Génération signal basse fréquence pilotage horloge

[vax]

JCS t'es trop fort j'allais vous parler des horloges sur base du 50Hz !!!!

Je ne sais pas si EDF se débrouille pour avoir toujours le même nombre d'oscillations par 24H, mais j'ai entendu dire qu'il tiennent à jours la moyenne de la fréquence à 50,0000000Hz (plus ou moins un zéro je vous l'accorde )

 

[vax]

JCS t'es trop fort j'allais vous parler des horloges sur base du 50Hz !!!!

Je ne sais pas si EDF se débrouille pour avoir toujours le même nombre d'oscillations par 24H, mais j'ai entendu dire qu'il tiennent à jours la moyenne de la fréquence à 50,0000000Hz (plus ou moins un zéro je vous l'accorde )

Pour ce que vous appelez la "petite seconde" les pointilleux parlent de recalage en "dixième de seconde T.U.C" et quand on est allé trop loin (à force de décaler d'un dixième) on intègre une "seconde intercalaire".

Les gars vous me faites replonger (au sens propre et au sens figuré !!!!!). Je faisait tout ça 300m sous les océans... Et là pas de recalage (70 jours en immersion)... Il fallait surveiller "la bête" tous les jours, voir comment allaient les 4 sources au césium et interpréter ce qu'en donnait l'horloge (l'horloge synthétisait un signal issue de l'étude des dérives des 4 sources au césium de référence). Surveiller la température de l'eau de climatisation n'était pas une hérésie !!!!!!! Loin de là....

 

[tronix]

Pour le schéma ci-dessus, c'est le gros condensateur avec la résistance ajustable qui permet de transformer un signal basse fréquence 0/5V en impulsions courtes et dont le courant est inversé à chaque transition : charge puis décharge du condensateur. C'est un montage classique que j'ai déjà vu dans des réveils.
La fréquence secteur est très stable car cela conditionne le bon fonctionnement de tout le réseau européen interconnecté. Toute dérive de fréquence correspond à une différence entre ce qui est produit et ce qui est consommé, aussi vite compensée. Les réveils et horloges synchrones (simple moteur identique à ceux des programmateur de machine à laver, avant les versions électroniques, le moteur pourrait tourner dans les deux sens, de façon aléatoire au démarrage, s'il n'y avait pas un dispositif mécanique pour forcer la rotation dans le bon sens) étaient fréquents avant la banalisation du quartz qui a rendu ces systèmes moins intéressants

 

[JCS]

Pour le schéma ci-dessus, c'est le gros condensateur avec la résistance ajustable qui permet de transformer un signal basse fréquence 0/5V en impulsions courtes et dont le courant est inversé à chaque transition : charge puis décharge du condensateur. C'est un montage classique que j'ai déjà vu dans des réveils.

Ça peut peut-être aller pour un moteur Lavet de pendule de cuisine (à vérifier), mais il m'étonnerait fort que cela fonctionne pour une réceptrice qui demande, il me semble, une intensité d'environ 65 mA pendant au moins 300 ms, pour que l'aiguille avance avec une marge de sécurité suffisante pour ne pas rater des impulsions.

@+

JC.

 

[tronix]

Oui, la méthode du condensateur ne permet pas un contrôle aussi précis et fiable du courant. Aujourd'hui, on peut facilement faire mieux.

 

[JCS]

Ici ma première horloge mère électronique fabriquée il y a une vingtaine d'années et qui fonctionne toujours :

Ici une des dernières que j'ai réaliser :

Ici quelques pages web, concernant les horloges Brillié et autres, dont j'avais totalement oublié l’existence :

http://sulka.fr/brillie/

@+

JC.

 

[tronix]

Comme je devais travailler sur mon module GPS, j'en ai profité pour faire quelques mesures.
Démarrage du test vers 20h07 (dommage, l'heure n'est pas sur la copie d'écran).
En haut, signal PPS, en bas, signal généré par le module.
Décalage initial : 35ms (après quelques redémarrages du module pour avoir un décalage initial pas trop grand)

Vue plus large des signaux quelques instants après.

Après un peu plus d'une heure, le signal de mon module a pris un peu de retard : 4.2ms

Au bout de deux heures le retard s'est accentué 8.4ms (43.40ms - 35ms)

Donc, en gros, en 7800s, le module a pris 8.4ms de retard. Soit environ 1ppm. Au delà de ce que j'espérais avec un oscillateur standard.

Même en prenant une marge de sécurité (dérives en température), c'est plutôt bon. L'oscillateur de meilleure qualité ne donnera peut-être pas beaucoup mieux en court terme mais peut permettre d'espérer une bonne fiabilité à long terme. A suivre, quand j'aurai le bon modèle.

Demain, je ferai une photo du module !

1ppm : 2.6 secondes par mois

 

[Barbidou]

Bonsoir Tronix,

Par curiosité, regarde la précision de la base de temps de ton oscillo...

 

[tronix]

La précision est donnée par le signal pps. La précision de la base de temps de l'oscillo n'a pas une grande importance ici, elle est largement suffisante, elle ne sert qu'à mesurer la variation par rapport à un signal de référence de précision nettement plus élevée. Même en prenant la précision de la base de temps aussi mauvaise que 0.1% (c'est un quartz, elle est meilleure en réalité, vérifiée d'ailleurs sur le signal intermédiaire à 1kHz mesuré avec une excellente précision), cela ne change rien. D'ailleurs, j'ai pris à la louche 35ms au départ et 43.4ms après deux heures, cela suffit. Ceux qui doutent retiendront 10ms en 2 heures... De toutes façons, ce n'est valable que sur mon proto, il faut faire la mesure sur plusieurs modules faits avec le bon modèle d'oscillateur et sur une période plus longue.
Je rappelle que le signal pps vient du gps, et qu'il n'y a aucun lien entre le signal pps et le module générant le signal du dessous. La différence de fréquence crée un glissement à l'affichage, d'autant plus rapide que la différence est grande. Ici, il n'est perceptible qu'après plusieurs dizaines de minutes et pour se chiffrer alors en ms...
Un montage simple, sans réglage mais en ne prenant pas les composants au hasard, peut donner une précision suffisante pour l'horlogerie ! Mais il en faudra certainement plus pour convaincre !

 

[Barbidou]

D'accord!
Je n'avais pas percuté que tu comparais à une référence externe. Dans ce cas, on se fout de la précision du scope!
Je ne devrais pas écrire passé une certaine heure!

De toute façon, il n'y a pas à tortiller ton montage est forcément bon. Un oscillateur donné pour 2,5 PPM sur -30°C/+85°C fera obligatoirement beaucoup mieux sur un essai de quelques heures avec une alim stable et une température quasi constante à 25°C.

Et tu peux faire encore mieux avec le même schéma : En prenant un oscilateur TCXO, tu peux facilement descendre à 0,5 PPM, mais c'est un peu plus cher (autour de 30€ la bête) et avec un OCXO, tu peut descendre à 5 PPb (0.005 PPM)! Mais là, l'animal affiche plutôt 200€...

 

[tronix]

Un peu plus haut je disais justement que l'oscilloscope seul était totalement insuffisant pour vérifier la précision. Avec un signal de référence, sa précision n'a pas grande importance, un vieux modèle analogique suffirait.
Ici, j'ai pris un oscillateur standard que j'avais dans mon stock. Je m'attendais plutôt à 10ppm, mais la précision donnée par le fabricant couvre toute la plage de température et d'alimentation. Je vais essayer la référence donnée un peu plus haut avec normalement une précision et une stabilité meilleures, pour un prix à peine plus élevé. Ce qu'il faut surtout retenir, c'est qu'un oscillateur à quartz réalisé à partir de composants discrets (indépendants) est moins bon qu'un oscillateur intégré. L'oscillateur intégré ne nécessite aucun réglage et sera plus stable car mieux conçu, calculé et contrôlé en fabrication.

 

[tronix]

Quelques nouvelles, à défaut de photos !

J'ai fait un test longue durée de mon montage avec un oscillateur standard dont la précision garantie n'a rien d'exceptionnelle. Précision mesurée : 1.25ppm, trop lente.
Même test fait sur une horloge à bas prix achetée il y a quelques années : 1ppm, trop rapide ! Sur ce coup JCS a gagné
La conclusion temporaire est que les deux solutions donnent des précisions comparables. Mais j'espère bien avoir le dernier mot avec l'autre référence d'oscillateur .
Je pense faire une commande Mouser cette semaine, je ferai alors l'essai.
Pour la facilité d'approvisionnement (il suffit souvent de chercher dans la maison...), la solution JCS est très intéressante et donne une précision déjà difficile à battre.
Pour piloter une horloge Brillié, il suffit de modifier un peu le programme et de faire un petit étage de sortie. A suivre aussi.

En revanche, j'ai été étonné du prix de ces horloges en occasion. Visiblement, c'est un peu comme les Jielde (j'en ai donné une pour m'en débarrasser il y a une dizaine d'années ). Pour faire un test c'est un peu cher, et pour avoir l'heure, j'ai mieux...

J'ai bien sûr été excessif sur le DCF77. D'ailleurs, il y a eu un très bon article dans Elektor de janvier 2012, rédigé par http://www.marvellconsultants.com/. Celui-ci corrige un défaut commun à beaucoup de modèles du commerce, le jitter du signal de seconde. Evalué avec un signal issu d'un GPS, qui est la référence privilégiée... Donc, le DCF77 peut donner de très bons résultats, si on est à une distance raisonnable. Mais quand on voit le prix d'un module GPS, la qualité du signal résultant et la possibilité de recevoir quasiment partout si on peut mettre une antenne extérieure avec un champ de réception pas trop encombré, c'est la plupart du temps la solution la plus pratique. Marvell a aussi fait un module recréant un flux DCF à partir d'un récepteur GPS, ce n'est pas sans raison !

En attendant de faire un post plus détaillé : oscillateur de 10MHz reçu, avec des spécifications meilleures sur le papier. Et pas que sur le papier, un premier test donne 0.2ppm de dérive par rapport au signal de référence fourni par le gps. Soit 3 secondes sur 6 mois. Avec 2 composants pour un coût de moins de 4€, et sans aucun réglage !