Fırın kontrollü kristal osilatör (OXCO) deneyleri

[taydin]

Bir süre önce sağolsun @czorgormez bana elindeki OCXO lardan iki tane gönderdi. Benim SR625 ile bunların üzerinde ölçümler ve bazı denemeler yapacağım. Aklınıza gelen farklı testler varsa haber verin, elimdeki ekipmanlar imkan verirse onları da yapayım.

Bir tanesi OC2SC25, diğeri de OSC5A2B02. Aşağıdaki datasheet OSC5A2B02 için.

Cihazlar bir saattir çalışıyor ve az çok stabilize olmuştur. Önce OC2SC25 ile başladım. Datasheet'e bakınca, 5V besleme voltajı istediğini ve ilk anda 600 mA akım çekebileceği belirtiliyor. Değişkenleri minimuma indirme adına, ben SMU kullanarak buna çok stabil bir 5V verdim. İlk başta 700 mA gibi bir akım çekerek ısınmaya başladı. Sonra akım 180 mA civarında bir değere indi. Şu anda ısı kontrol döngüsü çerçevesinde ufak değişiklikler oluyor çekilen akımda.

 

[taydin]

İlk aşamada çıkış frekansında ufak ayarlamalara izin veren Vref girişini boşta bıraktım. Bu şekilde hangi frekansta oturacağını görelim. Sonra da ayarlamalar yapacağım. Çıkış frekans şu anda 10 MHz'e çok yakın. Genlik de 3.3V. Overshoot'ları gözardı edebiliriz, problamanın ideal olmamasından kaynaklanan bir durum.

 

[taydin]

Şu anda frekans 9999989.66 Hz de stabilize oldu.

Osilatörün gövde sıcaklığı da 41 derecede stabilize oldu. İç sıcaklığını bilmiyoruz tabi. Ama 41 derece de az gibi geldi bana. Sıcak iklimde çalıştırılsa fırın kontrolü ortadan kalkacak ...

 

[taydin]

Şimdi Vref girişine SMU'dan 2.3087V uyguladım ve bu değer, frekansı olması gereken 10 MHz değerine neredeyse tam olarak getirdi. Şu anda sadece ± 200 µHz bir oynama oluyor, yani ekrandaki son hanede değişim var sadece.

 

[ckocagil]

SR625'in hata payı ne kadar? GPS bağlı mı?

 

[taydin]

Rubidium timebase var, o yüzden bu OXCO dan çok daha iyi. Ama GPS kadar iyi değildir, GPS sinyali bildiğim kadarıyla cesium atom saatini referans alıyor

 

[ckocagil]

Bunların hepsi kayıyor sezyum da olsa.

Sizin rubidyumda en kötü ihtimal 10 basamak doğruluk vardır

 

[taydin]

Kayma hepsinde oluyor, ama bendeki gibi eski bir alet olunca artık az çok oturmuş oluyor. Daha fazla aging yapmaz diye düşünüyorum. Bunda olabilecek değişkenlik büyük ölçüde sıcaklığa bağlı değişkenlik olacaktır diye düşünüyorum.

 

[czorgormez]

10.0000000014 çok iyi acaba uzun sürede bu değer bir yöne doğru mu kayacak yoksa hafif yukarı-aşağı yönlü olarak çok yakın bir değerde mi gezecek ?

 

[taydin]

10.0000000014 çok iyi acaba uzun sürede bu değer bir yöne doğru mu kayacak yoksa hafif yukarı-aşağı yönlü olarak çok yakın bir değerde mi gezecek ?

Aradan 2 saat geçti, en son 100000000025 gördüm. Dışarıdan soğuktan gelince, bir de içeride hava akıntısı yaratınca değişmiş oldu. Ama bir süre sonra tekrar 0016 bandına geri döndü. Yani herşey ortam sıcaklığını ne kadar sabit tutabildiğine bağlı. İki seviyeli fırınlama yapılırsa son derece stabil sonuçlar alınabilecek gibi duruyor.

 

[taydin]

Bir de Vref'e verilen voltajın çok stabil olması gerekiyor. 300 µV luk değişim kabaca 3 mHz fark yaratıyor. Yani 2.3087V yerine 2.3084V verirsem frekans da 3 mHz azalıyor.

 

[taydin]

Şimdi OSC5A2B02 olanı bağladım. Bunun çıkışı 5V. Aslında bunlardan birisi sinüs çıkışlı olması gerekiyordu, ama ikisi de kare dalga.

 

[taydin]

Bir saat sonra Vref ince ayarı ile 1.8436V da 2 mHz hata ile 10 MHz elde ettim.

Bu tip OXCO lar ile çok stabil frekans elde etmem mümkün. Eğer ortam sıcaklığı sabit tutulursa ve çok stabil bir Vref kullanılırsa, 0.5 ppb nin altında bir değişkenlik elde etmek mümkün oluyor.