inleiding
|
|
Over het algemeen is het bekend dat de kwaliteit van de elektronica werkzaamheden sterk afhankelijk is van de precisie van de meetapparatuur. Het is daarmee belangrijk dat meetapparatuur zo nauwkeurig mogelijk is om de beste resultaten te krijgen. In dit artikel wordt in het bijzonder gekeken naar de interne oscillator (“klok”) van apparaten. Spectrum analysers, frequentietellers en onder andere signaal generatoren hebben een interne oscillator. In het oscillator circuit is een kristal geplaatst. Ondanks dat deze kristallen in bepaalde gevallen op een constante temperatuur worden gehouden, verloopt dit kristal van frequentie door veroudering. Periodieke controle en justering zijn nodig om de veroudering te compenseren. Vaak is in het oscillator circuit een variabele condensator opgenomen waarmee de frequentie iets bij te stellen is. Als er een voldoende nauwkeurige signaalbron en een oscilloscoop aanwezig is, kan dergelijke apparatuur zelfs worden afgeregeld. Een voorbeeld hiervan is hieronder beschreven.
|
|
afregelen van een Sayrosa 261 frequentieteller
|
Sinds een paar jaar heb ik een Sayrosa 621 frequentieteller. Deze kan tot 600MHz signalen meten tot 0,1Hz nauwkeurig. Voor mijn toepassing een perfect apparaat. Echter heb ik de oscillator in jaren nog nooit afgeregeld. En omdat deze frequentieteller uit 1984 komt (volgens de fabricage datum van de chips) zou het best kunnen zijn dat de frequentie behoorlijk verlopen is…
Omdat mijn GPSDO nog niet klaar is, is het meest nauwkeurige oscillator signaal van mijn Rigol DSA815-TG spectrum analyser. Dit is het nieuwste apparaat en is van nature redelijk nauwkeurig, dus dit is het meest nauwkeurige instrument voor handen. Alle gebruikte apparatuur is ingeschakeld en (letterlijk) opgewarmd. De frequentieteller heeft een verwarmd kristal, dus het duurt even voordat de frequentie gestabiliseerd is. Alle apparatuur heeft een uur op temperatuur kunnen komen waarna het test circuit aangesloten is. Op onderstaande afbeelding is het eenvoudige circuit te zien.
De 10MHz referentie uitgang van de Rigol DSA815-TG spectrum analyser is op kanaal 1 van de oscilloscoop aangesloten. Op dit signaal is “getriggerd”. De uitgang van het 1MHz referentie signaal van de frequentieteller is aangesloten op kanaal 2 van de oscilloscoop. Dat er een factor 10 in frequentie verschil zit, maakt voor deze opstelling niet uit. Wanneer beide apparaten gelijk lopen qua frequentie, zullen de signalen ten opzichte van elkaar stil staan op het scherm van de oscilloscoop. Wanneer de oscillatoren niet gelijk lopen, zal het signaal van kanaal twee “rollen”. Hoe sneller het signaal rolt, des te verder het signaal verwijderd is van de gewenste frequentie. Met een kunststof afregel schroevendraaier kan de variabele condensator aan de achterkant van de frequentieteller worden versteld. Bij het draaien aan de trimmer condensator, verandert de frequentie van de oscillator en daarmee de snelheid van “rollen” over het scherm. De interne oscillator was zo ver verlopen dat het scherm ruim 20Hz te weinig aan gaf bij het “tellen” van een 10MHz signaal. Afregelen met een metalen schroevendraaier heeft invloed op de trimmer condensator, dus afregelen met een kunststof schroevendraaier is handiger omdat dat geen invloed heeft op de condensator. (Het kan wel met een metalen schroevendraaier, maar dan moet je misschien iets compenseren bij het verdraaien.) Wanneer beide signaal ten opzichte van elkaar stil staan, lopen beide oscillatoren gelijk. Wanneer de aanname wordt gedaan dat de 10MHz bron voldoende nauwkeurig is, is de frequentieteller nu ook weer goed afgeregeld. Een foto van de testopstelling is hieronder te zien:
Houd er rekening mee dat kristallen gevoelig zijn voor zwaartekracht. Wanneer een apparaat ondersteboven wordt geplaatst voor het afregelen, dan is de kans groot dat er een afwijking in de frequentie ontstaat als het apparaat weer “op zijn pootjes” staat. Regel apparatuur dus af in de stand zoals deze ook gebruikt wordt.
|
|