Gerador de relógio GR10M-O

Seguindo o mesmo conceito do GR10M, o GR10M-O é um gerador de relógio a 10MHz que serve como base de tempo de referência. Porém, com um desvio em frequência de apenas 0,025ppm, é bastante mais preciso do que o seu predecessor. Tal precisão advém do facto de utilizar um oscilador OCXO ao invés de um simples TCXO. Em contrapartida, apresenta um consumo substancialmente maior e o desempenho em termos de jitter é um pouco inferior.

Parâmetros de funcionamento:
– V _{d. mín.} = 6,13V
– V _{d. máx.} = 14,2V
– Z _{L mín.} = 50Ω

Características eléctricas:
– I _d. (Z _L = 50Ω@1,65V) = 157,5mA
– P (V _d. = 7V, Z _L = 50Ω@1,65V) = 1,103W
– P (V _d. = 13V, Z _L = 50Ω@1,65V) = 2,048W

Características do sinal de saída:
– Frequência: 10MHz±0,025ppm
– Razão cíclica: 0,5±10%
– Jitter de fase (12-5000KHz): 1,59ps_rms
– Amplitude (Z _L = 50Ω@1,65V): 1,82V_pp
– Amplitude (Z _L > 100KΩ): 3,30V_pp

A base de tempo deste circuito é dada pelo AOCJYR-10.000MHz-M5625LF da Abracon (IC2), o qual, tratando-se de um OCXO, regula a sua temperatura interna para uma melhor estabilidade. Consequentemente, este oscilador oferece uma precisão de 0,025ppm, garantida entre -40 e 85°C. O buffer em IC3 distribui o sinal de relógio para as duas saídas. Novamente foi escolhido o CDCLVC1102 da Texas Instruments para esta função, dadas as suas características de jitter.

À semelhança do GR10M, foram implementadas várias medidas de protecção contra sobre-tensões, inversões de polaridade, corrente excessiva na alimentação e descargas electrostáticas. A destacar, a protecção de sobre-tensão na alimentação é feita por um circuito crowbar com SCR, constituído por D3, C1, R1 e Q1. Em comparação com um díodo Zener de potência, tal circuito tem o potencial de suportar correntes muito maiores, embora com o inconveniente de ser necessário desligar a alimentação para o rearmar. As restantes protecções são semelhantes e o respectivo funcionamento idêntico.

Lista de componentes:
C1 – Condensador cerâmico multi-camada 10nF 10V (0805);
C2 – Condensador de electrólito sólido PLF1D470MCL2;
C3/4 – Condensador electrolítico de nióbio NOJA106M006 (NOJA106M006RWJ ou equiv.);
C5/8 – Condensador cerâmico multi-camada 100nF 10V (0805);
C6 – Condensador cerâmico multi-camada 2,2µF 10V (0805);
C7 – Condensador cerâmico multi-camada 1µF 10V (0805);
D1 – Díodo TVS SMAJ15A;
D2 – Díodo rectificador S1A;
D3 – Díodo Zener BZX84-B13;
D4 – LED WP1503CB-ID;
F1 – Fusível PPTC 1812L035/30;
HS1 – Dissipador DA-T263-101E;
IC1 – Regulador de tensão LM1117SX-3.3;
IC2 – Oscilador de cristal AOCJYR-10.000MHz-M5625LF;
IC3 – Buffer de relógio CDCLVC1102 (CDCLVC1102PW);
IC4/5 – Circuito de protecção TVS SP4020-01FTG;
J1 – Receptáculo de alimentação 5,5mm x 2,1mm;
J2/3 – Conector SMB Amphenol Connex 142146;
L1 – Conta de ferrite BLM21PG331SN1;
Q1 – Tirístor SCR NYC222STT1G;
R1 – Resistor de filme espesso 150Ω±5% 1/8W (0805);
R2 – Resistor de filme espesso 82Ω±5% 1/8W (0805);
R3/4 – Resistor de filme espesso 4,7Ω±5% 1/8W (0805).

O layout da placa está disponível nos formatos brd (Eagle 7.4.0) e Gerber. Como é habitual, recomendo que a encomenda da mesma seja feita através do OSH Park. Pode usar qualquer outro serviço de fabrico, desde que este suporte furação a partir de 0,5mm. Quanto à montagem, a soldadura dos componentes SMD deve ser feita via refusão com ar quente, de preferência utilizando um forno eléctrico com regulação de temperatura. Os restantes componentes podem ser soldados com um ferro de soldar.

A caixa recomendada para este projecto é a Hammond 1455D801. É uma caixa em alumínio anodizado, com acabamento disponível em várias cores. A placa foi dimensionada conforme os requisitos da caixa em questão. Os painéis frontal e traseiros devem ser trabalhados segundo o guia de furação.

Links importantes:
Diagrama do circuito (pdf): http://app.box.com/s/k7v3...4xr2
Diagrama do circuito (Eagle 7.4.0 sch): http://app.box.com/s/r1rs...t0ns
Layout da placa (pdf): http://app.box.com/s/u5is...8bqj
Layout da placa (Eagle 7.4.0 brd): http://app.box.com/s/n64k...sd96
Ficheiros Gerber: http://app.box.com/s/qnvk...tckx
Guia de furação: http://app.box.com/s/qts5...y06y
Notas do projecto: http://app.box.com/s/u5m1...vj7s
Pasta contendo todos os ficheiros: http://app.box.com/s/os5k...ze8m
Projecto no OSH Park: http://oshpark.com/shared_projects/PJN8R4p9