Booster un signal d'horloge.

Un problème bien formulé est à moitié résolu.

Booster un signal d'horloge.

Postby tuss » Fri Feb 26, 2016 11:05 am

Bonjour à Tous...

J'ai réalisé un ocscillateur à quartz de 2Mhz en CMOS classique, alimenté en 15 volts.
Je compte envoyer ce signal d'horloge vers 12 diviseurs aussi en CMOS simultanement.
Quelle serait la 'meilleur' solution pour booster ce signal ?
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby ymasquel » Fri Feb 26, 2016 11:32 am

Bonjour "tuss",

Il ne devrait pas y avoir de problème à relier les 12 entrées CMOS des diviseurs à la sortie CMOS de ton oscillateur SAUF... si la sortie de ton oscillateur est aussi reliée au quartz. Une simple porte inutilisée de la puce qui fait osciller le quartz peut servir d'intermédiaire.
Amicalement,
Yves.
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby tuss » Fri Feb 26, 2016 12:21 pm

Merci Ymasquel... Quelle réactivité...
Ok voilà donc l'osc :
Image
Est t-il recommandé de passer par 12 résistances l'histoire de protéger l'osc ?
Last edited by tuss on Fri Feb 26, 2016 2:28 pm, edited 1 time in total.
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby ymasquel » Fri Feb 26, 2016 1:28 pm

Bonjour "tuss",

Non, les seules précautions seraient de limiter la longueur des liaisons car le problème majeur avec les CMOS tient dans la capacité présente sur les sorties qui influence fortement la "propreté" des signaux.

Dans ce cas tu fais suivre IC4B par des inverseurs se partageant les entrées de tes diviseurs réduisant la capacité du câblage.

Tu peux aussi "alléger" l'influence d'IC4B sur l'oscillateur (les entrées sont directement reliées au quartz) en ne reliant qu'une seule entrée vers l'oscillateur et en reliant l'autre entrée au positif d'alimentation, ça peut réduire les phénomènes pouvant provenir d'un éventuel déséquilibre entre les 2 entrées d'IC4B.
Amicalement,
Yves.
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby tuss » Sat Feb 27, 2016 11:47 am

Bonjour Yves...

OK. Donc cela devrait ressembler à çà :

Image

Après quelques recherche sur les oscillateurs avec quartz et portes cmos, j'ai constaté que la plupart des
shémas proposés avaient un condo (en blanc).
Est t-il obligatoire ?
Quel est sont utilité ?

Mon signal d'horloge attaque donc 12 entrées Cmos.
Après routage du circuit, en plaçant l'horloge au centre cela fait une piste de ~12cm de long pour le plus loin.
Faut t'il tamponner ? (cela rajoute 2 CI qui complique un peu le routage)

Suivant tes conseils la solution serait :

Image

Si buffers, pourquoi utlisiser des buffers inverseur genre 4049 ?
Ne peu t'on pas utiliser des buffers non inverseur genre 4050 comme j'ai mis sur mon shéma ?

Merci...
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby ymasquel » Sat Feb 27, 2016 9:39 pm

Bonjour "tuss",

C'est bien ça. Tu peux aussi faire de même pour IC4A (une patte reliée à VDD.

Les condensateurs sont chargés de provoquer une instabilité à la mise sous tension pour que le circuit démarre son oscillation sans faille. Jette quand même un coup d'oeil sur la fiche de caractéristiques du quartz pour ne pas trop t'éloigner des valeurs préconisées par le fabricant.

Il te reste 3 portes dans IC4 si on ne garde qu'IC4A pour l'oscillateur. Tu peux utiliser ces portes comme tampon de premier niveau pour que chacune desserve 1/3 des diviseurs. Cela ne provoquera aucun problème de charge et aucun boîtier supplémentaire.

L'avantage d'une porte inverseuse se situe dans son délai de propagation plus rapide que celui d'une porte non inverseuse car il n'y a qu'un étage dans un inverseur (une porte non inverseuse consiste généralement en deux portes inverseuses en série).
Amicalement,
Yves.
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby tuss » Sat Feb 27, 2016 10:35 pm

Yes ! Cela devrait nous donner cela au final.

Image

Re-Merci...
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby ymasquel » Sun Feb 28, 2016 6:27 am

Bonjour "tuss",

ça devrait le faire mais l'ajout du condensateur sur l'autre branche du quartz peut apporter une amélioration au démarrage de l'oscillateur.

L'utilisation d'un variable (C1) n'apporte rien de très utile (variation de la fréquence de quelques millièmes) et est encombrant. Mieux vaut s'en tenir aux préconisations des fiches de caractéristiques.
Voir ce document, les condensateurs sont désignés sous le terme "load capacitance" comme en général sur les fiches de caractéristiques.
Tu y verra aussi qu'il y a une différence entre utilisation série et parallèle. Ton montage est en mode parallèle (avec l'élément actif qui est la porte 4011).
Amicalement,
Yves.
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby tuss » Sun Feb 28, 2016 11:22 am

Bonjour Yves...

En fait la présence du condensateur m'est très utilise car la fréquence exacte que je désire est de 2.00024 Mhz.
Pour la petite histoire, j'ai repris l'oscillateur proposé par Elektor dans le montage 'diapason universel' n°107 page135,
du livre 302 circuits.
Il sagit d'un 'TOS' : Top Octave Synthesizer à base de MK50240, AY-3-0246, etc... Introuvable et hors de prix.
Donc l'idée d'en faire un avec des compos Cmos standards.

Je pense même monter l'oscillateur à 4.00048 Mhz puis le diviser par 2, puis encore par 2, afin d'avoir 2.00014 Mhz et 1.00012 Mhz.
Ce qui me permettra d'avoir une transposition. J'ai accès à un fréquencemètre pro pour le réglage.

Les quartzs que j'utilise sont des quartz 'noname' de récup avec seulement la fréquence marquée dessus.
J'ai testé cet oscillateur sur une plaque d'essai et il fonctionne très bien.
Je me posait la question de savoir si je pouvais attaquer les douzes entrées des diviseurs avec ce signal.

Merci pour le document, il apporte de l'eau à mon moulin. Je n'ai pas grande pratique des quartz.

Encore une petite question :
Est ce qu'il vaut mieux diviser la fréquence de base deux fois par 2, ou diviser par 2 et par 4 ?

Image

Re-Re-Merci...
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Re: Booster un signal d'horloge.

Postby ymasquel » Mon Feb 29, 2016 4:09 pm

Bonjour "tuss",

Le condensateur ajustable devrait te permettre de décaler légèrement la fréquence du quartz mais prends bien garde à utiliser un ajustable qui ne dérive pas. Les modèles isolés mica -ou plastique- sont moins sensibles aux vibrations que les modèles "cloche vissable". Une petite goutte de cire après réglage peut être utile (contrôler quand même après refroidissement que cet apport de matière ne provoque pas une dérive).

Plus tu ajoutes de circuits sur la sortie de l'oscillateur au point commun avec le quartz, plus tu apportes de capacités parasites surtout si les pistes sont longues. L'avantage d'utiliser le montage avec les 3 portes libres du 4011 c'est que les liaisons sont courtes et que tu bénéficies d'un tampon qui ne fera pas remonter d'éventuels parasites.

Diviser la fréquence de base par deux diviseurs en série ne présente, à priori, aucun avantage ni inconvénient si ce n'est qu'on peut utiliser les sorties d'un simple compteur donc un seul boîtier.
Amicalement,
Yves.
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