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, le il y a 1 année et 4 mois.
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Bonjour,
Nous sommes des étudiants de PCSI, travaillant pour le cadre du TIPE dans le quartz horloger. Nous avons réalisé une première expérience afin de mesurer la fréquence de résonance de notre quartz, récupéré dans une montre (Decath).
Nous avons tracer le diagramme de Bode de notre quartz, mais nous obtenons une fréquence de 32765 Hz !!! Loin de nos 32768 espérés. Auriez-vous des explications/solutions afin d’éclairer notre esprit adepte de critique et assoiffé de savoir.Merci d’avance la commu des horlogersM2#
La DRBB
Bienvenue sur FAM,
Question bête, lors de votre mesure de la fréquence de raisonnante du quartz y a t-il eu des variations de température ou la mesure a été réalisée à une température différente ce celle de référence.
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>> ICI << prochainement rédaction d’une signature géniale.La mesure a-t-elle était faite directement au quartz ou derrière le système de correction ?
Sur Wikipedia on trouve ça :
» …
Actuellement les montres à quartz utilisent la technique du réglage par condensateurs intégrés ou par inhibition.Réglage de la marche par condensateurs intégrés
Ce système fonctionne comme pour le réglage par condensateur variable, à ceci près que le condensateur variable est remplacé par une batterie de condensateurs fixes, implantés dans le circuit intégré. Le réglage se fait en déconnectant un ou plusieurs de ces condensateurs fixes. On programme donc la correction en brûlant par laser (laser fused) certaines connexions de condensateurs directement sur le circuit intégré. Les connexions peuvent également être programmées dans une EEPROM qui active des transistors afin de connecter ou non les capacités. La reprogrammation de la marche est possible dans le cas de l’EEPROM.
Réglage de la marche par inhibition
Avec le système de réglage de la marche par inhibition, le quartz doit avoir une fréquence d’oscillation légèrement plus élevée que 32 768 Hz. Le circuit électronique qui divise la fréquence est équipé d’une logique permettant de soustraire un certain nombre d’impulsions à intervalles réguliers, par exemple une fois par minute. Une fois le module électronique assemblé, sa fréquence est comparée à une horloge de précision. Le nombre de cycles devant être soustraits est déterminé et programmé dans le module électronique.
À nouveau, la programmation peut se faire en coupant des pistes de cuivre sur le circuit imprimé (« PCB scratch »), en brûlant par laser des connexions sur le circuit intégré (« laser fused ») ou en stockant l’information dans une EEPROM.«Bonjour,
Sur les premières montres à quartz, il y avait un « trimmer ». C’était un condensateur variable qui permettait de modifier la fréquence de vibration du quartz.
@+
JCBonjour,
Pour des raisons de couts, les quartz sont fabriqués « grossièrement » avec d’importantes variations de fréquence.
Au début, la tolérance de fabrication était l’amplitude de correction que pouvait gérer le trimmer.
Toujours pour des raisons de couts et de fiabilité, suppression du trimmer.
Le réglage est donc effectué informatiquement lors de l’appairage entre le circuit et le quartz.V.
- ft1000mp a écrit:
- Bienvenue sur FAM,
Question bête, lors de votre mesure de la fréquence de raisonnante du quartz y a t-il eu des variations de température ou la mesure a été réalisée à une température différente ce celle de référence.
Bonjour, non l’expérience a été réalisée à température ambiante (environ 15, 20 degrés)
Bonjour, non l’expérience s’est faite directement sur le quartz. Nous allons refaire une expérience directement sur la montre en prenant le système correcteur avec, cependant la fréquence de résonance de notre quartz seul est quand même fortement éloignée des 32768 Hz. De plus si le réglage de la montre est par inhibition il faudrait que la fréquence soit supérieur et non inférieur. Bizarre…
- Torzio a écrit:
- Bonjour,
Sur les premières montres à quartz, il y avait un « trimmer ». C’était un condensateur variable qui permettait de modifier la fréquence de vibration du quartz.
@+
JC
Mais le trimmer peut augmenter de 3 Hz la fréquence de réso?? Cela nous permet élevé.
Bonjour,
1) est-ce que votre fréquencemètre a une précision horlogère ? Je n’en suis pas sûr.
2) Concernant la plage de variation possible avec un trimmer, la solution serait peut-être de faire des mesures avec le montage ci-dessous :
Edit. Réponse de l’IA :La variation de fréquence que l’on peut obtenir en ajustant le condensateur d’un oscillateur à quartz piloté par un CI 4060 est très faible.
Voici pourquoi :
* La stabilité du quartz: Les oscillateurs à quartz sont réputés pour leur très grande stabilité en fréquence. La fréquence d’oscillation est principalement déterminée par les caractéristiques physiques du cristal de quartz lui-même (sa taille, sa coupe, etc.).
* Le rôle du condensateur ajustable: Le condensateur ajustable (souvent appelé « trimmer capacitor » ou « varicap » dans des montages plus sophistiqués) est utilisé pour effectuer un ajustement fin de la fréquence. Il permet de compenser de légères variations dues aux tolérances des composants, à la température ou au vieillissement du quartz.
* Faible plage d’ajustement: La plage de variation de fréquence réalisable avec un condensateur ajustable dans un circuit d’oscillateur à quartz est très limitée, généralement de l’ordre de quelques dizaines à quelques centaines de parties par million (ppm) de la fréquence nominale.
Pour un quartz de 37768 Hz, cela signifie une variation typique de l’ordre de:
* \pm 100 \text{ ppm} = \pm 100 \times 10^{-6} \times 37768 \text{ Hz} \approx \pm 3.78 \text{ Hz}
* \pm 500 \text{ ppm} = \pm 500 \times 10^{-6} \times 37768 \text{ Hz} \approx \pm 18.88 \text{ Hz}
En résumé, vous ne pourrez faire varier la fréquence du quartz de 37768 Hz piloté par un CI 4060 que de quelques hertz au maximum en ajustant le condensateur.
Il est important de noter que tenter de modifier la fréquence de manière significative en utilisant le condensateur ajustable pourrait rendre l’oscillateur instable ou l’empêcher d’osciller correctement. Si vous avez besoin d’une variation de fréquence plus importante, il faudrait envisager d’autres techniques, comme l’utilisation d’un synthétiseur de fréquence ou d’un oscillateur commandé en tension (VCO).Il faut lire 32768 au lieu de 37768, j’ai commis une erreur de frappe.
@+
JCComplément IA à ma précédente réponse, concernant la précision des fréquence mètres :
La précision d’un fréquencemètre dépend de plusieurs facteurs, notamment :
* La précision de la base de temps (oscillateur de référence) : C’est le facteur le plus critique. Un oscillateur à quartz de haute qualité, ou même un oscillateur atomique (comme le rubidium ou le césium) utilisé dans les fréquencemètres de haute précision, assurera une bien meilleure exactitude qu’un oscillateur moins stable. La précision de la base de temps est généralement exprimée en parties par million (ppm) ou en hertz (Hz).
* La durée de la période de mesure (temps de comptage ou « gate time ») : Plus la période de mesure est longue, plus le nombre de cycles du signal inconnu qui sont comptés est élevé, ce qui permet de réduire l’erreur relative de la mesure. Par exemple, mesurer une fréquence de 10 Hz pendant 1 seconde donnera une résolution de ±1 Hz, soit 10% d’erreur potentielle. La même mesure effectuée pendant 10 secondes donnera toujours une résolution de ±1 Hz, mais l’erreur relative sera réduite à 1%.
* La fréquence du signal mesuré : Pour une même durée de mesure, la précision relative est meilleure pour les fréquences plus élevées. En effet, une erreur de ±1 cycle aura un impact proportionnellement moins important sur une fréquence de 1 MHz que sur une fréquence de 10 Hz.
* Le « trigger error » ou erreur de déclenchement : Il s’agit de l’incertitude liée au moment exact où le compteur démarre et s’arrête en réponse au signal d’entrée. Un circuit de déclenchement de haute qualité minimise cette erreur.
* Le bruit et la distorsion du signal d’entrée : Un signal bruité ou déformé peut entraîner des erreurs de comptage, car le circuit de déclenchement peut réagir à des artefacts plutôt qu’aux passages à zéro du signal principal.
* Les conditions environnementales : La température et les variations de tension d’alimentation peuvent affecter la stabilité de la base de temps et des autres composants électroniques du fréquencemètre, réduisant ainsi sa précision. Certains fréquencemètres de haute performance intègrent des compensations de température (TCXO) ou des oscillateurs à température contrôlée (OCXO) pour minimiser ces effets.
En pratique, la précision des fréquencemètres varie considérablement en fonction de leur type et de leur coût :
* Fréquencemètres de base (multimètres numériques avec fonction de fréquencemètre) : Ils peuvent avoir une précision de l’ordre de 0,01% à 0,1% (100 à 1000 ppm).
* Fréquencemètres de laboratoire : Ils offrent généralement une précision bien meilleure, typiquement de l’ordre de 10^{-6} à 10^{-9} (1 ppm à 1 ppb) ou même mieux pour les modèles haut de gamme avec des bases de temps de haute stabilité.
* Fréquencemètres spécialisés (par exemple, pour les télécommunications ou la métrologie) : Ils peuvent atteindre des précisions extrêmement élevées, de l’ordre de 10^{-10} à 10^{-12} voire au-delà, en utilisant des oscillateurs atomiques comme référence de temps.
Il est important de consulter les spécifications techniques du fabricant pour connaître la précision exacte d’un fréquencemètre donné, ainsi que les conditions dans lesquelles cette précision est garantie (par exemple, plage de température, durée de mesure).@+
JCJ’espère que vous allez bien.
Je viens de faire un petit calcul, qui me dit que si votre fréquencemètre est parfaitement étalonné, votre montre test devrait retarder de 8 secondes en 24 heures. Ce qui est énorme pour un « gobe piles », même de basse qualité !
@+
JC- Torzio a écrit:
- @DRBB,
J’espère que vous allez bien.
Je viens de faire un petit calcul, qui me dit que si votre fréquencemètre est parfaitement étalonné, votre montre test devrait retarder de 8 secondes en 24 heures. Ce qui est énorme pour un « gobe piles », même de basse qualité !
@+
JC
Merci beaucoup pour votre aide, on revient vers vous si on trouve des réponses.
See you soon- DRBB a écrit:
- nous obtenons une fréquence de 32765 Hz !!! Loin de nos 32768 espérés.
Bonjour, ce que vous mesurez ici, c’est la fréquence de résonance dynamique du quartz. La fréquence nominale est atteinte en ajoutant en série soit une capacité fixe de charge (en général de l’ordre de 9 pF), soit un trimmer.
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