Intentando que un cristal de 32.768 kHz oscile

He pasado bastante tiempo leyendo sobre circuitos osciladores y tratando de hacer que este circuito oscile. Estoy tratando de construir este oscilador para un reloj, pero no lo pondré en un RTC, por lo que solo necesito la frecuencia de 32,768 kHz como salida.

Circuito Oscilador

Releyendo, estoy bastante seguro de que necesito 25 pF caps en su lugar, ya que malinterpreté cómo funcionaba la capacitancia de carga. Independientemente, probé algunos valores límite diferentes (que no eran 25 pF) y no obtuve nada.

También intenté cambiar y quitar las resistencias a varios valores.

Sin embargo, no sé qué más está mal. Además, quiero simularlo en LTspice pero no sé cómo obtener los parámetros de movimiento ya que solo conozco la resistencia de movimiento.

También intenté construir este circuito en una placa de prueba y no obtuve nada más que una línea plana en mi osciloscopio.

El cristal que estoy usando es un CFS-206 HZFB y la hoja de datos está aquí: http://cfd.citizen.co.jp/english/prod-tech/product/pdf/datasheet_TF/CFS-206_CFS-145_E.pdf

Gracias de antemano por cualquier ayuda con esto.

Solo mis dos centavos valen la pena: la idea es convertir el inversor en un amplificador. Para eso están los 11.2Megs. Pero afaik, el 74S04 es un amplificador pésimo. Necesitas un inversor diferente. Pruebe con un inversor CMOS.
Ese 270K también parece un poco alto. Cuando he visto resistencias en serie en circuitos osciladores, han estado alrededor de 10-22 ohmios.
Pero ese no es un cristal convencional sino un cristal de diapasón de 32768 Hz para relojes, por lo que 270 kohm suena aproximadamente adecuado para él. Y el sesgo de aproximadamente 10 Mohm también, para un inversor CMOS.
En una placa de prueba, no necesita las tapas de carga en el cristal, ya que las pistas de la placa de prueba ya tienen suficiente capacidad de dispersión. Así que solo prueba sin C1 y C2. Sin embargo, necesitará estas tapas en una PCB real .

Respuestas (2)

Al volver a leer, estoy bastante seguro de que necesito límites de 25pF, ya que malinterpreté cómo funcionaba la capacitancia de carga.

Necesita tapas de 25 pF menos cualquier placa perdida y capacitancia de chip . Probablemente terminará alrededor de 18-22pF.

Sin embargo, no sé qué más está mal.

Usar una parte 74S probablemente lo esté matando, para empezar, si realmente la está usando. Y si es así, entonces R2 debe ser mucho más bajo que el rango de megaohmios.

Cambie a un 74C04 o un 74HCU04 (la "U" es importante; significa "sin búfer" y significa que hay menos etapas de amplificación internas en la parte; esto hace que su acción sea menos positiva como puerta, pero más lineal como amplificador, y aquí lo estás usando como amplificador).

Si no cambia a una parte 74C o 74HCU, comience eligiendo un valor de R2 que coloque la salida en alrededor de 1,5 a 2 V cuando R1 no está presente (VDD/2 para CMOS: 1,5-2 V es específico a TTL). No estoy seguro de cuál será ese valor, pero sospecho que estará en el rango de 10 a 50 kiloohmios. Entonces mira si las cosas funcionan. Encuentre el valor más grande de R1 que funcionará, luego redúzcalo en un factor de 2.

Sospecho, sin embargo, que para hacer oscilar una parte 74S, necesitará sobrecargar el cristal. La cosa está diseñada para funcionar con un susurro de energía, pero el 74S es un bruto en comparación con una puerta CMOS típica. No estoy seguro de si romperás el cristal por completo, pero es posible que tengas problemas con la temperatura y el envejecimiento.

Además, quiero simularlo en LTspice pero no sé cómo obtener los parámetros de movimiento ya que solo conozco la resistencia de movimiento.

Capacitancia de movimiento = diminuta, inductancia de movimiento = descomunal. Realmente solo importa si está tratando de caracterizar la cosa para el tiempo de arranque (lo que importa es la resistencia de movimiento para determinar si oscilará o si la está sobrecargando). Simplemente adivinaría una Q de entre 10,000 y 100,000 y resolvería la capacitancia e inductancia de movimiento de eso y la resistencia de movimiento publicada (es efectivamente un circuito en serie, así que use X C metro = X L metro = R metro q ).

Si solo tiene que saber, y si tiene un generador de señal lo suficientemente bueno, puede medir los parámetros. Sería una gran digresión explicar aquí mis (peculiares) métodos; simplemente busque en Google "medición de parámetros de cristal" y elija un método que coincida con el equipo que tiene disponible.

Muy bien cubierto! Siempre voy con unbuffered y tu comentario con respecto a R 2 para S partes da justo en el blanco, ya que establece la polarización del bucle.
@jonk si tuviera tiempo (y todavía tuviera mi licencia de radioaficionado, ex KG7LI), estaría tentado a ver cuánta potencia podría obtener de un oscilador de cristal basado en una puerta 74S. No creo que tenga ningún 04, pero debería tener un NOR o un NAND. Sería un experimento divertido, en un "¡Puedo hacer una tuba con un tubo de desagüe!" tipo de camino.
Tengo algunas piezas S. Son antiguos y tendría que ir a buscar mi antigua caja de plástico de pequeños contenedores para encontrarlos. Pero tengo demasiadas cosas que hacer. Y además, serías mejor en eso. Pero se supone que estos cristales de diapasón, que sirven de memoria, funcionan a menos 1 m W .
Muchas gracias a todos por la ayuda. Terminé agarrando algunas tapas de 22pF y 18pF junto con algunos inversores CMOS CD74HCU04E. Cambiar el inversor por este nuevo y cambiar el valor de ambos condensadores a 22pF hizo que oscilara exactamente a 32,7 kHz en mi osciloscopio.
Descubrirá que puede ajustar la frecuencia de oscilación exacta cambiando las tapas: una capacitancia más alta debería reducir la frecuencia, oh, tan ligeramente, una capacitancia más baja debería aumentarla. Cambiar el diseño de la PCB lo cambiará de una forma u otra (y si tiene un plano de tierra, dejar un "agujero" detrás del cristal disminuirá la capacitancia parásita de la placa, lo que disminuirá la sensibilidad a la temperatura).

74S04 es un chip completamente incorrecto para esto y requeriría una polarización muy diferente para que funcione. Por lo general, se usa un 74HCU04 o 4069UB con ese tipo de circuito.

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