555タイマーに必要なSuper Duper Vdd硬化は、最良の方法は何ですか？

（16ビット）周波数センサー/カウンターに555タイマーを使用しています。

これは、555タイマーによって設定された125msのサンプル時間で読み取られたパルスの数をカウントすることによって機能します。リセットして繰り返す...

タイマーを非安定動作で使用しています。

• TH（タイムパルスハイ）はサンプリングON信号です。

  この時間は、高品質のPOTで設定およびトリミングされます（+/- 5％調整範囲）。

• TL（タイムパルスLOW）の立ち下がりエッジでデータラッチの読み取りが開始されます->次にカウンターリセット操作

今私はそれをブレッドボードに載せています。最終設計用のPCBを作成していますが、PCB設計に関する次の問題を解決したいと考えています。

ここに問題があります：

測定された周波数は非常に安定しておらず（+/-〜3Hz @ 25kHz）、安定するまでに時間がかかります。

サンプル時間はVddレールのノイズの影響を受けているためだと思います。すべてのICにデカップリングキャップがありますが、これはブレッドボード上にあるので、これは期待できます。PCBレイアウトの場合、555タイマーが確実に5vにあり、DCDCコンバーターの出力が安定していることを確認します。

これを行う方法について私が持っているいくつかのアイデアを以下に示します。

1. レールレールオペアンプと4v7リファレンスを使用して、Timer Vdd @ 4v7を調整します
2. フェライトビーズを使用して、タイマーと他のすべてのICをさらに分離します。
3. タイマーには別のDCDCコンバーターを使用します。
4. タイマーVddにはリニアレギュレータICを使用します。

タイマーのVdd値を一定に保つためのベストプラクティスは次のうちどれですか。

測定された短期安定性は約+/- 0.01％であり、これは非補償RCタイマーにとっては悪くありません。

タイミング回路で低温度係数の抵抗器とコンデンサを使用することで、おそらくピン5をグランドにバイパスし、回路を熱的および電気的に絶縁することで、オーブン内の温度を極端に制御し、超低ノイズのリニアレギュレーターとキャパシタンスマルチプライヤステージ、および出力での光絶縁の使用。

しかし、それはばかげています。水晶を使用すると、安価で桁違いに優れています。たとえば、100kHzの水晶発振器（74HCU04 +カップル抵抗+負荷キャップ）および4分周（たとえば、74HC74）。その特定のリンクされた水晶の許容範囲（絶対精度）は+/- 30ppmまたは25kHzで約0.75Hzです。短期的な安定性は再びはるかに良くなります。

注文可能なプログラム可能な発振器製品もあり、あなたにとって有用な範囲にあるものがあるかもしれません。

私はあなたが555タイマーからあなたが望む正確さと安定性を得ることは決してないと思います。パルス幅は抵抗とコンデンサの値によって決定され、これらの要素の値は温度と時間とともに変化します。

正確なパルス持続時間については、デジタルカウンターを備えた水晶発振器を見て、必要なパルスを生成する必要があります。

私は555タイマーを使用することについて多くの良い思い出を持っていますが、残念なことに、クリスタルを備えた信じられないほど安価なマイクロコントローラーは、ほとんどの場合、最近のタイマーにはより良い選択です。

PIC16シリーズには、非常に広い電圧範囲（3.3-18V +）を備え、1ドルで交換可能なメンバーがいくつかあります。

これは解決策というよりは結論です...

水晶を使用して新しい回路を設計する十分な時間がなかったので、PCBを以下の変更を加えて改善しました。

1. 高精度、温度安定性のあるフィルムキャップ。容量をより安定させるために2つを並列に配置しました。1つのコンデンサがより多くの電流をシンク/ソースすると、加熱して容量が減少します...他のコンデンサがより多くの電流をシンク/ソースにします。したがって、規制が発生します。これは、以前使用していたセラミックコンデンサの場合とは限りません。

2. RC回路用の高精度抵抗。1％ではなく.1％の許容誤差を使用しました。また、温度安定性は4倍でした。

3. 555タイマー用の4V電圧レギュレーター。これにより、555の電圧レールが残りのデジタル信号から100倍に分離されます（1％のラインレギュレーション）。

4. 20kポットの代わりに5kポットを使用して、パルス時間をトリミングしました。ポットの不安定性によるエラーを減らします。

5. 555タイマーパルス信号のバッファーされた出力。LT1630を使用してすべてのゲートにタイミングパルスを駆動したため、タイマーICは電流を駆動していませんでした。入力ドライブが十分に低いインピーダンスでない場合、ゲート入力は互いに相互作用する可能性があります。タイミングパルスに接続された〜7のゲート入力があったので、強力な信号を保証したいと思いました。

結果：精度は約0.04％になりました（1ビットトグル@バス上の〜2500dec値）。最初の回路では、約0.5％の精度（最初に投稿した精度は間違っていました）で、値は常に変動していました。新しい回路には顕著なドリフトはありません。したがって、より良い品質のコンポーネントを使用して、精度を約10倍に高め、安定して実際に使用できるようにしました。

これは、周波数カウンターを作成するための最良の方法または最も単純な方法ではありませんが、安くて効果的です。大まかな周波数測定を行う必要がある場合は、おそらく再び使用します。

値は、8ビットのHi / Lo選択でDB25ポートによって読み取られます。LEDはデバッグ用です。私はいつも自分の生活を楽にすることができる場所にLEDを追加します。