Si5351 + PIC16F1455 USB controller

[mikikg]

Hmm, ovo što predlažem nije ni malo naivna priča, eto empiriski sam došao do nje, ustvari to se već uveliko koristi !!!

Baš ovo što pirčam da se temperatura meri preko frekvencije, ima gomila stručnih radova na tu temu i to je počelo da se koristi u mikro mašinama (MEMS) jer im je mnogo lakše da barataju frekvencijom nego analognim veličinama i tu sad ima neka caka sa dva oscilatora, jedan koji ima FLAT krivu (~0ppm/*C) i drugi koji ima neku poznatu šta znam recimo 1ppm/*C i sa te dve stvari su kao što vidite ulazne veličine koje se procesiraju i radi temperaturna kompenzacija.

Extremely precise MEMS temperature-controlled oscillators feature ±100 ppb frequency stability

[savan]

I sam ovaj SiT9387 ima vec nenormalno dobre karakteristike 0.23 ps RMS (typ) phase jitter (random, 12 kHz to 20 MHz), kakav je tek ovaj dual mems gore sto si okacio, tek je to luda stvar! I to iz 2018 godine, ja to sad prvi put vidim i da postoji! : )

[savan]

Miki ovo sa AD780 bi moglo da se iskombinuje sa AD7740 i stm32 sa hrtimerom i pwm umesto ove okolne analogije, jer bi imali sada konvertovan napon u frekvenciju, cini mi se da je moguce? Taman mu perfektno pase ova 2.5Vref, ima i bafer switch na ulazu u AD7740 tako da i to dobro odgovara.

[savan]

Ma ovo se ne isplati praviti, mozda samo za eksperimentisanje i za ucenje, a kupiti pravu stvar https://www.digikey.com/en/product-highl...super-tcxo bice toga za jos manje para i ovako je cini mi se prejeftino za ono sto pruza.

[mikikg]

Da samo što za te novce imaš polovne primerke, spomenuh Morion i PCB i PLL ...
Ne znam da li ima da se još kupi ... Onaj za RPi što sam spominjao ... 

Evo ga ovde, ma to je super ... i taj osilator "izuva" ...
https://vi.aliexpress.com/item/1005003218394435.html

Na njega kad bi nakačio LMK, eeeh, to je vrhunski.

PCB pazari samo da se "dokopaš" oscilatora, poigraj se malo sa tim, a posle napravi sa LMK to isto, premesti oscilator na tvoju novu PCB i pobedio si!

Tj na toj pločici je trebao samo da se postavi LMK umesto nekog CDC-a i malo više konektora

[mikikg]

Pogledaj specifikaciju ovog matorog OCXO, to je i dalje po temperaturnoj stabilnosti bolje 10-50 puta od onog SiTime sa dva MEMS i procesorom!

I da znaš da su stariji primerci oscilatora "bolji", oni koji su radili već 5-10 godina, takvi primerci su prošli fazu "starenja kristala" u smislu da su se sad "ukrtili" sa osobinama i nadalje rade stabilno i vrlo malo driftuju tokom vremena.

[savan]

Tako ce i biti! Ali i dalje mi se mota po glavi tvoja ideja sa vref peckom i sc cut kristalom pa da iskoristim jedan ct7302 da drajvuje taj klristal i na to LMK sa kojim onda mogu da pravim frekvenciju koja mi treba.

[savan]

Ima ovaj AN42 slicno kao tvoj projekat vref peckice

https://www.analog.com/en/resources/app-...an-42.html
https://www.analog.com/media/en/technica...s/an42.pdf

I slicno nesto ali i sa strain guage vezom, https://www.farnell.com/datasheets/60321.pdf pa mi moglo da se ponesto pokupi : )

[savan]

.                 .

[savan]

Ovo je ideja koju bi pokusao da napravim. Na takav pcb bi dodao LMK tj u LMK bi dosao 10MHz ref, i dodao gps modul i stm32 i to je to.

edit: tacku 7.5vfiltered cu skloniti, tu sam zezno.

[savan]

Malo sam drugacije nacrtao shemu, ugurao sam 40 otpornika 1k i umesto 2n5551 tranzistora sam stavio darlington MJD122, vrednost R1 otpornika treba pronaci da se dobije odgovarajuca struja na ovih 40 otpornika tj 39 sam stavioo toliko je stalo. Otpornike sam spregnuo svuda u krug kao na slici, tako bi trebalo ravnomerno da se grej sredisnji deo. Trebalo bi da je bolje ovako? U 4 lajera tako da ima sad 4 lajera te sredine. GND i GNDREF spajam tu gde pise GND na toj tacki. Prvi oklop se lemi na taj okvir a drugi oklop bi bio pomeren par milimerata unaokolo sa nekom termo izolacijom tipa silikon na primer, tako da prvi oklop posto je pod naponom vise ne pravi problem ako bi se dodirnuo slucajno. Izmedju prvog i drugog oklopa bi bio kanal-rupa na pcb da sto manje spojlnji pcb temperaturno ima uticaj na taj unutrasnji oklopljeni pcb. To mi je cela ideja : )

[savan]

Drajver za kristal ne znam jos uvek dali da stavim ct7302 ili da uradim Driscol kao na slici?

[savan]

Ne znam koliko je buke na temp pinu na AD i dali je proporcionalna buka sa vref? To mi malo ne uliva poverenje da sa njim moze precizno da se meri temperatura, dali je on uopste u stanju da fino stabilise oven u rangu 0.1C. Miki kakvo je misljenje za ovakvo nesto -> https://ww1.microchip.com/downloads/aemD...00895a.pdf Ovo bi mozda moglo da se uz kombinaciju sa hrtimer i pwm, da se doda sklop za grejanje preko pwm i da se preko dva rtd otpornika precizno meri temperatura i fino regulise ista preko pwm? Ali zahteva stabilan master klok, ali ne znam kada bi se ovaj sc cut kristal smestio zajedno sa oba rtd otpornika u oven, dodao ct7302 da drajvuje kristal i da se master klok iz ct7302 uzme kao master klok za stm32, sta bi se dobilo? Opet bi trebao gps to nije sporno jer ne znamo koju frekvenciju smo dobili pa necemo ni znati tacno ni koju temperaturu smo dobili. : )

[mikikg]

Razmisljaš u dobrom pravcu, vidiš u AN da ima varijanta sa R/C oscilatorom pa se meri frekvencija.

To je OK pristup samo ima mali problem, mnogo je NISKA frekvencija takvog oscilatora, par KHz i to je malo problem za precizno uzorkovanje preko brojača.
Treba 1000x više vremena da bi dobio rezoluciju uzorkovanja u poredjenju da taj oscilator radi u MHz opsegu.

Problem se nastavlja tako što ako pokušaš da napraviš stabilan R/C oscilator u MHz opsegu to je već neizvodljivo da bude kao nešto stabilno, mnogo vrda i šeta nevezano za samu temperaturu, i to možeš PRAKTIČNO da vidiš na STM32 kada mu izabreš interni R/C oscilator koji radi beše na 8MHz, pratiš to ponašanje a referenca ti GPS da vidiš kako to šeta ko blesavo, nema pojma.

Zato se bira kristal sa nekom kakvom god tj što više moguće linearnom krivom zavistnposti F/t tako da on bude senzor a nestabilnosti samog oscilator su svakako drastično manje nego kod R/C pa je onda takav mehanizam dosta bolji da bude konverter Freq -> Temp i radi na većoj frekvenciji i brže se dolazi do rezultata.

[savan]

Da kontam sta pricas, to mi bas i pada na pamet i sad skroz razumem onaj grafikon sto si okacio, jasno se vidi da temperatura i bez obzira sto si je merio u 1024 oversampla i dlaje je kriva jako nestabilna za razliku od leve krive gde si merio ppb vrednosti, to sam sad skroz skontao na cega mislis, mnogo je stabilnije meriti frekvenciju nego temperaturu! : ) Ideja je da se pronadje kristal koji bi recimo imao sto linearniju krivu od 0C do 70C u idealnom slucaju za merenje temperature u tom rangu, kontam! Ali tesko bi bilo pronaci takav jedan kristal, gotovo nemoguce, ali sto ti kazes za jedan oven mozda bi se mogao pronaci kristal koji bi imao to linearno na recimo od 75C do 80C u idealnom slucaju i onda bi oven mogao lagano da se precizno prati recimo na temperaturi 77.5C pomocu frekvencije, a sve dotle neki ne tako fini temp senzor bi posluzio gde bi se onda prebacili na frekvenciju za fino uzorkovanje temperature : )

Ali ni to nije resenje jer kristal menja svoja svojstva, pomera se vremenom pa bi se onda i temeratura pomerila. Ali sa vremena na vreme sinhronizovati sa gps i to je to : ) Ili recimo uzorkovati svaki put frekvenciju tog kristala na temperaturi od 75 do 80 stepeni i smestiti u named array sa 5000 elemenata gde bi name bila temperatura po 5-hiljaditom delu temperature linearno od 75.000 do 80.000 a elemenat u tablici frekvencija sa kristala iizmereno, to recimo raditi na svakoj sledecoj sinhronizaciji sa gps kao neka kalibracija frekvencije kristala za taj opset od 5C finog uzorkovanja, ta kriva bi trebala da je ponovljiva na tom rangu temperature nakon recimo nedelju dana, mesec dana?

Ali Miki zar nije to sporo za oven kontrolu? Znaci trebala bi da prodje sekunda za uzorak temperature tj frekvencije, mislim bilo bi ok za merenje temperatue svake sekunde : ) Da kristal ima taj opseg linearan onda bi i moglo nekako da se ugradi self adjustable pwn dutty ili pwm freq za grejno telo na osnovu frekvencije tog kristala kroz pwm kompare ili tako nesto. Ne znam : )

[yugaja]

sta sve taj oscilator treba da vozi? sta je sve sinhrono sa njim? ne mogu da nadjem blok semu celog sistema

[savan]

Nisam pravio blok semu ali od prilike to je ovako, oscilator ce da vozi LMK a lmk ce da vozi vise stvari, trebaju mi dve frekvencije, 12MHz i 12.288Mhz, 12MHz je za sva tri comtrue ic-a, a 12.288MHz je za adau1462, takav ocxo moze da se nadje to nije ni nesto preterano skupo. Stvar je da se proba napraviti jedan iz prakticnih razloga, tu bi se ponesto i naucilo! Ja sad dolazim na ideju da u peckicu ubacim stm32, sc cut kristal i jedan ref, mosfet, otpornike i stm32 sa donje strane pcb, sa obe strane pcb bi isao poklopac i sve lepo temperaturno spregnuto jedno sa drugim, i pwm sa hrtimerom spojiti na neki mosfet koji bi vozio recimo 20 otpornika koji bi se ponasali kao grejac. A izvan peckice jedan gps modul i j.d. regulator, i to je onda prakticno za vezbu? Koristio bi interni temperaturni senzor od stm32 za grubu postavku temperature na recimo 80C, a na dalje iskoristiti ovo sto je Miki radio i merio za ppb internog oscilatora stm32 tj tog drugog kristala sto je pored stm32, za fino merenje temperature tj "odrzavanje" iste uz pomoc temperaturnog merenja na osnovu frekvencije. E tu mi sad nije jasno kako, jedna sekunda je mnogo da bi se odrzavao oven, uzorkovanje treba da bude minimum 1MHz i tu ideju nikako da prebacim kroz glavu na koji nacin raditi uzorak frekvencije @25MHz tog internog stm32 kristala sa frekvencije uzorkovanja @1MHz? Miki je to radio na 1pps gps i lepo to izgleda na grafikonu! Jasno mi je da je merenje frekvencije mnogo linearnije nego merenje temperature, to se jasno vidi na grafikonu. Ali, sta bi tu mogao da bude REF na @1MHz?? umesto ovog 1pps @1 sekunda da "okine" freq capture?? : ) Dolazim do zakljucka da digitalija nema tu sta da trazi? Ili je mozda moguce ako bi sc cut kristal bio 25MHz kao i taj kristal stm32-a pa na neki nacin porediti obe frekvencije uz manipulaciju pwm-a na grejacu naterati ih da se sudare do identicnih vrednosti, na vagu, pwm capture-compare mozda ne znam ni sam. I tu sad gde su se sudarile tu dodavati-oduzimati pwm i drzati ih na tom mestu konstantno, temperatura i frekvenija bi trebala da bude konstantna ma bila frekvencija 25.0001111 ili bila 14.999111 svejedno ide u LMK kao ref frekvencija gde onda stelujemo LMK na tacno 12MHz i 12.288MHz uz pomoc gps, mozda samo u snovima? : )

[yugaja]

To je sve za audio? Odakle dolazi dig audio? Da li izvor ima mogućnost da primi master clock spolja, pa da mu vratiš taj savršeni clk kao master? Ako ne, neko/nesto će morati da se bori sa clashom domena.. neki sample rate converter.. Msm dobro je svakako napraviti najbolje sto moze.. kao vežba, ali praktično možda i nema previše smisla ako je izvor zvuka nešto što dolazi sa usb npr..

[mikikg]

Vidim da te ništa nisu razumeli na DIY-Audio!? ... Nisam ni ja ... samog sebe ...

Postoji varijanta, da imaš SC-cut kristal koji se podgreva, on je povezan direktno na STM32, tu je kao XTAL za njega pa se to sve posle može rutira dalje, on daje jednu frekvenciju.
Uz to ti treba još jedan OBIČAN XO (low-cost) jer on ima "osetljiviju" krivu zavistnosti i on daje drugu frekvenciju.
Frekvencija za SC-cut i taj XO je generalno ista, recimo nekih 10MHz.

Poredjenjem te dve fekvencije mi ustvari možemo da utvrdimo neku temperaturu, razlicito ponasanje na kraju dovodi do neke razlike koja se povećava kako se menja temperatura, sa razlogom smo tako izabrali komponente, jeda pravi manju promenu SC-cut a drugi XO ima veću.

Ta razlika nam kaže na kojoj smo temepraturi, (nebitno kalibiranoj ili ne kalibrisanoj), poenta je samo održati izabranu razliku tako što se radi PWM nad grejačem kako on menja izlaz tako se menja tamperatura i tako se menja ta razlika, sistem kontole to treba da zaključa u jednu tačku.

To je ekvivaletni pristuo onom SiLabs sa dva MEMS, samo mi imamo posebne pojedinačne oscilatore koji su termički spregnuti.
Kod SiLabs jer je TCXO nema Oven ali koriste razliku tih frekvencija da unutar oscilatora ili menjaju DIV-faktor (faktor deljenja PLL-a) ili pomeraju sa VARICAP preko napona i nekih faznih komparatora tako da KOMPENZUJU oscilator direktno, kod nas je Oven u pitanju i mi to isto radimo samo indirektno preko tempreature.

[mikikg]

Ovo je temperaturna zavistnost malog kristala na Black Pill pločici, temperaturni sweep od 32*C do 80*C tu sam prekinuo "podgrevanje" pločice, prati se frekvencija oscilatora kako varira sa temperaturom, referenca je GPS u tom slucaju kao još jedan oscilator samo ima potpuno ravnu ------ krivu zavistnosti.
Kada bi se umesto GPS stavio SC-cut kristal on bi imao nekako drugačiju krivu i opet bi mogla da se prati razlika.

Treba uraditi isto snimanje sa SC-cut da se tačno vidi i njegovo ponašanje i onda iz te dve krive može dosta toga da se zaključi i odluči oko izbora radnih tački i temperaturnih zona u kojima treba oscilator da radi.