぇ >>51
思い出した。
水晶のケースで、最初から1か所はんだ付けされている箇所がある場合がある。
これは、不活性ガスを封入した後の穴をふさいだものらしい。（現場の人間ではないので…）
水晶のケースをアースする場合は、このはんだ付け部分とは別な部分にはんだ付けすること。
さもなきゃ、不活性ガスが抜けて長期信頼性が落ちる。 あー、確かにパッケージの上のほうに鼻クソみたいに半田が付いてるのがあるな
そういう意味があったのか・・ 見てみたが大きいやつは半田付いてるな。
小さいやつは不活性ガス雰囲気で封止すんのかな。 >>57
2石のマルチバイブレータで分周できるよ。真空管時代からあった
そういえば最初のクオーツ腕時計って、物凄い数の電子部品を顕微鏡使って
手作業で組み込んで作ったらしい。発振器と多段の分周器だったのかも なるほど、2石のマルチバイブレータで発振、分周、あったような気がするね。
その分周って、1/2はわかるけど、1/3はどうやってやったの?
2石FFみたいなのを作って、2の次は0になるようにしたんだろうか?
>>61
今日たまたま見た本に書いてあった。世界最初のクオーツ腕時計セイコー35SQは
トランジスタ80個コンデンサ50個を実装して作ったとか。なんという職人芸ｗｗｗ たいしたことな・・・・・・・
腕時計の中にかぁ！ すご！ >>63
> 世界最初のクオーツ腕時計セイコー35SQは
> トランジスタ80個コンデンサ50個を実装して作ったとか。
当時チップトランジスタや、1005みたいな小さいチップコンがあったとは
思えないんだけど、やっぱり腕時計の中身は、ハトメ付きのちっちゃい
ラグ板に空中配線で実装だったンでしょうかね？ >>66
詳細は書いてなかったけどハイブリッドモジュールの製法で作ったとか
それが正しければ、セラミック基板の上にチップのままトランジスタを取り付けてる
抵抗やコンデンサは基板に造り込むか、特殊だけどチップ部品みたいなのもあったらしい >>68
セイコー様の技術の詳細は知らんが・・。
単純には、CL（負荷容量）が小さいと、消費電流が減るので消費電力が減る。
時計用に限るなら、今の水晶は、太古の昔wと比べて規定のCLが小さくなっている。 >>71
発振周波数は8kHzだったのか。なら1/2分周13段だったのかな？
それにしてもハイブリッド構成で組み付けられる規模とは思えない・・・
高密度実装という観点でみれば現在の技術水準をも越えてる気がする
(高コスト過ぎて「できなくなった」という意味も含め) 周波数固定でいいんだかから、真面目に１段ずつ分周しなくても、
トリガ信号マスクつけたマルチバイブレータ程度でもいいんじゃね？
消費電流的に無理じゃね。
トランジスタの数からして地道に1/2ずつしてる気がする。 http://www.zaikostore.com/zaikostore/jsp/pdf/PDFFILE/NEC/FIL3037680.PDF
の37ページの回路図の「注２」と書かれている部分のセラミック振動子
CSB500 F23 村田製作所製
を探しています。Webで調べてみたところ500kHzのセラミック振動子だそうです。
ところがあいにくドンぴしゃのものは見つからず、代わりに CSB503 という
セラミック振動子を見つけました。これは上記の回路で使えるでしょうか？
ちなみにこれ以外となりますと480kHzや466kHzといったように500kHz以外の
セラミック振動子しか見つかりませんでした。500kHzからここまでずれてしまうと
使い物にならなくなってしまいますよね？ >使い物にならなくなってしまいますよね？
何に使いたいのさ。それによる。 >>80
ズバリ>>79のPDFの37ページの回路そのものです 応用回路例２（NTSC限定使用時）だと503kHzになってるよ 発振子というか、フィルタとして使ってんのね。
500kHz付近の。LC共振でやってみたら？ >>84
>フィルタとして使ってんのね。
違うでしょ、回路図に32fHって書いてあるじゃん。
>>82
たしかに 503kHz って書いてありますね…
CSB503 は 503kHzのフィルタという意味でしょうか？
それでしたらCBS00 F23だけでなくCSB503も使えるかも知れませんね。
ちなみにたった3kHz違うだけで製品化されるものなんでしょうか？＞CSB500とCSB503
素人には500kHzに対して3kHzなんて誤差にしか思えないのですが… >>87
6000ppmって誤差の範囲じゃないよ。
一般的な水晶の誤差は100ppmとかだよ >>79
CSB500F23
同じzaikostoreにあるじゃん。
検索してみたら。 >>90
> zaikostoreにあるじゃん。
zaikosotre.com・・・初めて聞きました
Digi-Keyやchip1stopと同種のオンラインショップなんですね 趣味の工作なのかな？
問題のセラロックが関わるのは水平AFCのフリーラン周波数とキャプチャレンジ/ロックレンジだね。
PDFの26ページに「水平同期引き込み範囲」の仕様が±400Hzとあるので、セラロックとしては490
kHz〜516.3kHzまで発振できれば仕様を満たせることになるね。
ttp://www.murata.co.jp/products/catalog/pdf/p60.pdf
ここを見ると、
CSBLA500KECZF09-B0 Fr:489.0kHz→15.281kHz(-453Hz) / Fa:543.9kHz→16.997kHz(+1263kHz)
あたりが要求仕様を満たせるような気がする。
ただし、想定している負荷容量等は恐らく違うだろうから、その辺は実機で再検討する必要がある
だろうね。高調波での異常発振に対策が必要になったりすることもあるんで、やはりメーカーが
指定(想定)している組み合わせが無難と言えば無難ではあるけど。
>>93
ありがとうございます。
通販でドンピシャのセラミック振動子が入手できるようなのでこちらを使ってみますﾉｼ ３倍オーバトーンで70MHz辺り（表示）の水晶を利用して、７倍オーバトーンで
150~200MHz辺りの発振出力がほしいんだけど。74AC04とか74LCX04なんかなら
発振してくれるかな。オーバトーンと無関係な周波数で発振しそうだけど。
周波数精度は、±５％内もあれば十分。安定度も特に気にしない。１５〜２５度の
室温で発振してくれれば、それでいい。
教えて エロい人 よろしく。 >>95
>周波数精度は、±５％内もあれば十分。
LC発振回路で充分ジャマイカ >>98
>>96では無いが、俺も>>95には無理と思う。 ■ このスレッドは過去ログ倉庫に格納されています
