Кварцевый генератор с использованием 7404 нестабилен

При использовании устройства Saleae вам нужно быть осторожным с тем, что оно берет образцы , а не непрерывные измерения. На частоте 24 МГц он берет выборку каждые 41 нс или около того. Период для ваших часов 3,686 МГц составляет 271 нс. Я ожидаю увидеть некоторое сглаживание, поскольку соотношение между ними составляет 6,6: 1.

Осциллограф был бы лучшим вариантом проверки.

Это просто для того, чтобы научить вас, почему ваш генератор TTL не работает в этом резонансном режиме серии Пирса, вы должны увидеть, как работает TTL.

Исправления

• измените 100 пФ на 10 нФ, чтобы устранить фазовый сдвиг на 3,5 МГц
• добавьте вход 2,4 кОм к земле, чтобы вытянуть выход >> 2,0 В к 2,4 В (опция)

Импеданс 100 пФ слишком высок и = 1 кОм при 3,5 МГц, поэтому вы дважды получаете плохой фазовый сдвиг 45, а неинвертирующий контур больше не находится в фазе, чтобы удовлетворять критериям Баркгаузена для колебаний. (Av> 1 при 0 град. .)

Это конструкция инвертора TTL 7404 с двумя резисторами, добавленными на вход и соединительную крышку.

Позже они изменили токи, номиналы резисторов и методы смещения с помощью диодов Шоттки, но соотношение токов всегда было 10:1, а входной порог всегда был/есть 2 падения на диоде или падения Vbe = 1,5 В +/-0,1 в зависимости от тока смещения и температуры. .

Параллельные резонансные XTAL OSC или XO лучше всего использовать с КМОП с частотой до 20 МГц, а последовательные резонансные транзисторные XO выше этой f, чтобы избежать чувствительности к паразитной емкости.

Я посмотрел дизайн старого компьютера Z80 80-х годов (mc CP/M-Computer). Он также использовал осциллятор с 7404 вентилями:

Используемый там конденсатор 10 нФ. Поэтому я думаю, что значения в диапазоне пФ слишком малы.

У вас есть последовательный резонансный генератор, а кварц предназначен для использования с параллельным резонансным генератором, поскольку для него требуется нагрузочная емкость 20 пФ. Либо замените генератор на параллельный резонанс, либо замените кварц на тот, который предназначен для последовательного резонанса.

У меня кварц на 2 МГц, а на 4 МГц, а не на ваши 3 с лишним МГц. С нечетными контактами на макетке я сначала не смог заставить работать вашу схему, но у меня есть почти как у вас, только тот конденсатор вообще убрать. И он отлично работает каждый раз без этого конденсатора.

Когда я использую 100 пФ, я получаю очень грязный сигнал на 2 МГц. Если я увеличу емкость до 10 нФ, как кто-то предложил, это выглядит лучше. Но затем, чем выше емкость, на частотах МГц, тем больше она приближается к тому, что емкость вообще отсутствует.

Один из комментариев под моей предыдущей версией этого ответа сказал, что моя схема здесь не работает, но она работает, у меня просто были неправильные настройки аналогового прицела, поэтому я измерил частоту в 4 раза выше. Но это была всего лишь ошибка оператора-новичка.

Честно говоря, не вижу смысла во всей этой лишней ерунде, если вот это работает гораздо надежнее и проще. Нет конденсаторов, чтобы беспокоиться о частоте.

^{смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab}

Я не знаю, почему все показывают более сложные и трудные для работы схемы. Возможно, это как-то связано с износом кристалла.