Topping D70 Pro OCTO DAC 8x CS43198

[KIKIWILLYBEE]

Koukou les gars ,

Svp , un pti rappel …..

Mem’s, TXCO ,OCXO et Rubidium se distinguent par leurs précisions , usages et technologies ….

Anecdotiquement Les oscillateurs MEMS (MicroElectroMechanical System) sont les plus simples et les moins coûteux. Leur principe de fonctionnement repose sur des résonateurs micromécaniques, le plus souvent en silicium. Ces résonateurs vibrent à une fréquence spécifique lorsqu’ils sont excités électriquement. L’intérêt des oscillateurs MEMS est leur grande résistance aux chocs et un fonctionnement dans un large intervalle de température.

Après aussi , En entrée de gamme des oscillateurs , nous trouverons les communs oscillateurs à quartz TXCO.

Les oscillateurs TCXO (Temperature-Compensated Crystal Oscillator) sont des oscillateurs à quartz compensés en température. Ils utilisent la vibration d’un cristal de quartz pour générer une fréquence permettant de mesurer le passage du temps. Ils pallient les faiblesses des oscillateurs à quartz classiques face aux changements de température en ayant des circuits spéciaux (analogiques ou numériques) qui peuvent modifier la fréquence de sortie en fonction de la température. Ceci leur permet d’opérer dans un large intervalle de température de -40 à +85°C. par ailleurs une meilleure précision et stabilité que les oscillateurs MEMS ci dessus , et sont - sensibles aux variations de température de l’environnement, leur RQP les généralisent dans les usages telecom  , audio , rsx….


Les oscillateurs OCXO (Oven Controlled Crystal Oscillator) sont aussi de la même façon des oscillateurs Quartz.  Mais plutôt que d’ajuster la fréquence en fonction de la température comme précédemment ici le procédé est contrôler au mieux la température du Quartz à l’aide de four miniature , à bains d’huile , afin de contrôler au mieux la dérive en température des oscillateurs à quartz de grande précision et très stables dans le temps. L’idée de ces oscillateurs n’est pas d’ajuster la fréquence de sortie en fonction de la température comme dans le cas des TCXO, mais au contraire de contrôler  un max. la température  
C’est pourquoi, ils fonctionnent à l’intérieur d’un four miniature qui permet de maintenir le cristal à une température optimale , stable , contrôlée, isolée des delta de températures extérieures, afin d’atteindre une dérive en température minimale , infime  de l’orde 1o-2 à 1o-4 ppm/°C. (1o-12 , E-12 °C) Et offrant stabilité à court terme et long terme .
Ils sont plus encombrants , plus chers , que les oscillateurs précédents , et nécessitent  environnement  et alimentation de qualité, par ailleurs ils sont dit G-Sensitive , ou G-1…..( Sensibilité mécanique :  aux vibrations)
Ils sont donc à privilégier pour les applications requérant avant tout une excellente stabilité à court terme ,´et où le coût , l’encombrement sont des préoccupation secondaires , ou accessoires : souvent le résultats de la sélection, tests mesures et tris ..
Pour les applications militaires,  ou aéronautiques en versions durcies et non G-sensitive (incluant une isolation mécanique) qui ne peuvent tolérer de dérive trop importante, ont souvent recours à ce type d’oscillateur.
L’oscillateur OCXO. à bain d’huile simple , double permet des précisions jusqu’à E-13 , 1o-13 pour la représentation de la précision temporelle à l’aide de À.dev , Allan déviation, et cela pour une seconde , S-1 . Soit Adev -S-1 exprimant la précision de l’oscillateur sur 1 seconde , ou 1 Hz , F= 1/T . Ici ce sont donc à 1 seconde une précision du dixième de millionième de milliardième….

D’une manière générale les horloges à Gaz rubidium (pas chez Jaegger et Lecoutre mais plutôt Stanford Research Prs-1o.  ou Fs 275 . ) sont beaucoup plus complexes et chers . Plutôt que de s’appuyer sur l’oscillation stable d’un cristal de Quartz , elle s’appuie sur la fonction hyperfine d’un l’atome vaporiser dans une chambre à gaz . et soumis à un arc électrique.
D’une manière spécifique un atome soumis à une excitation électrique émet une des raies Hyperfréquences ou lumineuses qui lui sont spécifiques. En fonction de la structure atomique des couches d’un atome , de la répartition des atomes sur ces couches et de la disposition des atomes par paires complémentaires de moment magnétiques de sens opposés, le spin  et conditionneront les raies d’émissions spécifiques de cet atome . Cette émission spécifique se calcule à partir de la fonction Hyperfine . Par abus de language on parle d’horloge Atomique , dont les plus précises sont celles au Césium . Complexes  , encombrantes elles sont utilisables par contre dans une très large gamme de température . Ce qui est par contre une contrainte pour les OCXO.
D’un usage essentiellement statique , leur précision à court terme est inférieure à celle des meilleures OCXO., par contre elles sont très stables pour les usages à long terme .
Le mode de fonctionnement consiste à produire un arc électrique , dans une chambre sous vide , contenant un gaz vaporisé pur . La fonction hyperfine fait intervenir l’hamiltonien : opérateur mathématique faisant intervenir la transformation de legendre et Lagrange pour produire spécifiquement à partir des moments magnétiques électroniques lié au moment cinétique orbitale et au dipôle nucléaire produire un rayonnement atomique spécifique, (un peu à l.instar de la fonction d’onde thermique de De Broglie.  ‘! ;-) )  :dans le cas du Rubidium , il s’agit de trouver une référence temporelle autour d’une raie spécifique près des 5 GHz . Celle ci observée et étalonnée à partir d’un ADC a Xbit pour produire le 1o Mhz de référence , dépendant de la résolution en bit de l’ADC.  Elles nécessitent aussi un étalonnage fréquent. (Porosité de la chambre à gaz….).
Pour idée le max de précision disponible l’est sur l’iISS . Pour son positionnement , la précision à court terme Adev.S-1 est = E-16.
Pour ce qui est de l’Adev S-1. , et du ‘bruit de phase’ -dB/Hz. nous en avons beaucoup parlé déjà ensemble .., néanmoins le signal d’horloge doit au mieux être exploité, et c’est ici plus le domaine des électroniciens : pour la forme idoine du signal SQ vs SIN , le niveau en volt point à point, peak ou dbm , ses impédances, ses connecteurs et câbles de transmission nécessairement low loss , faible atténuation , et blindage performant …..

(Il y a aussi le sujet des DDS.silicium  ,Digital To Digital Synthethiseur , (ex Analog Device AD99xx 14 Bits ) ce qu’on en peut en faire ., boucle de phase asservie etc .et ce qu’en font CPLD , FPGA. (Circuit logique programmable ) une prochaine fois ..? .. ou pour Franck qui les pratiquent ..)
….
Bien à vous,
Courtoisement,
W ;-).