Нужна помощь в создании и отладке схемы CLK 8 МГц

Я хочу создать схему генератора CLK, которая будет работать на частоте 8 МГц. Я следую этому дизайну (из http://www.electronics-tutorials.ws/oscillator/crystal.html ):Цепь генератора CMOS

Мой кварц 8 МГц HC49/US с емкостью 20 пФ, как описано на сайте, где я его купил.

Я использую R1 = 10 МОм, R2 = 1 кОм, а что касается C, наименьшее значение, которое у меня было, было 150 пФ, поэтому я использовал 6 из них последовательно, что должно дать 150/6 = 30 пФ. Мой инвертор представляет собой 6-входовой буферный вентиль НЕ от TI (cd40106b), я использую два его вентиля для схемы (AMP + буфер).

После подключения всего этого и подключения моего (на базе ПК) осциллографа я увидел, что получаю сигнал только 1,5 МГц, что было очень далеко от прямоугольной волны, которую я ожидал, - больше похоже на треугольную форму волны. Затем я удалил кварц из схемы, и форма волны осталась прежней, поэтому я, очевидно, делаю что-то не так, поскольку я просто вижу колебания RC-цепи. Я заменил кристалл двумя другими и получил те же результаты. Затвор НЕ должен быть достаточно быстрым для этой схемы, работая при VDD = 5 В, время перехода обычно составляет 100 нс и до 200 нс, и я не близок к этому с моими результатами.

Я думаю, что использую правильные значения для R2 и C, но я не уверен. Как рассчитать правильные значения R и C для моей схемы? Может ли это быть причиной такого поведения? Я также пытался собрать схему с использованием CD4060 (счетчик), как в комментарии.

чтобы увидеть, не связана ли проблема с инвертором, но я все еще не могу получить входную частоту 8 МГц. Что я могу сделать для дальнейшей отладки этого?

4060 cricuit, за которым я следил: hackersbench.com/Projects/1Hz
Как вы соединили это? печатная плата? Макет? Какова полоса пропускания вашего осциллографа?
Может быть хорошей идеей получить меньшие колпачки. 30 пФ может быть слишком много. Кроме того, если вы строите это на макетной плате, не делайте этого. Заставить кварцевые генераторы работать на макетной плате сложнее, чем вам хотелось бы.
Не могу найти микросхему инвертора, на которую вы ссылаетесь, в Google среди первых 10 запросов на языке, который я могу читать. Вы уверены в номере? В противном случае (<- это слово, заткнись), пожалуйста, дайте ссылку.
Извините - в сообщении ошибка, я использую инвертор TI cd40106b: ti.com/lit/ds/symlink/cd40106b.pdf
И да, я использую макетную плату - почему это проблема? Я не понимаю, как я могу так легко играть с конденсаторами/резисторами без макетной платы - это часть более крупного проекта. Я планировал использовать печатную плату, когда у меня будет стабильная схема.

Ответы (1)

Обычная рекомендация для генератора Пирса состоит в том, чтобы использовать стандартные инверторы без буферизации, т.е. не входные инверторы с триггером Шмитта. Инвертор должен работать в своей линейной области, что практически невозможно при использовании триггера Шмитта. Попробуйте TI LVC1GU04.

Я подозреваю, что схема содержит типичную небрежность в Интернете. Первый инвертор не предназначен для использования в качестве триггера Шмитта, о чем свидетельствует тот факт, что 2-й инвертор так помечен. Но создатель был небрежен и использовал один и тот же символ для обоих.
Привет, спасибо, я ищу пакет DIP, поэтому я поищу digikey. Но я все еще не понимаю, почему это проблема?
Я смотрю на это: CD74HC4049E ti.com/lit/ds/symlink/cd74hc4049.pdf Но я не уверен в его сроках. Я ищу работу на 3,3 В, так что вы думаете, что это будет достаточно быстро для 8 МГц? Я думаю, что я могу использовать его также в качестве буферной схемы вместо триггера Шмитта (я действительно предпочел бы использовать только одну микросхему, а не две), верно?
Вот тоже вариант: 74AC11004 ti.com/lit/ds/symlink/74ac11004.pdf выглядит быстрее, но больше и дороже.
Инверторы обычно работают в цифровом режиме - логическая 1 на входе, логический 0 на выходе и т. д. В вашей схеме R1 заставляет инвертор работать как линейный усилитель с высоким коэффициентом усиления, чтобы обеспечить усиление, необходимое для генерации. Однако входной инвертор с триггером Шмитта не может работать в качестве линейного усилителя и не будет корректно работать в этой схеме. Первоначальная статья в учебниках по электронике, в которой показан инвертор с триггером Шмитта, была ошибочной. Вы уже убедились в этом, сняв кварц, схема по-прежнему колеблется на частоте 1,5 МГц.
Без кристалла схема теперь выглядит как стандартный прямоугольный генератор, который лучше всего работает с инверторами триггера Шмитта. Возможно, вы сможете понять, почему он колеблется на частоте 1,5 МГц.