Форум РадиоКот

Добрый день!
Давно собирался написать о разборке, ремонте, настройке и работе
кварцевого генератора ISOTEMP с резонансной частотой 10.0мГц.
Дело в том, что он довольно популярный среди покупаемых нами и
заслуживает определённого уважения.
Линейка их довольно обширная. Я опишу OCXO ISOTEMP 134-10.



После доработки.
В первом видео сознательно занижена частота при настройке, чтобы наблюдалась на этом частотомере максимальное количество сегментов после запятой. Вы можете увидеть стабильность поддержания частоты. Опорный генератор частотомера внешний - RB-стандарт.
На втором видео Вы наблюдаете форму волны - очень хорошая синусоида и уровень выходного сигнала.

https://vimeo.com/238410747

https://vimeo.com/238411619


В этой серии было несколько ревизий. Выложу фото плат, напишу о внесённых
изменениях в конструкцию.
Первый раз в наши руки генераторы ISOTEMP 10мГц попали в начале 2000.
При этом они были уже б/у. После первого включения и просмотра PDF, появилось
желание его вскрыть и попробовать реанимировать как минимум до
паспортных режимов. Было предположение, что они попали на вторичный рынок
в большом количестве из затопленных шахт после очередного тайфуна!
В последствии это подтвердилось наличием ржавчины внутри корпусов
генераторов. Хочу заметить во всех имеющихся.



Хотя платы оказались в приличном состоянии, но! попросили ревизию.

Теперь всё по порядку.
1-конструкция и изменения.
2-ремонт
3-доработка
4-настройка и регулировка
5-работа.

- КОНСТРУКЦИЯ:
Довольно простая. Прямоугольный стальной корпус, довольно прочный. Гальванически
покрыт хромом. Это хорошо для экранирования от ВЧ помехи. На боковых стенках корпуса
прикреплены уголки, при помощи которых есть возможность крепить генератор в правильном
положении, используя эластичный демпфер, к шасси прибора.
Внутри корпуса в оболочке (скорлупе) из теплоизоляционного материала(о нём позже)
находится медный массивный контейнер с помещённой во внутрь платой электроники
ВЧ блока.




На внешней стороне медного контейнера с помощью дистанционных карбалитовых
втулок, винтами 2.5мм крепиться аналоговая плата DC стабилизаторов и управление
подогревом самого кварцевого резонатора.



Интерфейс между двумя этими платами осуществлён с помощью гибких проводников.
Хочу сразу отметить качество этих проводов и их монтажа через технологические
отверстия. Это позволяет при ремонте неоднократно перемещать платы(узлы)
без риска оборвать провод. Провода очень похожи на фторопласт(не плавятся) и
немного напоминают силикон. Что характерно они цветные. Я редко сталкивался с
таким качеством.
Теперь о чехле (скорлупе) для медного контейнера из термоизоляционного
материала.
Первое. Состоит он из двух частей. Две прямоугольные коробочки.
Медный Контейнер вкладывается в одну из них и накрывается второй. Очень удобно
при разборке. Признаки плавления материала при высоких температурах(больше 80*С)
не наблюдались. Это не пенопласт. Они используют в таких материалах вспененный
полимер с добавлением, для эл.экранировки, ферритовые порошки. Материал сам серого
цвета и вследствие добавления феррита очень рыхлый. Не разломите при демонтаже.
Для управления и подключения кварцевого генератора необходимые проводники
выведены на крышку корпуса генератора. На крышке размещены и закреплены с помощью
коварового стекла стойки. В дальнейшем на ней будут изменения. Об этом
позже. Крышка после сборки запаяна по периметру корпуса генератора.
При её демонтаже в случае с ISOTEMP не использовали термофен.
Теперь об изменениях в конструкции.
Немножко была изменена крышка. Сделаны отверстия для проходных
конденсаторов. Установлен ВЧ разъём. Добавлены стойки. Разделено на входе питание генератора
и печки. После этого появилась возможность реализовать дежурный нагрев печки
генератора и как следствия после включения прибора практически мгновенный выход его на рабочий режим.!



Заменена термоизоляция.
Здесь по подробнее:
Штатную термоизоляцию убрали. Она нас не устраивала! На одной из веток Нашего
форума я уже описывал что мы применяем в качестве такого материала.
В этом случае с ISOTEMP поступили следующим образом.
Взяли слюду (она продаётся) от Микроволновки. Изготовили необходимого размера
контейнер. Закрепили внутри корпуса генератора на опорах по углам периметра
контейнера с учётом того, чтобы технологическое отверстие под внешнюю регулировку
частоты генератора попадало на шлиц воздушного подстроечного конденсатора.
В дальнейшем в три этапа с просушкой залили свободные полости между контейнером
из слюды и корпусом. Хорошо просушили, чтобы в дальнейшем испарение влаги
не наблюдалось.
Детали из слюды склеивали обычным молекулярным клеем. После высыхания внутренние
углы каркаса пролили силиконовым герметиком (КЛТ30)



Пожалуй всё о конструкции с изменениями.

Ребята! Старый стал, ленивый. Если для Вас это интересно, то я буду писать
дальше. Дайте мне знать! Нажмите на *+*.
Пока соберу с сервера для описания скрины.

интересный обзор неясно толко чем родной вариант не устроил

[uquote="musor",url="/forum/viewtopic.php?p=3208138#p3208138"]интересный обзор неясно толко чем родной вариант не устроил[/uquote]

Вопрос конкретнее. Родной или не тронутый?

Конечно продолжайте,будет полезно кто хочет смастерить что-то подобное.
Вот у меня напрашивается вопрос - что такое коваровое стекло ?
Второй человек уже упоминает.
Выдержка:
Кова́р — сплав, содержащий 29 % никеля (Ni), 17 % кобальта (Co) и 54 % железа (Fe). Имеет коэффициент теплового расширения, согласованный с коэффициентом теплового расширения боросиликатного стекла, используемого для изготовления баллонов ламп накаливания, люминесцентных ламп, электровакуумных приборов, металлостеклянных изоляторов и металлокерамических корпусов микросхем. Отличается высокой адгезией к расплавленному стеклу, поэтому широко используется для изготовления электрических выводов, проходящих через стекло.

http://www.findpatent.ru/patent/245/2457189.html

Может всё таки боросиликатное стекло.
Жаргон наверно,но и "жидкие гвозди" тоже к ним относится.

[uquote="otus",url="/forum/viewtopic.php?p=3208154#p3208154"]Может всё таки боросиликатное стекло.
Жаргон наверно,но и "жидкие гвозди" тоже к ним относится. [/uquote]

otus привет!
при одновременной плавке этих минералов в доменной печи как производное шлак в виде стекла.
наверное так. умничать не хочу.
Но я часто встречал в литературе его название. Буквально недавно.

Добавлено after 5 hours 11 minutes 41 second:
Продолжу дальше описание. Собрал скрины и мозги оставшиеся тоже.
Как я уже писал в этой серии было несколько ревизий. О них писали
в PDF. На скринах будут попадаться два варианта плат модулей.
Я думаю нужно начать с ВЧ платы которая после бассейна пострадала
достаточно сильно. И подлежала ремонту. Но! Хочу отметить положительную сторону.
Печатные платы очень хорошего качества. Изготавливались не путём
травления токопроводящего слоя а путём нанесения (осаждения) токоведущих проводников на плату
с последующей заливкой слоя. Причём слой проводников довольно толстый и очень хорошо
держится на плате. Это с учётом того, что их производство было в период миллениума.
Буржуи любят себя.
Скрины ВЧ.


Как видно на скринах он хорошо искупался. Мало этого он нами был включен и ещё довольно
долго работал. Затем умер. Об этом позже! Когда дойдём до аналоговой платы с печкой!
При вскрытии вся маска на дорожках отслоилась. На местах пайки выступила соль я предполагаю
серебра. Это скрин контактов пайки верхней платы.


Справедливости ради хочу заметить ,что в других образцах вскрытых генераторов все пайки были
отличные. Вообще качество плат , комплектующих элементов и сборка заслуживает уважения. Включая
их работу.
Идём дальше. На ВЧ плате (подключили отдельно) были проблемы. Нет сигнала.
Не буду углубляться, умерли две катушки SMD по питанию. Отгнили или отгорели под ними отводы.
Промерять их не было возможности. Поэтому вместо дросселя с обратной стороны платы (сторона резонатора)
установил другой. С катушкой индуктивности пришлось повозиться.



Она была изготовлена и подогнана самостоятельно. Можно было плату выбросить в утиль а всё
остальное с печкой применить в другом месте.
Глядя на кварцевый резонатор , очень уж хорош, пришлось добивать.
Кварцевый резонатор не работает на гармониках. Работает на своей родной частоте 10.0мГц.
Это уже плюс. Не делителей не удвоителей в схеме нет. Все просто как двери.
Изготовление катушки и подгонка по виткам заняло некоторое время.
Замена:

Родная:


Необходимо было её увеличить и посчитать витки. С первого раза не попал. Доматывал.
Почему было необходимо точно попасть в параметры родной ???
Из практики. Это касается не только ISOTEMP.
Можно было вогнать в резонансную частоту другими способами. Но чтобы добиться хороших
стабильных результатов в циферках на частотомере желательно не трогать родные компоненты.
Конденсаторы могут у производителя подбираться не только по ёмкости, но и по температурному
коэффициенту. Тем самым компенсируя погрешности. Такое бывает часто. Работу варикапов
необходимо оставлять в той зоне , которую указал производитель в тех. документации.
Их на плате два или три в других образцах. Дальше в скринах.

Было сделана доводка катушки следующим образом.
После полной сборки и установки температурной точки работы резонатора ( Процесс установки температурной
точки резонатора опишу позже, ниже отдельно) смотрим сколько имеет полных оборотов вращения
воздушный подстроечный конденсатор. В этой ревизии 6. Устанавливаем в среднее положение.
Замечаем на сколько он может сдвигать частоту в большую или меньшую сторону. В этой ревизии 10гц.

Я домотал на катушке один виток. Внешним резистором установил необходимое паспортное напряжение
на варикапах. выпаял один из них ( убрал лишнюю ёмкость). Подобрал приличный керамический
конденсатор в параллель оставшемуся варикапу и впаял его на предусмотренное в плате место.

В результате я вернул модулю паспортный режим. Теперь с него можно что то спросить.
Дело в том, так или иначе это приходиться делать. Время работы даёт старение компонентам. Вернув таким образом
режим работы, генератор теперь более долго будет стабильно работать.

Раздел не закончен. На сегодня всё.


Пожалуй теперь можно продолжить дальше.
Когда вчера я описывал методику настройки, мне очень хотелось написать
понятнее. Я не знаю как это получилось или нет.
Но критерий в настройке и ремонте следующий:
Не навреди. Посмотри какие комплектующие в обвязки резонатора.
Сделай выполни центровку регулирующих элементов. В дальнейшем
будет манёвр для подстройки. Хочу наперёд написать. Рабочая температура
этого экземпляра кварцевого резонатора 81.2*С. Если сделать наоборот т.е.
центровать до определения и установки рабочей термостабильной точки
кварцевого резонатора например в зоне 79*С (не его зона) картина
следующая: после процедуры центровки начнёте с 79 поднимать до
его нормы (чтобы не плыла частота) 81.2*С , то за эти 2.2*С увеличения
температуры вы сдвинете частоту приблизительно по памяти на 10Гц (1*С=5Гц).
Размаха на воздушном конденсаторе у Вас уже не хватает.
Он стоит в центре. Всего 6 об /10 Гц. Значит от центра в любую
сторону 3 об. / 5гц. Уход был 10Гц. Что делать? Начинаем крутить внешним
резистором напряжение на варикапах. Да. Действительно им можно выровнять.
Если уйдёте с комфортной зоны работы варикапов, может начать плыть частота.
Теперь немного скринов. Здесь будет плата ВЧ и другая , но с ISOTEMP 134-10/B.
А также ISOTEMP 134-12 или 23. Эти две платы похожи.

134-12/ или 23

внешний резистор для подстр. напряжения на варикапах (точная установка частоты на выходе)

вид до помещения в корпус.

Обратите внимание на компоненты. Резисторы на платах не выше 1%. Конденсаторы на платах все с маркировкой.
Некоторые элементы выпаивали для промера. В первую очередь конденсаторы фильтров по питанию . Вопросов не возникало.
На одном из скринов видно на кольце радиатора резонатора сделано нами отверстие. Даны его размеры. Оно будет
необходимо для зонда при настройке температурной рабочей точки резонатора. Позже при описании аналоговой платы
с управлением подогрева я опишу как сделать это отверстие.
По кольцу радиатора резонатора. Его необходимо обязательно снять для замены термопасты. На стекле с мелкой абразивной
бумагой (шкуркой) пришлифовать верхнюю плоскость, чтобы при установки и зажиме двумя крепящими винтами радиатора к медному контейнеру через термопасту контактное пятно между ними было максимальным.

По поводу платы с ISOTEMP 134-12/23.
Вы обратили внимание, что добавлена стабилизация в модуль. Это хорошо. Плохо то,что они изменили схему. Заменили воздушный конденсатор для подстройки частоты на многооборотный резистор. Для производства это дешевле. Для работы хуже.
На этой плате что я показал он нами уже заменён. Родной был ещё меньше(гадостнее) и умер. Если воздушный конденсатор живёт
при такой температуре (80-и выше) в закрытом медном контейнере вечно, то резистор начинает сначала плыть из за дребезга
контакта уводя частоту а затем окисляется и умирает. Я предпочитаю 134-10 с добавлением стабилизации(будет дальше в тексте).
В резисторе один плюс- можно более точно установить частоту генератора, но это хорошо делает внешний резистор для
варикапов. Тем более вторую его часть (низкоомную. 1кОм) желательно вывести на заднюю панель для подстройки при необходимости частоты. Если не забуду сделаю скрин.

Мне кажется о ВЧ модуле я написал всё. Добавлю только одно. На скрине с мультиком на шкале 4.316в. При центровке я устанавливал напряжение на варикапы 4.400в. т.е. среднее в допустимой зоне по PDF (4.000в-4.8000в).
Для того ,чтобы у меня был манёвр в большую и меньшую сторону при установке частоты на выходе и при этом я не выходил из допустимой зоны.

p.s. При просмотре роликов вы наблюдаете на источнике питания различные напряжения.
На самом деле питание на генератор идёт 12.000в. В цепи подачи питания дополнительно стоит собранный на LM317 стабилизатор.
Получается двойная стабилизация. В кадре его не видно.
Это работа именно 134-10 после ремонта (из архива).

https://vimeo.com/238561207


Пока всё. Если здесь понятно- жмите.
Если нет-пишите.
Дальше будет аналоговая плата.

Ребята! Немножко отвлекусь от описания.
Драйв!
Я наблюдал Финал.
Студент практикант, радиогубитель.
Берёт клеит для него каркас из слюды. Делает пропилы через 5мм бормашиной по верхней кромке каркаса тонким абразивным
кругом. Наматывает зацепом через пропилы по наружной стороне ,змейкой, нихромом по всему периметру каркаса. Делает отводы.
Заливает утеплителем. После всего необходимого цикла закрывает генератор.
Помещает в испаритель холодильника и делает полное ему подключение включая и подачу на свою обмотку напругу.
Я наблюдал только работу в испарителе. На удивление частота держалась достойно. Арктический вариант.
Бывает и так. Стареем!

Пожалуй можно продолжить дальше описание.
Аналоговая плата. Её несложная доработка.
Здесь скринов будет побольше. .Будут показаны 2 типа плат 134-10 и 134-12.
Они конечно разняться. В 134-12 конечно хорошо что включена более менее приличная
стабилизация. Если бы в этой серии не меняли бы воздушный подстроечный конденсатор на многооборотный резистор для установки частоты то это бы
была мечта киргиза.
Пока есть как есть. Будем писать.
Скрины двух плат:
-134-10


В этой серии будем убирать штатный стабилизатор , менять его и добавлять ещё один
для питания управления печкой. Возможность есть.
Получится следующее: один стабилизатор на питание платы ВЧ, второй на питание контроля нагрева.
Будем разделять питание RF модуля от питания печки. В этом случае появляется возмож
ность организовать постоянный подогрев резонатора в дежурном режиме. В результате
которого прибор будет практически сразу при включении выходить на рабочий режим.
Но перед этим я хочу отметить качество работы узла контроля за нагревом.
Я дам его схему. Несмотря на его простоту он полностью реализует свои функции.
Немножко его изменим. Вынесем и подберём резистор установки рабочей температуры
резонатора на крышку генератора. В последующем будим им устанавливать рабочую
температуру кварца при настройке генератора.
Наперёд забегая хочу сказать, что необходимо тщательно вымыть плату в районе
высокоомной цепи контроля нагрева. Не менять SMD керамический конденсатор С4
без надобности. Если будет замена то только на достойный!



Идём дальше! Если интересно!
Перед тем как снять с медного контейнера плату.
1- отпаиваем силовой транзистор (обязательно) и не перегреваем отводы.
2- отпаиваем термосенсор.
3- отвинчиваем по периметру 4 винта.
диаметр втулки от температуры немножко садиться. В этом случае желательно при
отвинчивании винтов зажать втулку пинцетом. В противном случае она не даст
винту легко выйти и угол платы будет коробить!
Снимаем плату.
Я покажу скрины платы где будет видно какие и сколько отверстий необходимо
будет сделать дополнительно для установки новых компонентов и их монтажа.

Это скрин полностью доработанной платы.


Это скрины с отмеченными для этого необходимыми отверстиями.



В принципе если положить больше скринов после доработки то будет
всё понятно. Только не забудьте разрезать отмеченные места дорожек.
Это даст Вам в последующем разделить на крышке питание.



Ребята Вопрос!
Описывать как я паял? Или суть понятна. Напишите ответ до завтра.
Чуть позже я ещё дам скринов с архива.
Пока до завтра.

Привет ребята!
Решил немножко добавить скринов для большего понимания процесса изменений.
На этом скрине цветными линиями продублирована разводка проводников
обратной стороны платы. Указаны номиналы компонентов печки согласно схемы
( скрин выше в тексте) Макетирован 8-и вольтовый стабилизатор и показана разводка.
Обратите внимание на R11. Это резистор подгонки температуры нагрева.
В последующем он здесь будет удалён и на проводах перенесён в виде двух резисторов
на крышку генератора . Этот резистор будет составлен из двух резисторов.
Один металофольговый С2-14 и второй многооборотный. В боковой стенке генератора
при закрытой крышке предусмотрено отверстие для отвёртки.
Тонкая регулировка даст вам возможность подгонки рабочей температуры кварцевого
резонатора убрать дрейф частоты установкой рабочей точки.
В процессе длительной работы кварцевого резонатора прошли в его структуре изменения (старение).
Поэтому родной резистор R11 необходимо скорректировать. Номиналы этих резисторов
необходимо подобрать так чтобы на многооборотнике от родного номинала было плюс - минус 5кОм .
Я устанавливал 10кОм.



После таких изменений появляется возможность реализовать дежурный режим
нагрева резонатора. Работает только печка. На старте прибл. 600мА.
Прогретый прибл. 250-280мА.
Для питания RF на крышке как контакт устанавливаем проходной конденсатор.
GND RF берём штатный контакт.
Для питания подогрева на крышке как контакт устанавливаем проходной конденсатор.
GND подогрева – устанавливаем сквозь бусинку дополнительный контакт.
Теперь при такой развязке можно питать подогрев от не очень мощного отдельного
трансформатора. Uвых стаб. 12 - 16в. Ток 0.6А. От качества стабилизации в небольших пределах зависит
дрейф температуры а следовательно и частота на выходе.

Скрин крышки. родной и с изменениями.
Отвод RF кабеля с платы на SMA сажаем на общий только на крышке! Шумы проклятые.
SMA на корпус не сажаем.! Всё в одной точке. Шумы проклятые!
На первом скрине видно подсоединение на плате RFкабеля 50оМ
Обратите внимание! Общие проводники генератора не идут на его корпус!



На крышке виден установленный из 2-х R11.
На последнем скрине показана аналоговая плата от 134-12.
В этой плате уже предусмотрена та стабилизация , которую мы делали сами немногим
раньше. Потом увидели в 134-12.
Что в этой плате ещё хорошо это то, что они на мониторинг полного прогрева
поставили логику. Она уже даёт сигнал на индикатор или исполнительное
устройство без лишней мороки.
Да. И ёмкость С4 на печке здесь приличнее. При нагреве как вкопаная.
Немного позже солью фотографии с сервера и положу здесь.


-------------------

Это 134-12
Описывать в принципе нечего. Кажется, уже всё описал.
Напишу одно. Если бы была на сегодня потребность в
этих генераторах то я предпочел 134-10 только за
RF модуля с подстроечным воздушным конденсатором.
С последующей доработкой стабилизации на аналоговой плате.
В случае если куплен б/у 134-12, резистор на старте менять
и выносить за борт экранированным проводом.



RF



Крышка. Разделён только * + * питания (вариант)



Немножко вернусь назад в текст.
Я обещал показать не рабочий генератор .
И почему он умер?
Опишу, а затем выложу пару скринов.
Летальный исход видимо не был мгновенный.
Силовой транзистор (подогреватель) производитель посадил
не медный контейнер через слюдяную изолирующую прокладку
теплопроводным компаундом. Но фланец транзистора закрепил
с головкой в потай винтом 2.0мм . Использовав при этом
пластиковую втулку с проходным отверстием и конической посадкой
под винт в потай. Тело стенок практически очень тонкое.
От прогрева и времени втулка лопнула (раскрошилась).
Транзистор оторвался вместе с термодатчиком и компаундом.
Грел видимо долго. Я думаю больше 100*С.
Всё.



Продолжу. Я выше в тексте сделал акцент на сделанное нами отверстие
в кольце радиатора кварцевого резонатора. Оно необходимо как
китайцам рис. Как его сделать.?
Их будет три соосно. В плате, медном контейнере и кольце на резонаторе.
До всех переделок ещё не снимая плат необходимо в той точке которую
я указываю на первом ниже скрине сделать сверление диаметром 1-1.5мм
сверлом на пролёт через плату до медного контейнера. При этом на
контейнере должна остаться отметка ценра сверла.
Затем отпаиваем силовой транзистор, термодатчик и только тогда
отвинчиваем плату.
Далее аккуратно продолжаем сверлить уже отдельно контейнер вместе
с RF платой внутри его. Сверлить до тех пор пока не зайдём в алюминиевое
кольцо радиатора резонатора. Это будет видно по стружке. Как только дойдём
до этого момента- останавливаемся и разбираем всю конструкцию.
Сверление по возможности делать строго вертикально.
Очень маленькие допуски, можно испортить.
Снимаем кольцо радиатора с RF платы. Если сделана на ней хорошая
засечка (керн) от сверла , то в кольце, в этом месте, на глубину 2мм делаем сверление
сверлом диаметром 3.0мм. И дальше, немного глубже, делаем сверление диаметром 2.3мм.
Для зонда термосенсора при настройке температурной рабочей точки кварцевого резонатора.
В медном контейнере сверлом 3мм проходим по сделанному вами отверстию.
Здесь необходимо сделать небольшую направляющую фаску.
С фаской сенсор легче попадает на своё место.
В плате я вам рекомендую доводить сделанное Вами отверстие круглым
надфилем дабы сверлом не задеть рядом стоящий конденсатор!
Это всё по поводу этого отверстия. При сборке необходимо в него положить
до заполнения термопасту убрав воздушные пузыри.
Наперёд забегу. В это отверстие можно поместить новый (другой)
терморезистор с 5% и ниже отклонением. Не использовав штатный
хуже по точности. После этой процедуры 9 разряд не волнуется.
(NTC 100кОм 5% капля в стекле)
Это идеальное место для установки терморезистора!
Терморезистор здесь , если установите, не заливайте компаундом.
Вы не сможете в дальнейшем извлечь RF модуль.
Была практика....



Терморезисторы:


Маленькая заметка. Установку RF модуля в контейнер произведите изначально
без термопасты и обратите внимание при зажатых винтах на присутствие полного
прилегания алюминиевого кольца к внутренней плоскости медного контейнера.
Дело в том, что винты зажима размещены не очень удачно. Они смещены в верхнюю
область кольца. При этом нижняя часть кольца может не поджаться в полной мере.
Разумнее было их сделать на линии диагонали .Если зазор большой то есть решение.
Когда это будет исправлено , только затем приступайте к сборке на термопасту.

Ребята привет!
Пост не закончен.
У нас следующее по пунктам Настройка и регулировка.
Но я бы вначале этого добавил немного о кристалле кварцевого резонатора.
У кристалла геометрия формы бывает различная так называемый *срез*.
Он получается при механической обработке кристалла.
В различных случаях применяют свой тип среза.
Я постараюсь написать простыми словами отходя ,где это можно, от академических терминов.
Думаю так будет понятнее.
Только мне нужно будет подготовить или найти пару графиков.
Всё это для того чтобы было понятнее как при поиске на *коленке* в домашних условиях найти и
определить термостабильную точку у кварца. Это то, что многие не могут сделать.
Определив и подогнав рабочую температуру нагрева кристалла резонатора в эту точку,
вы минимизируете дрейф рабочей частоты резонатора до паспортных его режимов.
В свою очередь дрейф будет зависеть от нескольких факторов, в первую очередь от типа среза и
качества его выполнения при механической обработки. Это то, что не под силу нам изменить.
Поэтому я упоминал в тексте о довольно хорошем резонаторе в этом генераторе.
И зелёная задавила когда хотел отправить горелый генератор в утиль.
Существует небольшой ряд типов среза. Но я не углубляясь напишу о двух типах – AT и SC срезе. У каждого из них своя ТЧХ (температурно-частотная характеристика).
И применяются они в различных конкретных случаях.
Если необходима стабильность кв. резонатора не высокая и более дешёвый вариант бытовой - в часах, игрушках и там где достаточно стабильности резонатора порядка приблизительно плюс –минус 20ррм. в диапазоне температуры от -25*С до +75*С (в быту) тогда используют резонатор с АТ срезом.



Применяются резонаторы с таким типом среза в термокомпенсированных генераторах ТСХО (температурная стабильность при применении термокомпенсации составляет 1 – 10 ppm).
С этим срезом я встречал и делал генераторы в термостатированном исполнении. Кристаллы
с этим срезом дешёвые и если их загрузить в термостат , то при определённых условиях
можно получить более - менее приличный генератор. Я постараюсь его найти и сделать
для вас скрины.
Глядя на ТЧХ АТ среза на графике видно два участка с подъёмом и спадом.
На их вершинах можно определить точку где с подъёма идёт на спад и её термостатировать. Но на практике этого не делают. Так как одна при низкой температуре а вторая на том участке, где это делать нецелесообразно и при этом ещё основная резонансная частота в обоих случаях будет термостатирована но со сдвигом. В первом случае около +20ррм во втором случае около -20ррм. При разработке РЭА учитывают покупателей из жарких стран. Где температура окружающей среды с учётом прогрева оборудования уходит далеко за предел на графике второй точки 45*С. Поэтому и не целесообразно.
Всё термостатирование кварцевых резонаторов как правило выполняется в пределах от 75*С до 90*С.

Скрины: АТ срез в термостате.



Когда его нагрели резонансная частота ушла вниз к 10.0Мгц.
Температура нагрева, по памяти, была в районе 70*С. Очень не понравился.
Сотка герц у него гуляла. Как по мне то покупать их не стоит!

Теперь подойдём к нашему с SC срезом. Вот его мы и будем делать!
Немножко о нём.
Кварцевые резонаторы с SC-срезом имеют на своей ТЧХ узкий участок, на котором частота изменяется в пределах 2 ppm. Применяются такие резонаторы в генераторах с микроконтроллерной стабилизацией MCXO в термостатированных генераторах температурная стабильность составляет 1.1 – 10 ppb а в генераторах в двойным
термостатированием DOCXO температурная стабильность составляет 0.02 – 1 ppb.
Наш вариант ОСХО.

Немножко напишу на перёд. Не только поддержание супер точно температуры
на резонаторе, но и другие факторы влияют на стабильную работу резонатора.
Я уже об этом писал это геометрия кристалла при обработке. Это чистота материала
из которого выращен кристалл.
Для повышения температурной стабильности генератора применяются определённые схемные решения:
1. катушки индуктивности с малыми температурными зависимостями.
Катушки на керамическом основании с жесткой намоткой и катушки,
изготовленные методом вжигания серебряного слоя в керамический
каркас.
2. параллельно конденсатору контура с положительным температурным
коэффициентом емкости (ТКЕ) подключают другой конденсатор с отрицательным ТКЕ. В результате противоположного изменения емкостей параллельно включенных конденсаторов при изменении температуры общая емкость контура не изменяется.
Анализируя это ,если вы помните, зная об этом, я писал выше в тексте о том, надо осмотреться вокруг обвязки кв. резонатора. По возможности при ремонте руководствоваться определёнными правилами. Не навреди!
Индуктивность которая мною была изготовлена на замену сделана по правилам.
На керамике. Плотная намотка проводом 0.06мм с последующей заливкой компаундом.
Это прямо влияет на добротность. А там дело Ваше.



К этому можно ещё добавить -включение цепей термокомпенсации. Термокомпенсация может быть аналоговой с применением терморезисторов и датчиков температуры
или цифровой с применением микроконтроллера.
Термостатирование, т.е. помещение кварцевого резонатора и других
температурно-зависимых элементов генератора в термостат, в котором
поддерживается постоянная температура. Оно может
быть обычным или двойным. Двойное термостатирование – это когда
термостатированный кварцевый генератор помещается в термостат, в
результате чего итоговая температурная стабильность достигает ещё
больших значений. Вот это на нём и делал студент!

Едем дальше!
AT срез превосходит SC срез в широком диапазоне температур -60 *C до +100*C, но с худшими показателями по стабильности.



Но в узком интервале температур в районе 60-80*C уход частоты у SC среза будет гораздо меньше, в пределах ±1 ppm в диапазоне температур шириной приблизительно 20-25 *C.
Теперь ближе к телу!



Здесь на графике показана ТЧХ резонатора с SC срезом. Она будет всегда
одинакова на этом срезе только в идеале, когда соблюдены все геометрические
точности при обработке кристалла. Точнее выдержаны все условия включая чистоту материала.
Соблюдены все углы прирезки и т.д.

Геометрия


Но! На практике такого не бывает и всё это не постоянно, включая длительный режим
работы кристалла (деформация углов относительно кристаллографической оси).
Поэтому со временем необходима коррекция температуры нагрева вследствие смещённой
точки. Сделать их все одинаковые невозможно.
Для этого на производстве они проходят тех.контроль . Где и определяют
как один из параметров рабочую температуру для каждого индивидуально.
Учитывайте это при замене кварцевого резонатора включая тип среза!
В дальнейшем на каждый делают паспорт или сопроводительный лист на всю
партию, но на каждом будет номер. По номеру можно из сопроводительного
листа посмотреть его рабочий температурный режим.
Это видно из моих скринов и раньше на нашем Форуме я уже акцентировал внимание.
Похоже в ветки Ильи о рубидиевом стандарте.
Из графика запомните зелёную точку на спаде к дальнейшему подъёму. Там будет
ооочень небольшой прямой отрезок из этой кривой, который мы на *коленке* будем
искать и устанавливать в этой точке температуру подогрева. Держите этот кусок волны
из графика на уме.
Возможно я написал немножко лишнего, но я посчитал что только так я смогу подвести
к моменту настройки температурного режима кварцевого генератора.
Это осталось в мозгах ещё с 3 или 4 курса. Возможно что то написал не правильно.
Поправьте!
Я позже сброшу для Вас немного скринов с указанием рабочей температуры.

По этому графику немного позже. От него мы будем исходить.



Так организовали термокомпенсацию ТСХО

https://vimeo.com/239124913



Очень хороший резонатор. 80.0Мгц основная частота. Я не представляю
насколько тонкий кристалл.

------------------

Это скрин двойного термостатирования Morion Double oven ultra precision OCXO MV89A.
Здесь на одном из скринов будет видно как я устанавливаю технологический
датчик температуры рядом с родным для определения на тот момент реальной
рабочей точки температуры резонатора.
После длительной работы она сдвинулась.
На сборке этажерки будет написана рабочая температура и соответственно на
корпусе кристалла.





На мой взгляд не очень удачная модель с двойным термостатированием.
Есть гораздо лучше и долговечные.

Пока всё.
-------------------------------

Продолжу дальше.
Вернёмся к графику.



При включении кварцевого генератора в помещении с температурой 20-23*С с резонатором у которого SC- срез должно происходить то, что мы наблюдаем на графике от точки 20*С. Но так происходить не будет. Этому причина в прогреве и установки всех электронных компонентов генератора в свой расчётный температурный режим.
Чтобы повторить график необходимо отделить резонатор от плат с электроникой и
поместить его в термостат. Затем включить генератор в сборе для прогрева до расчётных величин. До этого генератор должен быть уже настроен на паспортную частоту.
В термостате начать не быстро от 20*С поднимать температуру. В этом случае мы получим то, что изображено на графике при этом контролируя частоту выходного сигнала. Этим экспериментом мы легко найдём эти две точки экстремума.
Дойдя до точек экстремума #1 и #2 (это короткие,очень короткие прямые линии) при дальнейшем меееедленном повышении
температуры показания частотомера будут замирать на точке экстремума. Или наоборот дисплей в небольших пределах
начнёт отсчёт в противоположную сторону от динамики движения показаний. Будут скачки туда сюда. Вот это и будет
в дальнейшем наш ориентир.
Точка #1. Эту точку принято называть *Максимум*. Точка #2. Эта точка *Минимум*.
Что бывает реально на практике?
При включении генератора в нашем случае ISOTEMP, на дисплее частотомера
частота генератора будет примерно 10.000,150,xxx,- - -.
В результате прогрева частота начнёт быстро снижаться до паспортного значения.
В результате точку #1 экстремума мы проскочим и не заметим. Об этом будет написано
ниже. А вот вторую точку мы будем наблюдать при определённых условиях, довольно отчётливо на дисплее частотомера.
На практике принято настраивать термостабилизацию температуры резонатора с SC срезом в точке экстремума #2. Почему???
Как пример. Точка #1 находиться в зоне приблизительно 60*С. С учётом местонахождения прибора в жаркой зоне, в полевых условиях без конденционирования помещения , с учётом его внутреннего прогрева мы легко преодолеем температуру в 60*С. Естественно получиться перегрев генератора. Смысл первой точки отпадает.
Её можно настраивать только для арктического варианта. Где заведомо не будет
температуры выше 20*С. К примеру в GPS системах. Тогда расход потребляемой
энергии на прогрев резонатора до точки #2 (80*С и выше) становиться не нужен. Это важно
если автономное питание на АКБ. Так иногда делают.

При той настройке которую я буду описывать у нас , как Вы поняли, не будет восходящей
линии графика от 20*С до зоны 60*С. Будет плавно вниз сходящая линия до зоны приблизительно
60-70*С. Так как ppm у нас с плюсом. И мы попадём в зону *В* Я уже описал почему.



Что необходимо нам для настройки.
1- хорошая стабилизация питающего напряжения, желательно двойная.
Короткие проводники с хорошим сечением которое не допускают просадки
напряжения.
2- частотомер с разрешением как минимум 8 знаков после запятой при длительности
времени пересчёта импульса 0.25- 0.5 сек.
3- вольтметр с пределом до 20в и при этом три разряда после запятой. Он будет
контролировать внешнее напряжение на варикапы 4.000-4.800в (VFC).
4- коаксиальную проходную нагрузку 50Ом. Если в частотомере не предусмотрен
вариант с включением входа 50Ом.
5- (важно) миллиамперметр с режимом измерения до 1000Ма. При этом была
возможность наблюдать до 1Ма. Он должен быть включен в цепи питающего
напряжения короткими проводниками с хорошим сечением. По нему будем
контролировать момент включения подогрева и момент его остановки.
Как дополнение можно добавить ещё один вольтметр на питающее напряжение.
Я понимаю, что это не все могут обеспечить. Тем не менее я продолжу.
В идеальном случае это частотомер с 9-ю разрядами после запятой.
Тогда он перекроет паспортные данные ISOTEMP. И очень легко можно
наблюдать динамику показаний в точке экстремума.
Если это мне необходимо я включаю Fluke PM6680.
Он позволяет решать эти задачи. Использую либо его внутренний опорный
нами установленный с точностью до 11 знаков, либо внешний RB стандарт как
опорную для Fluke. Тогда больше 11.



Промежуточный стабилизатор для двойной стабилизации.



В роликах и скринах которые я выложил пользовался Vawetek 905. На его внутреннем опорном генераторе который нами установлен вместо штатного. Это видно на дисплее. Когда подключается внешний опорный на дисплее это отображается.
Vawetek 905. Это копия Fluke PM6685.



Работа безупречна. И ещё очень хорошо, что
он не теряя своих функций может работать от внешнего источника питания .
С довольно небольшим потреблением энергии.
При отключении сетевого напряжения он уходит на резервный . Не теряется его
длительный нагрев внутреннего опорного генератора. АКБ 55Ач хватает более суток.
На его скрине, над входным разъёмом нами установлен индикатор мониторинга нагрева. Горит зелёный это
значит всё в норме. При красном замеры не делаем до прогрева.

Немного отвлёкся от наших баранов.
Теперь дальше.
Если Вы внесли в генератор Isotemp изменения и сделали на физическом уровне
профилактику тогда это хорошо.
Вам необходимо замерять выпаянный резистор из контроля нагрева на аналоговой плате
и установить точно такой параметр сопротивления на подстроечном резисторе R11 из
двух составленных. Если их распайка будет сделана как это показано на скрине с крышкой генератора, тогда будет следующее. При вращении оси подстроечника по часовой стрелке- температура прогрева будет увеличиваться. И наоборот.
Вам необходимо распаять и установить в среднее положение подстроечные резисторы
для установки напряжения на варикапы. Пользуйтесь тем же алгоритмом- вращение
оси по часовой, значит повышение.
Сделайте полное подключение генератора в сборе и подайте необходимое напряжение.
После 15-20-и минутного разогрева проверьте на выходе сигнал осциллографом с
подключенной коаксиальной нагрузкой. Напряжение выходного сигнала должно
быть паспортным. Если оно отличается от него, то резистором на RF плате установите
требуемое. В модели 134-12 это можно сделать не извлекая RF плату из медного
контейнера. На контейнере предусмотрено отверстие напротив резистора для
его регулировки. В модели 134-10 этого отверстия нет.
Сигнал на выходе достаточно большой и чтобы его для ваших целей в последующем
не гасить АТТ это можно делать этим резистором на RF плате, вдобавок вы лишаетесь
ещё части шумов.
Дальше. Установите резисторами напряжение на варикапах в паспортной зоне.
Сначала грубо (10Ком) затем точно(1Ком).
Затем подстроечным воздушным конденсатором не металлической отвёрткой установите паспортную частоту.
Проверьте при этом Ваш частотный люфт на конденсаторе при 6 полных оборотах.
Запомните и верните настройку конденсатора на паспортную частоту кварцевого
генератора. Если Вы это всё сделали то можно приступать к поиску экстремум
точки #2.

Пост не закончил. Осталось немножко.

p.s. Ребята если не понятно что я написал - откликнитесь!
Если понятно нажмите на крестик.
Заранее спасибо!
________________

Добрый день!
Немного скринов.
Мониторинг нагрева кварцевого генератора в готовом устройстве.
На передней панели. Над входами установили индикацию.



Это образцы боксов, в которых обычно происходит процедура поиска точки.



На одном из них предусмотрена в крышке возможность отвода проводов и датчика.
В нашем случае с ISOTEMP мы обойдёмся без него.
Дело в том ,что он имеет очень массивный медный контейнер и хороший подогрев.
Частота относительно хорошо держится даже вне корпуса.
Мы будем с ним использовать в период настройки обычную фибровую салфетку
для протирки дисплея монитора как покровной материал.

Эта процедура настройки рабочей температуры для кв. резонатора с SC- срезом
будет применима и для других кварцевых генераторов .
Немножко из практики. Стараюсь приобрести кварцевые генераторы
у которых рабочая точка #2 попадает в пределы 80*С. в этом случае он не
очень горячий а это прямо отражается на моторесурсе и времени повторной юстировке.
Выше на скринах с OCXO MV89A видно два кварцевых резонатора на крышках
которых указана рабочая температура. На одном из них температура 91*С.
А были такие в руках с 96*С. Это реальная печка, почти температура кипения.!!!
Поэтому когда их вскрываешь, то смотришь сразу ёмкости.

Теперь о настройке. Она простая.
О подключении кв. генератора и наличие измерительных приборов я написал.
Поэтому делаем следующее:

Извлекаем генератор вместе с распаянной крышкой из корпуса.
Укладываем перед собой салфетку вдвое с возможностью в последующем
запеленать ею только контейнер с электроникой без крышки с отводами
для подключений. Располагаем контейнер, через небольшой кусочек пенопласта,
на салфетке чтобы отверстие для регулировки воздушного конденсатора находилось слева от крышки.
Для него должен быть доступ. Салфеткой запеленать так, чтобы при его регулировки минимум
открывать контейнер.
Длинна штатных проводов позволяет это сделать. Электроника сверху.
В нами подготовленное отверстие с термопастой помещаем зонд термосенсора
Вашего измерителя температуры. Фиксируем . Рядом с ним у меня проходит RF
кабель. Я просто ниткой подвязываю к нему, при этом капля датчика должна
уверенно упираться в дно отверстия!!! За этим следите.
!!! отключаем штатный NTC термодатчик на плате. Отключаем тот его контакт, который
идёт на ОУ. Зачехляем его кембриком дабы он нигде не подомкнул при накрытии
салфеткой.
Делаем распайку его штатного подключения согласно PDF или если Вы изменили
распиновку на крышке тогда по Вашей распиновке.
На крышке Вы установили R11. К нему должен быть доступ для регулировки.
Помните ! Ось вращаем по часовой- прогрев больше и наоборот.
Дисплей измерителя температуры расположите так, чтобы была возможность
наблюдать на нём данные одновременно с показаниями частотомера! У Вас будет не очень
большой отрезок времени(1-2сек максимум) нахождения температуры в точке #2 и Вы
будете должны успеть это выхватить и записать показания с дисплея термометра.
Если вы не успеваете выхватить этот момент , сделайте корректировку работы транзистора нагрева
в меньшую сторону. Процесс будет проходить медленнее. Наверняка успеете.
На частотомере должно быть установлено время пересчёта 0.25сек.
Перед включением кв. генератора частотомер должен быть хорошо прогрет.
Термометр желательно с сотками. Хотя у меня с десятками.

Подаём питание на кв. генератор. Контролируем ток потребления.
В этом случае он будет максимальный в пределах 600мА и не будет сильно изменяться
до окончания процесса ввиду того, что NTC нами отключен.
В процессе прогрева кристалла резонатора и электроники генератора частота
показаний на частотомере будет снижаться. Внимательно следите за процессом
по показаниям термометра и текущей частоты. Особенно после 70*С. Если SC –срез.
В какой то период ближе к 80*С или за ней (зависит от кристалла) показания на частотомере замрут или будет хаотично прыгать в большую или меньшую сторону последний разряд. Это будет очень короткий отрезок времени который зависит ещё от интенсивности нагрева!
В этот период Вы должны будете зафиксировать и записать показания термометра!
Сразу выключаем питание .
Даём генератору полностью остыть.
Далее делаем контрольное включение. Можно несколько раз.
Если вы уверены, что это вы на точке то поступаем следующим образом.
Штатный NTC припаиваем на своё место. Датчик температуры Вашего термометра
не снимаем. Проверяем его физический контакт с телом радиатора.
Резистор R11 который установлен на крышке вращаем влево против часовой
стрелки на минимум нагрева.
После полного остывания кв. генератора вновь его включаем. Не забудьте убрать
коррекцию на транзисторе нагрева если Вы это сделали! Следим за
показаниями амперметра при нагреве резонатора. Теперь с прогревом будет
снижаться ток потребления. Следим за показаниями термометра.
Помните , что R11 у Вас на минимуме прогрева. Когда прогрев достигнет этой
отметки упадёт ток на амперметре и зафиксируется на определённых показаниях.
Но он будет периодически возрастать и снижаться. Это хорошо! Термостат работает.
После нескольких периодов колебаний амперметра и хорошего прогрева можно начать установку рабочей
температуры резонатора. Её вы должны были считать с показаний термометра и записать.
Начинайте за несколько циклов до успокоения амперметра подводить температуру на кристалле .
Вращайте не спеша по часовой стрелке R11. Бывали случаи что его номинала не хватало.
Тогда скорректируйте вторым резистором в его цепи необходимый номинал.
Как правило после установленной резистором R11 температуры более 70*С вы находитесь
на спаде волны (на графике) где то в зоне *В*. При вращении резистора на повышение
температуры частота будет снижаться. Правильным путём идём товарищи! Постарайтесь
конденсатором частоту подгонять ближе к паспортной. Проконтролируйте и установите
до доводки частоты конденсатором параметр на варикапах 4.400в VFC.
К Вашей записанной циферке подходите не спеша. Давайте амперметру успокоиться. Зафиксировать текущий нагрев.
Это важно!
Это гарантия что вы уже подвели немножко. Процедура не быстрая.
Подходя к записанной Вами температуре немножко можно пройти вперёд в большую
сторону с учётом того, что мог не плотно прилегать датчик термометра к радиатору
во время контрольного замера. Но! В любом случае необходимо прийти к моменту
когда показания частотомера не будет изменяться и как у меня на роликах последний разряд
хаотично в этой зоне показывать. Без уверенного смещения в ту или иную сторону.
Это всё!
После сборки кв. генератора проверьте его работу.
Точку можно установить точнее если установить меньший номинал
подстроечного резистора R11.
Ось резистора R11 10ком, в моём случае, необходимо вращать каждый раз при подгонке температуры максимум на четверть оборота. Сотка градусов играет роль!

Немного добавлю.
Есть конструкции кварцевых генераторов у которых резистор установки
температуры выведен для корректировки без вскрытия генератора.
Вы можете воспользоваться этим. Убедитесь что он с SC-срезом.
Снять генератор. Сделать ему штатное подключение не забыв за коаксиальную
нагрузку. В цепь питания включить амперметр. Поворотом этого резистора по возрастанию
тока потребления определить направление вращения резистора для увеличения или уменьшения температуры.
Увести резистор на минимум подогрева. Вы как правило остановитесь после первой точки в зоне *В*.
Начинайте проделывать ту процедуру, которую я описал. Только без термометра.
Первым признаком что Вы правильно идёте будет следующее.
При повышении вами температуры частота начнёт снижаться.
Но бывает такое, что номинала переменного резистора уже не будет хватать.
В следствии плохого физического контакта резонатора с плоскостью нагрева.
Как вариант подсохла термопаста. Либо точка #2 сдвинулась в область
больших температур и Вы уже в совокупности проблем не можете дотянуться до точки #2!
Тогда разборка.
Если всё получается , тогда Вы медленно можете подойти к точке #2 . Если Вы её
проскочите, то обязательно будете заходить в зону *С*.
По другому не бывает. Возвращайтесь.

Как пример. Реанимированный генератор для дальнейшей установки в оборудование.
Но в этом кв. генераторе в полость Алюминиевого контейнера где находиться
резонатор дополнительно помещён элемент нагрева. Он используется для
дежурки. Температура начального подогрева им 60-65*С. Отводы видно на брюхе 30Ом.



Дополнительно выведена через бусинки точная настройка частоты генератора.



Спасибо Администрации Форума за предоставленный мне ресурс!

Здравствуйте. Всплыла необходимость поковыряться с точными частотами . Вопрос к ув. 3g57. Что это за смещение ( на картинке Uc = 2980)? Это не подстройка частоты. Подстройка на отдельной "ноге". Если можно, поясните.

Общая проблема - не могу запустить эту штуку. На выходе 7 мВ нужной частоты и какой то кривой. А должно быть 0.5 В. Изделие очень похоже на вот это HSO13 ф RAKON.

Sergey_LF писал(а): На выходе 7 мВ нужной частоты и какой то кривой.

Возможно, отвалился или лопнул выходной конденсатор (или переходной,где-то внутри).
Сигнал просачивается через мааахонькую остаточную ёмкость.
Было подобное в MV89. Вскрывал (тот ещё геморой), перепаял - всё заработало.

Да, пришлось вскрыть. Непредусмотрительно подал сразу 24 вольта на него. А оказалось, в этой серии есть опция с питанием 12 В - и, скорее всего, это был мой случай. Вот фото потрошков:

там же виден масштаб бедствия. Все уже восстановил и на выходе присутствует менадр с хорошей амплитудой и нужной частотой. Не знаю, сколько "нулей после запятой" удастся сохранить после такой экзекуции. Надежду на лучшее подпитывает то, что "внутренний корпус" питается через стабилизатор и до него 24 вольта не "дошли".
Но вопрос по надписям на корпусе остается в силе. Может кто поможет расшифровать эти иероглифы?

Доброго дня 3g57 . Можно попросить ссылки на фото из Ваших сообщений обновить ? Спасибо, всем здоровья.

3g57, присоединяюсь к предыдущей просьбе

3g57 не появлялся на форуме с апреля...

[uquote="As",url="/forum/viewtopic.php?p=4623561#p4623561"]3g57 не появлялся на форуме с апреля... [/uquote]
Добрый день ребята.
Да. Есть такая проблема.
Старый стал. Больной и ленивый.
Попробую на удалёнке найти папку с файлами и выложу на этой страничке.
Фото пропали. На медиоресурсе где они хранились.
Не пинайте сильно.
с ув. 3g57.

Добавлено after 8 hours 9 minutes 1 second:
Добрый день.
По просьбе дублирую свой пост с прикреплёнными фотографиями.
Текст практически остался прежний.

*Добрый день!
Давно собирался написать о разборке, ремонте, настройке и работе
кварцевого генератора ISOTEMP с резонансной частотой 10.0мГц.
Дело в том, что он довольно популярный среди покупаемых нами и
заслуживает определённого уважения.
Линейка их довольно обширная. Я опишу OCXO ISOTEMP 134-10.

После доработки.
В первом видео сознательно занижена частота при настройке, чтобы наблюдалась на этом частотомере максимальное количество сегментов после запятой. Вы можете увидеть стабильность поддержания частоты. Опорный генератор частотомера внешний - RB-стандарт.
На втором видео Вы наблюдаете форму волны - очень хорошая синусоида и уровень выходного сигнала.

! Видео выложу позже.



В этой серии было несколько ревизий. Выложу фото плат, напишу о внесённых
изменениях в конструкцию.
Первый раз в наши руки генераторы ISOTEMP 10мГц попали в начале 2000.
При этом они были уже б/у. После первого включения и просмотра PDF, появилось
желание его вскрыть и попробовать реанимировать как минимум до
паспортных режимов. Было предположение, что они попали на вторичный рынок
в большом количестве из затопленных шахт после очередного тайфуна!
В последствии это подтвердилось наличием ржавчины внутри корпусов
генераторов. Хочу заметить во всех имеющихся.



Хотя платы оказались в приличном состоянии, но! попросили ревизию.
Теперь всё по порядку.
1-конструкция и изменения.
2-ремонт
3-доработка
4-настройка и регулировка
5-работа.

- КОНСТРУКЦИЯ:
Довольно простая. Прямоугольный стальной корпус, довольно прочный. Гальванически
покрыт хромом. Это хорошо для экранирования от ВЧ помехи. На боковых стенках корпуса
прикреплены уголки, при помощи которых есть возможность крепить генератор в правильном
положении, используя эластичный демпфер, к шасси прибора.
Внутри корпуса в оболочке (скорлупе) из теплоизоляционного материала(о нём позже)
находится медный массивный контейнер с помещённой во внутрь платой электроники
ВЧ блока.



На внешней стороне медного контейнера с помощью дистанционных карбалитовых
втулок, винтами 2.5мм крепиться аналоговая плата DC стабилизаторов и управление
подогревом самого кварцевого резонатора.



Интерфейс между двумя этими платами осуществлён с помощью гибких проводников.
Хочу сразу отметить качество этих проводов и их монтажа через технологические
отверстия. Это позволяет при ремонте неоднократно перемещать платы(узлы)
без риска оборвать провод. Провода очень похожи на фторопласт(не плавятся) и
немного напоминают силикон. Что характерно они цветные. Я редко сталкивался с
таким качеством.
Теперь о чехле (скорлупе) для медного контейнера из термоизоляционного
материала.
Первое. Состоит он из двух частей. Две прямоугольные коробочки.
Медный Контейнер вкладывается в одну из них и накрывается второй. Очень удобно
при разборке. Признаки плавления материала при высоких температурах(больше 80*С)
не наблюдались. Это не пенопласт. Они используют в таких материалах вспененный
полимер с добавлением, для эл.экранировки, ферритовые порошки. Материал сам серого
цвета и вследствие добавления феррита очень рыхлый. Не разломите при демонтаже.
Для управления и подключения кварцевого генератора необходимые проводники
выведены на крышку корпуса генератора. На крышке размещены и закреплены с помощью
коварового стекла стойки. В дальнейшем на ней будут изменения. Об этом
позже. Крышка после сборки запаяна по периметру корпуса генератора.
При её демонтаже в случае с ISOTEMP не использовали термофен.
Теперь об изменениях в конструкции.
Немножко была изменена крышка. Сделаны отверстия для проходных
конденсаторов. Установлен ВЧ разъём.



Заменена термоизоляция.
Здесь по подробнее:
Штатную теплоизоляцию убрали. Она нас не устраивала! На одной из веток Нашего
форума я уже описывал что мы применяем в качестве такого материала.
В этом случае с ISOTEMP поступили следующим образом.
Взяли слюду (она продаётся) от Микроволновки. Изготовили необходимого размера
контейнер. Закрепили внутри корпуса генератора на опорах по углам периметра
контейнера с учётом того, чтобы технологическое отверстие под внешнюю регулировку
частоты генератора попадало на шлиц воздушного подстроечного конденсатора.
В дальнейшем за три этапа с просушкой залили свободные полости между контейнером
из слюды и корпусом. Хорошо просушили, чтобы в дальнейшем испарение влаги
не наблюдалось.



Пожалуй всё о конструкции с изменениями.

Раздел не закончен. На сегодня всё.
Пока соберу с сервера для описания скрины.

Ребята! добрый день!
Продолжу дальше описание. Собрал скрины и мозги оставшиеся тоже.
Как я уже писал в этой серии было несколько ревизий. О них писали
в PDF. На скринах будут попадаться два варианта плат модулей.
Я думаю нужно начать с ВЧ платы которая после бассейна пострадала
достаточно сильно. И подлежала ремонту. Но! Хочу отметить положительную сторону.
Печатные платы очень хорошего качества. Изготавливались не путём
травления токопроводящего слоя а путём нанесения (осаждения) токоведущих проводников на плату
с последующей заливкой слоя. Причём слой проводников довольно толстый и очень хорошо
держится на плате. Это с учётом того, что их производство было в период миллениума.
Буржуи любят себя.
Скрины ВЧ.




Как видно на скринах он хорошо искупался. Мало этого он нами был включен и ещё довольно
долго работал. Затем умер. Об этом позже! Когда дойдём до аналоговой платы с печкой!
При вскрытии вся маска на дорожках отслоилась. На местах пайки выступила соль я предполагаю
серебра. Это скрин контактов пайки верхней платы.



Справедливости ради хочу заметить ,что в других образцах вскрытых генераторов все пайки были
отличные. Вообще качество плат , комплектующих элементов и сборка заслуживает уважения. Включая
их работу.
Идём дальше. На ВЧ плате (подключили отдельно) были проблемы. Нет сигнала.
Не буду углубляться, умерли две катушки SMD по питанию. Отгнили или отгорели под ними отводы.
Промерять их не было возможности. Поэтому вместо дросселя с обратной стороны платы (сторона резонатора)
установил другой. С катушкой индуктивности пришлось повозиться.



Она была изготовлена и подогнана самостоятельно. Можно было плату выбросить в утиль а всё
остальное с печкой применить в другом месте.
Глядя на кварцевый резонатор , очень уж хорош, пришлось добивать.
Кварцевый резонатор не работает на гармониках. Работает на своей родной частоте 10.0мГц.
Это уже плюс. Не делителей не удвоителей в схеме нет. Все просто как двери.
Изготовление катушки и подгонка по виткам заняло некоторое время.




Необходимо было её увеличить и посчитать витки. С первого раза не попал. Доматывал.
Почему было необходимо точно попасть в параметры родной ???
Из практики. Это касается не только ISOTEMP.
Можно было вогнать в резонансную частоту другими способами. Но чтобы добиться хороших
стабильных результатов в циферках на частотомере желательно не трогать родные компоненты.
Конденсаторы могут у производителя подбираться не только по ёмкости, но и по температурному
коэффициенту. Тем самым компенсируя погрешности. Такое бывает часто. Работу варикапов
необходимо оставлять в той зоне , которую указал производитель в тех. документации.
Их на плате два или три в других образцах. Дальше в скринах.





Было сделана доводка катушки следующим образом.
После полной сборки и установки температурной точки работы резонатора ( Процесс установки температурной
точки резонатора опишу позже, ниже отдельно) смотрим сколько имеет полных оборотов вращения
воздушный подстроечный конденсатор. В этой ревизии 6. Устанавливаем в среднее положение.
Замечаем на сколько он может сдвигать частоту в большую или меньшую сторону. В этой ревизии 10гц.




Я домотал на катушке один виток. Внешним резистором установил необходимое паспортное напряжение
на варикапах. выпаял один из них ( убрал лишнюю ёмкость). Подобрал приличный керамический
конденсатор в параллель оставшемуся варикапу и впаял его на предусмотренное в плате место.




В результате я вернул модулю паспортный режим. Теперь с него можно что то спросить.
Дело в том, так или иначе это приходиться делать. Время работы даёт старение компонентам. Вернув таким образом
режим работы, генератор теперь более долго будет стабильно работать.

Раздел не закончен. На сегодня всё.


Критерий в настройке и ремонте следующий:
Не навреди. Посмотри какие комплектующие в обвязки резонатора.
Сделай выполни центровку регулирующих элементов. В дальнейшем
будет манёвр для подстройки. Хочу наперёд написать. Рабочая температура
этого экземпляра кварцевого резонатора 81.2*С.



Если сделать наоборот т.е.
центровать до определения и установки рабочей термостабильной точки
кварцевого резонатора например в зоне 79*С (не его зона) картина
следующая: после процедуры центровки начнёте с 79 поднимать до
его нормы (чтобы не плыла частота) 81.2*С , то за эти 2.2*С увеличения
температуры вы сдвинете частоту приблизительно по памяти на 10Гц (1*С=5Гц).
Размаха на воздушном конденсаторе у Вас уже не хватает.
Он стоит в центре. Всего 6 об /10 Гц. Значит от центра в любую
сторону 3 об. / 5гц. Уход был 10Гц. Что делать? Начинаем крутить внешним
резистором напряжение на варикапах. Да. Действительно им можно выровнять.
Если уйдёте с комфортной зоны работы варикапов, может начать плыть частота.
Теперь немного скринов. Здесь будет плата ВЧ и другая , но с ISOTEMP 134-10/B.
А также ISOTEMP 134-12 или 23. Эти две платы похожи.
134-12/ или 23
Одна из ревизий где регулировка частоты выполняется подстроечным конденсатором.
Плата доработана, установлен дополнительный стабилизатор напряжения и др.



Другая ревизия с резистором вместо воздушного конденсатора
для подстройки напряжения на варикапах т.е. точной установки частоты на выходе.




вид до помещения в корпус.



Обратите внимание на компоненты. Резисторы на платах не выше 1%. Конденсаторы на платах все с маркировкой.
Некоторые элементы выпаивали для промера. В первую очередь конденсаторы фильтров по питанию . Вопросов не возникало.
На одном из скринов видно на кольце радиатора резонатора сделано нами отверстие. Даны его размеры. Оно будет
необходимо для зонда при настройке температурной рабочей точки резонатора. Позже при описании аналоговой платы
с управлением подогрева я опишу как сделать это отверстие.
По кольцу радиатора резонатора. Его необходимо обязательно снять для замены термопасты. На стекле с мелкой абразивной
бумагой (шкуркой) пришлифовать верхнюю плоскость, чтобы при установки и зажиме двумя крепящими винтами радиатора к медному контейнеру через термопасту контактное пятно между ними было максимальным.

По поводу платы с ISOTEMP 134-12/23.
Вы обратили внимание, что добавлена стабилизация в модуль. Это хорошо. Плохо то,что они изменили схему. Заменили воздушный конденсатор для подстройки частоты на многооборотный резистор. Для производства это дешевле. Для работы хуже.
На этой плате что я показал он нами уже заменён. Родной был ещё меньше(гадостнее) и умер. Если воздушный конденсатор живёт
при такой температуре (80-и выше) в закрытом медном контейнере вечно, то резистор начинает сначала плыть из за дребезга
контакта уводя частоту а затем окисляется и умирает. Я предпочитаю 134-10 с добавлением стабилизации(будет дальше в тексте).
В резисторе один плюс- можно более точно установить частоту генератора, но это хорошо делает внешний резистор для
варикапов. Тем более вторую его часть (низкоомную. 1кОм) желательно вывести на заднюю панель для подстройки при необходимости частоты. Если не забуду сделаю скрин.
Мне кажется о ВЧ модуле я написал всё. Добавлю только одно. На скрине с мультиком на шкале 4.316в. При центровке я устанавливал напряжение на варикапы 4.400в. т.е. среднее в допустимой зоне по PDF (4.000в-4.8000в).
Для того ,чтобы у меня был манёвр в большую и меньшую сторону при установке частоты на выходе и при этом я не выходил из допустимой зоны.



p.s. При просмотре роликов вы наблюдаете на источнике питания различные напряжения.
На самом деле питание на генератор идёт 12.000в. В цепи подачи питания дополнительно стоит собранный на LM317 стабилизатор.
Получается двойная стабилизация. В кадре его не видно.
Это работа именно 134-10 после ремонта (из архива).

20 видео выложу позже.

Пожалуй можно продолжить дальше описание.
Аналоговая плата. Её несложная доработка.
Здесь скринов будет побольше. .Будут показаны 2 типа плат 134-10 и 134-12.
Они конечно разняться. В 134-12 конечно хорошо что включена более менее приличная
стабилизация. Если бы в этой серии не меняли бы воздушный подстроечный конденсатор на многооборотный резистор для установки частоты то это бы
была мечта киргиза.
Пока есть как есть. Будем писать.
Скрины двух плат:

-134-10



В этой серии будем убирать штатный стабилизатор , менять его и добавлять ещё один
для питания управления печкой. Возможность есть.
Получится следующее: один стабилизатор на питание платы ВЧ, второй на питание контроля нагрева.
Будем разделять питание RF модуля от питания печки. В этом случае появляется возмож
ность организовать постоянный подогрев резонатора в дежурном режиме. В результате
которого прибор будет практически сразу при включении выходить на рабочий режим.
Но перед этим я хочу отметить качество работы узла контроля за нагревом.
Я дам его схему. Несмотря на его простоту он полностью реализует свои функции.
Немножко его изменим. Вынесем и подберём резистор установки рабочей температуры
резонатора на крышку генератора. В последующем будим им устанавливать рабочую
температуру кварца при настройке генератора.
Наперёд забегая хочу сказать, что необходимо тщательно вымыть плату в районе
высокоомной цепи контроля нагрева. Не менять SMD керамический конденсатор С4
без надобности. Если будет замена то только на достойный!



Идём дальше! Доработка. Если интересно!
Снимаем с медного контейнера плату.
1- отпаиваем силовой транзистор (обязательно) и не перегреваем отводы.
2- отпаиваем термосенсор.
3- отвинчиваем по периметру 4 винта.
диаметр втулки от температуры немножко садиться. В этом случае желательно при
отвинчивании винтов зажать втулку пинцетом. В противном случае она не даст
винту легко выйти и угол платы будет коробить!
Снимаем плату.
Я покажу скрины платы где будет видно какие и сколько отверстий необходимо
будет сделать дополнительно для установки новых компонентов и их монтажа.



Это скрин полностью доработанной платы.




В принципе если положить больше скринов после доработки то будет
всё понятно. Только не забудьте разрезать отмеченные места дорожек.
Это даст Вам в последующем разделить на крышке питание.


Ревизию 134-12 я показал выше скринами.
Выложу ещё немного.



На скрине выше сразу видно отличительную особенность ревизии с резистором для регулировки выходной частоты.
Отверстие для регулировки в медном корпусе смещено в бок от центра.

[

Для предварительной регулировки.
Выше на скрине где схема-это схема участка термостабилизации.



Не закончил.
Будет продолжение.


Привет ребята!
Решил немножко добавить скринов для большего понимания процесса изменений.
На этом скрине цветными линиями продублирована разводка проводников
обратной стороны платы. Указаны номиналы компонентов печки согласно схемы
( скрин выше в тексте) Макетирован 8-и вольтовый стабилизатор и показана разводка.
Обратите внимание на R11. Это резистор подгонки температуры нагрева.
В последующем он здесь будет удалён и на проводах перенесён в виде двух резисторов
на крышку генератора . Этот резистор будет составлен из двух резисторов.
Один металофольговый С2-14 и второй многооборотный. В боковой стенке генератора
при закрытой крышке предусмотрено отверстие для отвёртки.
Тонкая регулировка даст вам возможность подгонки рабочей температуры кварцевого
резонатора убрать дрейф частоты установкой рабочей точки.
В процессе длительной работы кварцевого резонатора прошли в его структуре изменения (старение).
Поэтому родной резистор R11 необходимо скорректировать. Номиналы этих резисторов
необходимо подобрать так чтобы на многооборотнике от родного номинала было плюс - минус 5кОм .
Я устанавливал 10кОм.




После таких изменений появляется возможность реализовать дежурный режим
нагрева резонатора. Работает только печка. На старте прибл. 600мА.
Прогретый прибл. 250-280мА.
Для питания RF на крышке как контакт устанавливаем проходной конденсатор.
GND RF берём штатный контакт.
Для питания подогрева на крышке как контакт устанавливаем проходной конденсатор.
GND подогрева – устанавливаем сквозь бусинку дополнительный контакт.
Теперь при такой развязке можно питать подогрев от не очень мощного отдельного
трансформатора. Uвых стаб. 12 - 16в. Ток 0.6А. От качества стабилизации в небольших пределах зависит
дрейф температуры а следовательно и частота на выходе.

Скрин крышки. родной и с изменениями выше в тексте.
Отвод RF кабеля с платы на SMA сажаем на общий только на крышке! Шумы проклятые.
SMA на корпус не сажаем.! Всё в одной точке. Шумы проклятые!
На первом скрине видно подсоединение на плате RFкабеля 50ohm
Обратите внимание! Общие проводники генератора не идут на его корпус!
На крышке виден установленный из 2-х R11.
На последнем скрине показана аналоговая плата от 134-12.
В этой плате уже предусмотрена та стабилизация , которую мы делали сами немногим
раньше. Потом увидели в 134-12.
Что в этой плате ещё хорошо это то, что они на мониторинг полного прогрева
поставили логику. Она уже даёт сигнал на индикатор или исполнительное
устройство без лишней мороки.
Да. И ёмкость С4 на печке здесь приличнее. При нагреве как вкопаная.



Описывать в принципе нечего. Кажется, уже всё описал.
Напишу одно. Если бы была на сегодня потребность в
этих генераторах то я предпочел 134-10 только за
RF модуля с подстроечным конденсатором.
С последующей доработкой стабилизации на аналоговой плате.
В случае если куплен б/у 134-12, резистор на старте менять
и выносить за борт экранированным проводом.

Немножко вернусь назад в текст.
Я обещал показать не рабочий генератор .
И почему он умер?
Опишу, а затем выложу пару скринов.
Летальный исход видимо не был мгновенный.
Силовой транзистор (подогреватель) производитель посадил
не медный контейнер через слюдяную изолирующую прокладку
теплопроводным компаундом. Но фланец транзистора закрепил
с головкой в потай винтом 2.0мм . Использовав при этом
пластиковую втулку с проходным отверстием и конической посадкой
под винт в потай. Тело стенок практически очень тонкое.
От прогрева и времени втулка лопнула (раскрошилась).
Транзистор оторвался вместе с термодатчиком и компаундом.
Грел видимо долго. Я думаю больше 100*С.
Всё.



Продолжу. Я выше в тексте сделал акцент на сделанное нами отверстие
в кольце радиатора кварцевого резонатора. Оно необходимо как
китайцам рис. Как его сделать.?
Их будет три соосно. В плате, медном контейнере и кольце на резонаторе.
До всех переделок ещё не снимая плат необходимо в той точке которую
я указываю на первом ниже скрине сделать сверление диаметром 1-1.5мм
сверлом на пролёт через плату до медного контейнера. При этом на
контейнере должна остаться отметка ценра сверла.
Затем отпаиваем силовой транзистор, термодатчик и только тогда
отвинчиваем плату.
Далее аккуратно продолжаем сверлить уже отдельно контейнер вместе
с RF платой внутри его. Сверлить до тех пор пока не зайдём в алюминиевое
кольцо радиатора резонатора. Это будет видно по стружке. Как только дойдём
до этого момента- останавливаемся и разбираем всю конструкцию.
Сверление по возможности делать строго вертикально.
Очень маленькие допуски, можно испортить.
Снимаем кольцо радиатора с RF платы. Если сделана на ней хорошая
засечка (керн) от сверла , то в кольце, в этом месте, на глубину 2мм делаем сверление
сверлом диаметром 3.0мм. Для зонда термосенсора при настройке
температурной рабочей точки кварцевого резонатора.
В медном контейнере этим же сверлом проходим по сделанному вами отверстию
Здесь необходимо сделать небольшую направляющую фаску.
С фаской сенсор легче попадает на своё место.
В плате я вам рекомендую доводить сделанное Вами отверстие круглым
надфилем дабы сверлом не задеть рядом стоящий конденсатор!
Это всё по поводу этого отверстия. При сборке необходимо в него положить
до заполнения термопасту убрав воздушные пузыри.
Наперёд забегу. В это отверстие можно поместить новый (другой)
терморезистор с 5% и ниже отклонением. Не использовав штатный
хуже по точности. После этой процедуры 9 разряд не волнуется.
(NTC 100кОм 5% капля в стекле)
Это идеальное место для установки терморезистора!
Терморезистор здесь , если установите, не заливайте компаундом.
Вы не сможете в дальнейшем извлечь RF модуль.
Была практика....



Маленькая заметка. Установку RF модуля в контейнер произведите изначально
без термопасты и обратите внимание при зажатых винтах на присутствие полного
прилегания алюминиевого кольца к внутренней плоскости медного контейнера.
Дело в том, что винты зажима размещены не очень удачно. Они смещены в верхнюю
область кольца. При этом нижняя часть кольца может не поджаться в полной мере.
Разумнее было их сделать на линии диагонали .Если зазор большой то есть решение.
Когда это будет исправлено , только затем приступайте к сборке на термопасту.

Будет продолжение



Ребята привет!
Пост не закончен.
У нас следующее по пунктам Настройка и регулировка.
Но я бы вначале этого добавил немного о кристалле кварцевого резонатора.
У кристалла геометрия формы бывает различная так называемый *срез*.
Он получается при механической обработке кристалла.
В различных случаях применяют свой тип среза.
Я постараюсь написать простыми словами отходя ,где это можно, от академических терминов.
Думаю так будет понятнее.
Только мне нужно будет подготовить или найти пару графиков.
Всё это для того чтобы было понятнее как при поиске на *коленке* в домашних условиях найти и
определить термостабильную точку у кварца. Это то, что многие не могут сделать.
Определив и подогнав рабочую температуру нагрева кристалла резонатора в эту точку,
вы минимизируете дрейф рабочей частоты резонатора до паспортных его режимов.
В свою очередь дрейф будет зависеть от нескольких факторов, в первую очередь от типа среза и
качества его выполнения при механической обработки. Это то, что не под силу нам изменить.
Поэтому я упоминал в тексте о довольно хорошем резонаторе в этом генераторе.
И зелёная задавила когда хотел отправить горелый генератор в утиль.
Существует небольшой ряд типов среза. Но я не углубляясь напишу о двух типах – AT и SC срезе. У каждого из них своя ТЧХ (температурно-частотная характеристика).
И применяются они в различных конкретных случаях.
Если необходима стабильность кв. резонатора не высокая и более дешёвый вариант бытовой - в часах, игрушках и там где достаточно стабильности резонатора порядка приблизительно плюс –минус 20ррм. в диапазоне температуры от -25*С до +75*С (в быту) тогда используют резонатор с АТ срезом.



Применяются резонаторы с таким типом среза в термокомпенсированных генераторах ТСХО (температурная стабильность при применении термокомпенсации составляет 1 – 10 ppm).
С этим срезом я встречал и делал генераторы в термостатированном исполнении. Кристаллы
с этим срезом дешёвые и если их загрузить в термостат , то при определённых условиях
можно получить более - менее приличный генератор. Я постараюсь его найти и сделать
для вас скрины.
Глядя на ТЧХ АТ среза на графике видно два участка с подъёмом и спадом.
На их вершинах можно определить точку где с подъёма идёт на спад и её термостатировать. Но на практике этого не делают. Так как одна при низкой температуре а вторая на том участке, где это делать нецелесообразно и при этом ещё основная резонансная частота в обоих случаях будет термостатирована но со сдвигом. В первом случае около +20ррм во втором случае около -20ррм. При разработке РЭА учитывают покупателей из жарких стран. Где температура окружающей среды с учётом прогрева оборудования уходит далеко за предел на графике второй точки 45*С. Поэтому и не целесообразно.
Всё термостатирование кварцевых резонаторов как правило выполняется в пределах от 75*С до 90*С.


Теперь подойдём к нашему с SC срезом. Вот его мы и будем делать!
Немножко о нём.
Кварцевые резонаторы с SC-срезом имеют на своей ТЧХ узкий участок, на котором частота изменяется в пределах 2 ppm. Применяются такие резонаторы в генераторах с микроконтроллерной стабилизацией MCXO в термостатированных генераторах температурная стабильность составляет 1.1 – 10 ppb а в генераторах в двойным
термостатированием DOCXO температурная стабильность составляет 0.02 – 1 ppb.
Наш вариант ОСХО.

Немножко напишу на перёд. Не только поддержание супер точно температуры
на резонаторе, но и другие факторы влияют на стабильную работу резонатора.
Я уже об этом писал это геометрия кристалла при обработке. Это чистота материала
из которого выращен кристалл.
Для повышения температурной стабильности генератора применяются определённые схемные решения:
1. катушки индуктивности с малыми температурными зависимостями.
Катушки на керамическом основании с жесткой намоткой и катушки,
изготовленные методом вжигания серебряного слоя в керамический
каркас.
2. параллельно конденсатору контура с положительным температурным
коэффициентом емкости (ТКЕ) подключают другой конденсатор с отрицательным ТКЕ. В результате противоположного изменения емкостей параллельно включенных конденсаторов при изменении температуры общая емкость контура не изменяется.
Анализируя это ,если вы помните, зная об этом, я писал выше в тексте о том, надо осмотреться вокруг обвязки кв. резонатора. По возможности при ремонте руководствоваться определёнными правилами. Не навреди!
Индуктивность которая мною была изготовлена на замену сделана по правилам.
На керамике. Плотная намотка проводом 0.06мм с последующей заливкой компаундом.
Это прямо влияет на добротность. А там дело Ваше.
К этому можно ещё добавить -включение цепей термокомпенсации. Термокомпенсация может быть аналоговой с применением терморезисторов и датчиков температуры
или цифровой с применением микроконтроллера.
Термостатирование, т.е. помещение кварцевого резонатора и других
температурно-зависимых элементов генератора в термостат, в котором
поддерживается постоянная температура. Оно может
быть обычным или двойным. Двойное термостатирование – это когда
термостатированный кварцевый генератор помещается в термостат, в
результате чего итоговая температурная стабильность достигает ещё
больших значений. Вот это на нём и делал студент!

Едем дальше!
AT срез превосходит SC срез в широком диапазоне температур -60 *C до +100*C, но с худшими показателями по стабильности.



Но в узком интервале температур в районе 60-80*C уход частоты у SC среза будет гораздо меньше, в пределах ±1 ppm в диапазоне температур шириной приблизительно 20-25 *C.
Теперь ближе к телу!




Здесь на графике показана ТЧХ резонатора с SC срезом. Она будет всегда
одинакова на этом срезе только в идеале, когда соблюдены все геометрические
точности при обработке кристалла. Точнее выдержаны все условия включая чистоту материала.
Соблюдены все углы прирезки и т.д.



Но! На практике такого не бывает и всё это не постоянно, включая длительный режим
работы кристалла (деформация углов относительно кристаллографической оси).
Поэтому со временем необходима коррекция температуры нагрева вследствие смещённой
точки. Сделать их все одинаковые невозможно.
Для этого на производстве они проходят тех.контроль . Где и определяют
как один из параметров рабочую температуру для каждого индивидуально.
Учитывайте это при замене кварцевого резонатора включая тип среза!
В дальнейшем на каждый делают паспорт или сопроводительный лист на всю
партию, но на каждом будет номер. По номеру можно из сопроводительного
листа посмотреть его рабочий температурный режим.
Это видно из моих скринов и раньше на нашем Форуме я уже акцентировал внимание.
Похоже в ветки Ильи о рубидиевом стандарте.
Из графика запомните зелёную точку на спаде к дальнейшему подъёму. Там будет
ооочень небольшой прямой отрезок из этой кривой, который мы на *коленке* будем
искать и устанавливать в этой точке температуру подогрева. Держите этот кусок волны
из графика на уме.
Возможно я написал немножко лишнего, но я посчитал что только так я смогу подвести
к моменту настройки температурного режима кварцевого генератора.
Это осталось в мозгах ещё с 3 или 4 курса. Возможно что то написал не правильно.
Поправьте!
Я позже сброшу для Вас немного скринов с указанием рабочей температуры.

По этому графику немного позже. От него мы будем исходить.




Отвлекусь:

Так организовали термокомпенсацию ТСХО . Термосенсор в виде капли вплотную
с корпусом резонатора.



Очень хороший резонатор. 80.0Мгц основная частота. Я не представляю
насколько тонкий кристалл.

------------------

Это скрины двойного термостатирования Morion Double oven ultra precision OCXO MV89A.
Здесь на одном из скринов будет видно как я устанавливил технологический
датчик температуры рядом с родным для определения на тот момент реальной
рабочей точки температуры резонатора.
После длительной работы она сдвинулась.
На сборке этажерки будет написана рабочая температура и соответственно на
корпусе кристалла.



На мой взгляд не очень удачная модель с двойным термостатированием.
Есть гораздо лучше и долговечные.
Если найду файлы, то покажу один из лучших для нас по стабильности и шумам.


Пока всё.
Ещё не закончил.

Немного отвлекусь.
Нашёл папку с файлами одного из лучших,как по мне, генераторов.

Фото:




Разборка:



Пока всё.


Продолжу дальше.
Вернёмся к графику.



При включении кварцевого генератора в помещении с температурой 20-23*С с резонатором у которого SC- срез должно происходить то, что мы наблюдаем на графике от точки 20*С. Но так происходить не будет. Этому причина в прогреве и установки всех электронных компонентов генератора в свой расчётный температурный режим.
Чтобы повторить график необходимо отделить резонатор от плат с электроникой и
поместить его в термостат. Затем включить генератор в сборе для прогрева до расчётных величин. До этого генератор должен быть уже настроен на паспортную частоту.
В термостате начать не быстро от 20*С поднимать температуру. В этом случае мы получим то, что изображено на графике при этом контролируя частоту выходного сигнала. Этим экспериментом мы легко найдём эти две точки экстремума.
Дойдя до точек экстремума #1 и #2 (это короткие,очень короткие прямые линии) при дальнейшем меееедленном повышении
температуры показания частотомера будут замирать на точке экстремума. Или наоборот дисплей в небольших пределах
начнёт отсчёт в противоположную сторону от динамики движения показаний. Будут скачки туда сюда. Вот это и будет
в дальнейшем наш ориентир.
Точка #1. Эту точку принято называть *Максимум*. Точка #2. Эта точка *Минимум*.
Что бывает реально на практике?
При включении генератора в нашем случае ISOTEMP, на дисплее частотомера
частота генератора будет примерно 10.000,150,xxx,- - -.
В результате прогрева частота начнёт быстро снижаться до паспортного значения.
В результате точку #1 экстремума мы проскочим и не заметим. Об этом будет написано
ниже. А вот вторую точку мы будем наблюдать при определённых условиях, довольно отчётливо на дисплее частотомера.
На практике принято настраивать термостабилизацию температуры резонатора с SC срезом в точке экстремума #2. Почему???
Как пример. Точка #1 находиться в зоне приблизительно 60*С. С учётом местонахождения прибора в жаркой зоне, в полевых условиях без конденционирования помещения , с учётом его внутреннего прогрева мы легко преодолеем температуру в 60*С. Естественно получиться перегрев генератора. Смысл первой точки отпадает.
Её можно настраивать только для арктического варианта. Где заведомо не будет
температуры выше 20*С. К примеру в GPS системах. Тогда расход потребляемой
энергии на прогрев резонатора до точки #2 (80*С и выше) становиться не нужен. Это важно
если автономное питание на АКБ. Так иногда делают.

При той настройке которую я буду описывать у нас , как Вы поняли, не будет восходящей
линии графика от 20*С до зоны 60*С. Будет плавно вниз сходящая линия до зоны приблизительно
60-70*С. Так как ppm у нас с плюсом. И мы попадём в зону *В* Я уже описал почему.




Что необходимо нам для настройки.
1- хорошая стабилизация питающего напряжения, желательно двойная.
Короткие проводники с хорошим сечением которое не допускают просадки
напряжения.
2- частотомер с разрешением как минимум 8 знаков после запятой при длительности
времени пересчёта импульса 0.25- 0.5 сек.
3- вольтметр с пределом до 20в и при этом три разряда после запятой. Он будет
контролировать внешнее напряжение на варикапы 4.000-4.800в (VFC).
4- коаксиальную проходную нагрузку 50Ом. Если в частотомере не предусмотрен
вариант с включением входа 50Ом.
5- (важно) миллиамперметр с режимом измерения до 1000Ма. При этом была
возможность наблюдать до 1Ма. Он должен быть включен в цепи питающего
напряжения короткими проводниками с хорошим сечением. По нему будем
контролировать момент включения подогрева и момент его остановки.
Как дополнение можно добавить ещё один вольтметр на питающее напряжение.
Я понимаю, что это не все могут обеспечить. Тем не менее я продолжу.
В идеальном случае это частотомер с 9-ю разрядами после запятой.
Тогда он перекроет паспортные данные ISOTEMP. И очень легко можно
наблюдать динамику показаний в точке экстремума.
Если это мне необходимо я включаю Fluke PM6680.
Он позволяет решать эти задачи. Использую либо его внутренний опорный
нами установленный с точностью до 11 знаков, либо внешний RB стандарт как
опорную для Fluke. Тогда больше 11.



Промежуточный стабилизатор для двойной стабилизации.



В роликах и скринах которые я выложил пользовался Vawetek 905. На его внутреннем опорном генераторе который нами установлен вместо штатного. Это видно на дисплее. Когда подключается внешний опорный на дисплее это отображается.
Vawetek 905. Это копия Fluke PM6685.



Работа безупречна. И ещё очень хорошо, что
он не теряя своих функций может работать от внешнего источника питания .
С довольно небольшим потреблением энергии.
При отключении сетевого напряжения он уходит на резервный . Не теряется его
длительный нагрев внутреннего опорного генератора. АКБ 55Ач хватает более суток.
На его скрине, над входным разъёмом нами установлен индикатор мониторинга нагрева. Горит зелёный это
значит всё в норме. При красном замеры не делаем до прогрева.

Немного отвлёкся от наших баранов.
Теперь дальше.
Если Вы внесли в генератор Isotemp изменения и сделали на физическом уровне
профилактику тогда это хорошо.
Вам необходимо замерять выпаянный резистор из контроля нагрева на аналоговой плате
и установить точно такой параметр сопротивления на подстроечном резисторе R11 из
двух составленных. Если их распайка будет сделана как это показано на скрине с крышкой генератора, тогда будет следующее. При вращении оси подстроечника по часовой стрелке- температура прогрева будет увеличиваться. И наоборот.
Вам необходимо распаять и установить в среднее положение подстроечные резисторы
для установки напряжения на варикапы. Пользуйтесь тем же алгоритмом- вращение
оси по часовой, значит повышение.
Сделайте полное подключение генератора в сборе и подайте необходимое напряжение.
После 15-20-и минутного разогрева проверьте на выходе сигнал осциллографом с
подключенной коаксиальной нагрузкой. Напряжение выходного сигнала должно
быть паспортным. Если оно отличается от него, то резистором на RF плате установите
требуемое. В модели 134-12 это можно сделать не извлекая RF плату из медного
контейнера. На контейнере предусмотрено отверстие напротив резистора для
его регулировки. В модели 134-10 этого отверстия нет.
Сигнал на выходе достаточно большой и чтобы его для ваших целей в последующем
не гасить АТТ это можно делать этим резистором на RF плате, вдобавок вы лишаетесь
ещё части шумов.
Дальше. Установите резисторами напряжение на варикапах в паспортной зоне.
Сначала грубо (10Ком) затем точно(1Ком).
Затем подстроечным воздушным конденсатором не металлической отвёрткой установите паспортную частоту.
Проверьте при этом Ваш частотный люфт на конденсаторе при 6 полных оборотах.
Запомните и верните настройку конденсатора на паспортную частоту кварцевого
генератора. Если Вы это всё сделали то можно приступать к поиску экстремум
точки #2.

Пост не закончил. Осталось немножко.

Пара вопросов- наступил на грабли с поиском точки экстремума из за влияния ТКЕ конденсаторов, включенных в цепь кварцевого резонатора. Может предложите, как их согласовать или подобрать?
Второе- по поводу подстройки частоты переменным конденсатором, а не варикапом и многооборотным резистором- многие подстроечные конденсаторы имеют большой микрофонный эффект и генераторы не проходят потом вибротест ( на спектре генератора при вибрациях видны боковые частоты, отстроенные от основного тона на частоту вибраций). Поэтому для бортовой аппаратуры применяли генераторы с многооборотным резистором. Хотя можно найти переменные конденсаторы, малочувствительные к вибрациям, но мне только западные удавалось найти, типа таких= тут ротор имеет пружинную щель, которая убирает люфт в резьбе.

Добрый день!
Немного скринов.
Мониторинг нагрева кварцевого генератора в готовом устройстве.
На передней панели. Над входами установили платку с индикацией.
Сигнал на неё берём с выводов OVEN MONITOR на брюхе генератора.
Первые два скрина это на дежурном режиме прогревается частотомер.
Зелёное свечение индикатора над разъёмом говорит о том, что частотомер прогрет.
На вторых двух скринах идёт прогрев во включенном состоянии частотомера.



Это образцы боксов, в которых обычно происходит процедура поиска точки.




На одном из них предусмотрена в крышке возможность отвода проводов и датчика.
В нашем случае с ISOTEMP мы обойдёмся без него.
Дело в том ,что он имеет очень массивный медный контейнер и хороший подогрев.
Частота относительно хорошо держится даже вне корпуса.
Мы будем с ним использовать в период настройки обычную фибровую салфетку
для протирки дисплея монитора как покровной материал.

Эта процедура настройки рабочей температуры для кв. резонатора с SC- срезом
будет применима и для других кварцевых генераторов .
Немножко из практики. Стараюсь приобрести кварцевые генераторы
у которых рабочая точка #2 попадает в пределы 80*С. в этом случае он не
очень горячий а это прямо отражается на моторесурсе и времени повторной юстировке.
Выше на скринах с OCXO MV89A видно два кварцевых резонатора на крышках
которых указана рабочая температура. На одном из них температура 91*С.
А были такие в руках с 96*С. Это реальная печка, почти температура кипения.!!!
Поэтому когда их вскрываешь, то смотришь сразу ёмкости.

Теперь о настройке. Она простая.
О подключении кв. генератора и наличие измерительных приборов я написал.
Поэтому делаем следующее:

Извлекаем генератор вместе с распаянной крышкой из корпуса.
Укладываем перед собой салфетку вдвое с возможностью в последующем
запеленать ею только контейнер с электроникой без крышки с отводами
для подключений. Располагаем контейнер, через небольшой кусочек пенопласта,
на салфетке чтобы отверстие для регулировки воздушного конденсатора находилось слева от крышки.
Для него должен быть доступ. Салфеткой запеленать так, чтобы при его регулировки минимум
открывать контейнер.
Длинна штатных проводов позволяет это сделать. Электроника сверху.
В нами подготовленное отверстие с термопастой помещаем зонд термосенсора
Вашего измерителя температуры. Фиксируем . Рядом с ним у меня проходит RF
кабель. Я просто ниткой подвязываю к нему, при этом капля датчика должна
уверенно упираться в дно отверстия!!! За этим следите.
!!! отключаем штатный NTC термодатчик на плате. Отключаем тот его контакт, который
идёт на ОУ. Зачехляем его кембриком дабы он нигде не подомкнул при накрытии
салфеткой.
Делаем распайку его штатного подключения согласно PDF или если Вы изменили
распиновку на крышке тогда по Вашей распиновке.
На крышке Вы установили R11. К нему должен быть доступ для регулировки.
Помните ! Ось вращаем по часовой- прогрев больше и наоборот.
Дисплей измерителя температуры расположите так, чтобы была возможность
наблюдать на нём данные одновременно с показаниями частотомера! У Вас будет не очень
большой отрезок времени(1-2сек максимум) нахождения температуры в точке #2 и Вы
будете должны успеть это выхватить и записать показания с дисплея термометра.
Если вы не успеваете выхватить этот момент , сделайте корректировку работы транзистора нагрева
в меньшую сторону. Процесс будет проходить медленнее. Наверняка успеете.
На частотомере должно быть установлено время пересчёта 0.25сек.
Перед включением кв. генератора частотомер должен быть хорошо прогрет.
Термометр желательно с сотками. Хотя у меня с десятками.

Подаём питание на кв. генератор. Контролируем ток потребления.
В этом случае он будет максимальный в пределах 600мА и не будет сильно изменяться
до окончания процесса ввиду того, что NTC нами отключен.
В процессе прогрева кристалла резонатора и электроники генератора частота
показаний на частотомере будет снижаться. Внимательно следите за процессом
по показаниям термометра и текущей частоты. Особенно после 70*С. Если SC –срез.
В какой то период ближе к 80*С или за ней (зависит от кристалла) показания на частотомере замрут или будут хаотично прыгать в большую и меньшую сторону. Это будет очень короткий отрезок времени который зависит ещё от интенсивности нагрева!
В этот период Вы должны будете зафиксировать и записать показания термометра!

Даём генератору полностью остыть.
Далее делаем контрольное включение. Можно несколько раз.
Если вы уверены, что это вы на точке то поступаем следующим образом.
Штатный NTC припаиваем на своё место. Датчик температуры Вашего термометра
не снимаем. Проверяем его физический контакт с телом радиатора.
Резистор R11 который установлен на крышке вращаем влево против часовой
стрелки на минимум нагрева.
После полного остывания кв. генератора вновь его включаем. Не забудьте убрать
коррекцию на транзисторе нагрева если Вы это сделали! Следим за
показаниями амперметра при нагреве резонатора. Теперь с прогревом будет
снижаться ток потребления. Следим за показаниями термометра.
Помните , что R11 у Вас на минимуме прогрева. Когда прогрев достигнет этой
отметки упадёт ток на амперметре и зафиксируется на определённых показаниях.
Но он будет периодически возрастать и снижаться. Это хорошо! Термостат работает.
После нескольких периодов колебаний амперметра можно начать установку рабочей
температуры резонатора. Её вы должны были считать с показаний термометра и записать.
Начинайте за несколько циклов до успокоения амперметра подводить температуру на кристалле .
Вращайте не спеша по часовой стрелке R11. Бывали случаи что его номинала не хватало.
Тогда скорректируйте вторым резистором в его цепи необходимый номинал.
Как правило после установленной резистором R11 температуры более 70*С вы находитесь
на спаде волны (на графике) где то в зоне *В*. При вращении резистора на повышение
температуры частота будет снижаться. Правильным путём идём товарищи! Постарайтесь
конденсатором частоту подгонять ближе к паспортной. Проконтролируйте и установите
до подводки частоты конденсатором параметр на варикапах 4.400в VFC.
К Вашей записанной циферке подходите не спеша. Давайте амперметру успокоиться. Это важно!
Это гарантия что вы уже подвели немножко. Процедура не быстрая.
Подходя к записанной Вами температуре немножко можно пройти вперёд в большую
сторону с учётом того, что мог не плотно прилегать датчик термометра к радиатору
во время контрольного замера. Но! В любом случае необходимо прийти к моменту
когда показания частотомера не будет изменяться и как у меня на роликах
хаотично в этой зоне показывать. Без уверенного смещения в ту или иную сторону.
Это всё!
После сборки кв. генератора проверьте его работу.
Точку можно установить точнее если установить меньший номинал
подстроечного резистора R11.
Ось резистора R11 10ком, в моём случае, необходимо вращать при подгонке температуры максимум на четверть оборота. Сотка градусов играет роль!

Немного добавлю.
Есть конструкции кварцевых генераторов у которых резистор установки
температуры выведен для корректировки без вскрытия генератора.
Вы можете воспользоваться этим.
Снять генератор. Сделать ему штатное подключение не забыв за коаксиальную
нагрузку. В цепь питания включить амперметр. Поворотом этого резистора по возрастанию тока потребления определить направление вращения резистора
для увеличения или уменьшения температуры. Увести резистор на минимум
подогрева. Вы как правило остановитесь после первой точки в зоне *В*.
Начинайте проделывать ту процедуру, которую я описал.
Первым признаком что Вы правильно идёте будет следующее.
При повышении вами температуры частота начнёт снижаться.
Но бывает такое, что номинала переменного резистора уже не будет хватать.
В следствии плохого физического контакта резонатора с плоскостью нагрева.
Как вариант подсохла термопаста. Либо точка #2 сдвинулась в область
больших температур и Вы уже в совокупности проблем не можете достать!
Тогда разборка.
Если всё получается , тогда Вы медленно можете подойти к точке #2 . Если Вы её
проскочите, то обязательно зайдёте в зону *С*. Возвращайтесь.

Как пример. Реанимированный генератор для дальнейшей установки в оборудование.
Но в этом кв. генераторе в полость Алюминиевого контейнера где находиться
резонатор дополнительно помещён элемент нагрева. Он используется для
дежурки. Температура подогрева им 60-65*С. Отводы видно на брюхе 30Ом.



Спасибо Администрации Форума за предоставленный мне ресурс!


p.s. Теперь всё.
Я постарался восстановить свой пост с фотографиями.
Они могли попадаться дважды т.е. дублироваться. Не пинайте.
Хуже если бы не хватало.
Творческих удач всем Вам и с Новым годом!