発振回路の評価方法

新人向けマイコン基礎教育の実習項目を検討
しているのですが、

 通常、発振子を接続している端子に直接プローブ
を当てて発振波形を観測することはしませんね。

 どうしても必要なら、低容量プローブかFET
プローブを使う手が無いではありませんが。

 ホビーユースを口実に普通のプローブを当てて
みました。
 
  ①周波数測定のできるマルチメータ
  ②廉価版のオシロスコープ(60MHz帯域の標準
   プローブ使用)

 発振回路の定数は
   水晶発振子: 仕様 9.8304 [MHz]
   コンデンサ: 22 [pF]
   マイコン: 78K0S/KA1+

  ①では、9.82 [MHz]を観測
  ②では、9.828 [MHz]を観測

 それらしき観測結果は得られましたが、専門家
 の方から見たら、とんでもないことをしている
 のかも知れません。

  ご参考までに、証拠写真添付します。
 アドバイス頂けましたら、幸いです。

ijkutkspBS7oGkcm-1_A0458.jpg

uV5OXsn0rso7pJxw-0_A0457.jpg

Parents
  • ちょっと暇つぶしに、
    高速メイン発振回路のX1X2負荷容量と励振レベル(水晶に流れる電流)をLTspiceを使ってシミュレーションしてみました。


    水晶振動子の負荷容量(X1//X2)=6pFとして、
    X1とX2の組み合わせを3通り実施。

    ・X1=X2
     X1とX2のバランスを取ると
     発振起動時間が一番短くなりました。

    ・X1>X2
     X1の容量を大きくすると
     発振起動時間が伸びて、X1の振幅レベルが低くなるので
     良くないですね。

    ・X1<X2
     X2の容量を大きくすると
     水晶に流れる電流はX1=X2時と同等で
     X1の振幅が大きくなった分、励振レベルが上がりました。
     実機でX1の振幅が小さい時には使えそうですけども
     オーバーシュートやアンダーシュートが出ないように
     注意が必要ですね。
     


    なお、インバーターや水晶のSPICEモデルは適当なので、実機と異なる傾向をもっているかもしれません、あしからず。

    HYIXDLoRZSDCJYYf-0_A0462.gif

    ugQFMJ9KW8QzWpFO-1_A0463.gif

    wweaJy7ORBhZODv3-2_A0464.gif

Reply
  • ちょっと暇つぶしに、
    高速メイン発振回路のX1X2負荷容量と励振レベル(水晶に流れる電流)をLTspiceを使ってシミュレーションしてみました。


    水晶振動子の負荷容量(X1//X2)=6pFとして、
    X1とX2の組み合わせを3通り実施。

    ・X1=X2
     X1とX2のバランスを取ると
     発振起動時間が一番短くなりました。

    ・X1>X2
     X1の容量を大きくすると
     発振起動時間が伸びて、X1の振幅レベルが低くなるので
     良くないですね。

    ・X1<X2
     X2の容量を大きくすると
     水晶に流れる電流はX1=X2時と同等で
     X1の振幅が大きくなった分、励振レベルが上がりました。
     実機でX1の振幅が小さい時には使えそうですけども
     オーバーシュートやアンダーシュートが出ないように
     注意が必要ですね。
     


    なお、インバーターや水晶のSPICEモデルは適当なので、実機と異なる傾向をもっているかもしれません、あしからず。

    HYIXDLoRZSDCJYYf-0_A0462.gif

    ugQFMJ9KW8QzWpFO-1_A0463.gif

    wweaJy7ORBhZODv3-2_A0464.gif

Children
No Data