Современная электроника №5/2022

ПРОЕКТИРОВАНИЕ И МОДЕЛИРОВАНИЕ 39 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 5 2022 Рис. 8. Внешний вид рабочего места для измерения очень малых величин кратковременной стабильности Рис. 9. Габаритный чертёж ГК336R-ТС в аппаратуре технически это вполне допустимо (при обработке сигнала это всё можно учесть) и даже будет иметь свои преимущества: меньше вероят- ность биения частот. Чтобы обеспе- чить номинальную частоту, кварце- вые элементы резонаторов доводят до нужной толщины, стравливая или допыляя электроды. Это, конечно, вли- яет на качество металлизации кварце- вого элемента. Отказ от этой техноло- гической операции помогает немного повысить уровень стабильности. Откло- нение частоты генератора от номина- ла при этом существенно расширяет- ся и составляет примерно несколько сотен 10 –6 . Измерение кратковременной неста- бильности генераторов в 10 –14 знаках также требует специального подхода. Во-первых, мы максимально устраня- ем влияние дестабилизирующих фак- торов: ● генератор перед измерением нахо- дится во включённом состоянии на измерительном стенде несколько ча- сов, чтобы максимально устранить влияние старения. При этом чем боль- ше требуемое время наблюдения, – тем дольше генератор должен про- греваться; ● генератор при измерении помеща- ется под специальный колпак, чтобы устранить влияние изменения темпе- ратуры. Само помещение максималь- но изолировано; ● сам измерительный стенд располо- жен на специальном виброустойчи- вом рабочем столе. Во-вторых, накладываются серьёзные требования к помещению, окружающей обстановке, соединительным кабелям и, конечно, к приборам для измере- ния. На рис. 8 представлен внешний вид измерительного места. В-третьих, в качестве опорного гене- ратора выступает такой же кварцевый генератор с сопоставимой кратковре- менной стабильностью. При этом ста- новится необходимо учитывать вклад опорного генератора в результаты измерений. Если кратковременная стабильность опорного генератора известна, то можно вычислить кратко- временную нестабильность измеряемо- го генератора по следующей формуле: , где σ у – результат измерения на опор- ный генератор, σ уREF – кратковременная нестабиль- ность опорного генератора, σ уDUT – кратковременная нестабиль- ность измеряемого генератора. В случае если кратковременная нестабильность опорного генератора неизвестна, используется метод трёх генераторов [4, 5]. Его суть заключает- ся в том, что попарно проводятся три измерения между каждым из генера- торов. Тогда кратковременную неста- бильность для каждого из трёх гене- раторов можно найти по следующим формулам: , где σ у12 – результат измерения между 1 и 2 генераторами, σ у13 – результат измерения между 1 и 3 генераторами, σ у23 – результат измерения между 2 и 3 генераторами. В процессе производства мы отбира- ем опорные генераторы с очень малы- ми кратковременными нестабильно- стями. Величина их нестабильности определяется методом трёх генерато- ров, при этом берётся несколько три- ад. Величина нестабильности отобран- ных опорных генераторов измеряется каждые полгода. На сегодняшний день нашим самым стабильным прецизионным генерато- ром является ГК336R-ТС, в нём учтены все описанные выше нюансы. Это гене- ратор с двойным термостатированием, обладающий внушительными габари- тами. Он изготавливается на частоту 10 МГц с очень широким допуском по точности настройки (±300·10 –6 ), что позволяет не проводить дополнитель- ные операции травления и допыле- ния электродов. Частота 10 МГц наибо- лее отработана и исследована у нас на сегодняшний день, что также позволяет нам обеспечить низкую кратковремен- ную нестабильность. Большие габарит- ные размеры 92 × 80 × 50 мм (см рис. 9, 10) позволяют обеспечить хороший темпе- ратурный демпфер. Стоит обратить внимание, что ГК336R выпускается без возможности управления частотой. Всё это позволяет получить сверхнизкие показатели кра- тковременной нестабильности в 8·10 –14 за 1 секунду. Данный генератор является специ- альной версией ГК336-ТС, у которо- го уже есть возможность перестройки частоты и более малый диапазон точ- ности настройки. Но при этом его кра-