Hallo, ich brüte gerade über den Aufbau einer Zeitsteuerung für ein Experiment das ein sehr präzises Timing erfordert, hauptsächlichs Augenmerk liegt auf der Minimierung des Jitters. Die Idee ist einen Oszillator mit sehr geringem Phasenrauschen per PLL mit einem vorhandenem Rubidium-Frequenzsstandard zu disziplinieren - die 5MHz von Rb-Standard (Efratom FRS-C) können leider nicht direkt benutzt werden, da das Phasenrauschen viel zu übel ist. Ich habe allerdings noch nie einen solchen Aufbau realisiert. Normalerweise steuert der 'bessere' Oszillator per PLL-Baustein ja einen 'schlechteren' Oszillator; und innerhalb der Bandbreite der Regelschleife wird das Phasenrauschen des Ausgangssignals ja ohnehin vom Steueroszillator bestimmt. Mein Ziel wäre nun also ein sehr träge Regelschleife einzusetzen, mit etwa 0.1Hz Bandbreite, welche dann einen, ja ohnehin trägen, OCXO steuert. Als PLL-IC denke ich an den ADF4193 oder ADF4002 - ersterer wird als 'low phase-noise' PLL-Controller angepriesen und liegt von den Datenblättern her auch über denen des ADF4002 (und anderer in Frage kommender PLL-ICs) - wobei der mir der Grad der Einflussnahme des ICs auf das Phasenrauschen noch nicht ganz klar ist. Der gesteuerte Oszillator soll übrigens auf 10MHz laufen. Der Rb-Frequenzstandard gibt ein 5MHz Sinus-Signal aus mit einem Phasenrauschen von... -70dBc/Hz @ 1Hz -110dBc/Hz @ 100Hz -130dBc/Hz @ 1000Hz Nun, was es zu erzielen gilt kann ich in Phasenrauschen schlecht angeben, es ist ein Jitter von 0.5ps. Nun kommt der zweite Teil des Problems - der Oszillator selbst. Wie erziele ich ein so verdammt gerindes Phasenrauschen?! Folgende Komponenten die in Frage kommen habe ich gefunden: - 'AOCJY4-B-10.000MHz-SW' von Abracon Offset : Max. 1Hz : -90dBc 10Hz : -120dBc 100Hz : -140dBc 1000Hz : -145dBc 10000Hz : -150dBc - 'AXION10HP'/'AXION30HP' von Axtal Offset : Max. : Typ. 1Hz : -100dBc : -105dBc 10Hz : -130dBc : -135dBc 100Hz : -145dBc : -150dBc 1000Hz : -150dBc : -157dBc 10000Hz : -150dBc : -160dBc 100000Hz : -150dBc : -160dBc ...wenn man diese Daten in Jitter umrechnet, kommt ein Wert von ~0,5ps (AOCJY4) und ~0,3ps (AXION10HP/AXION30HP) heraus - der erste also gerade noch im gefordertem Bereich, der zweite besser, aber auch schwierig aufzutreiben - habe bisher noch keine Quelle gefunden (den AOCJY4 gibt es hingegen bei Mouser und Digikey). Das gilt natürlich nur, wenn der PLL-Controller das Phasenrauschen nicht verschlechtert - was anzustreben ist. Soviel zu OCXOs als Komponenten - nun habe ich aber bei meiner Recherche auch folgendes gefunden: http://martein.home.xs4all.nl/pa3ake/hmode/dds_ad9910_pmnoise.html Man beachte etwas unterhalb der Mitte dieser Seite den Graphen 'AD9910 evaluation board at 14.319MHz' und den lilanen Plot des von ihm selbst gebauten 14.319-VCXO (Bild dessen direkt obendrüber). Was zur Hölle ist da los?! Das Phasenrauschen dieses Oszillators ist ja eine ganze Größenordnung niedriger! Ist das real? Oder ein Messfehler/Missdeutung? Sollten solche Werte real erzielbar sein, würde ich einen solche Oszillator aufbauen anstatt oben genannten Komponenten zu nutzen. Könnt Ihr mir sagen wie/ob diese Werte erzielbar sind und wenn ja, wie (welche Oszillatortopologie, ...)? Eine Mail an den Autor der Webseite folgt noch. Ich würde mich sehr über Tipps, Hinweise und Erfahrungsberichte freuen, was den PLL-Aufbau und Oszillator angeht! Grüße Sascha
Re: 10MHz Oszillator mit extrem(?) geringem Phasenrauschen, PLL-diszipliniert von Rb-Frequenzsstanda
Eine hilfreiche Übersicht zu dem Thema findet sich dem Artikel von Ulricht Bangert: "Über die Stabilität von Frequenznormalen" http://ulrich-bangert.de/AMSAT-Journal.pdf Gruß
Re: 10MHz Oszillator mit extrem(?) geringem Phasenrauschen, PLL-diszipliniert von Rb-Frequenzsstanda
Ja, Bangert wollte ich auch gerade empfehlen. Der will bei einer Marsmission den Eintrittspunkt in die Marsumlaufbahn genau feststellen, mit Amateurmitteln schon eine sehr sportliche Herausforderung. Sein Spott über manche Amateurveröffentlichungen zu "disziplinierten" Oszillatoren ist etwas unfein, aber sicher gerechtfertigt.
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Bearbeitet durch User
Re: 10MHz Oszillator mit extrem(?) geringem Phasenrauschen, PLL-diszipliniert von Rb-Frequenzsstanda
Wie wärs mit einem nachgeschalteten, schmalbandigen Quarzfilter?
Re: 10MHz Oszillator mit extrem(?) geringem Phasenrauschen, PLL-diszipliniert von Rb-Frequenzsstanda
Die Idee eine Regelschleife mit großer Zeitkonstante aufzubauen ist garnicht mal so schlecht. Jedoch würde ich die Regelung digital lösen. Der 'AXION30HP' von Axtal wäre schon die richtige Wahl. Ich habe mal mit einen ähnlichen Oszillator eine DCF77 Regelschleife aufgebaut. Regelzeitkonstante etwas über eine Stunde. In deinen Falle soll der Rubidium ja auch nur die Langzeitkonstanz ( über Monate ) sicherstellen. Aber solch ein Konstrukt wird Tag und Nacht durchlaufen müssen, weil auf Grund der langen Regelzeitkonstante eine Einlaufzeit von mehreren Stunden benötigt wird, bis die Frequenz stabil steht. Ralph Berres
Re: 10MHz Oszillator mit extrem(?) geringem Phasenrauschen, PLL-diszipliniert von Rb-Frequenzsstanda
Leicht OT: Ist der Preis eines Axiom 10HP oder 30HP jemandem hier bekannt? 73 Sven
Re: 10MHz Oszillator mit extrem(?) geringem Phasenrauschen, PLL-diszipliniert von Rb-Frequenzsstanda
Diesen russischen Doppelofen hier gibts für unter 20 Euro in der Bucht. Datenblatt: http://www.morion.com.ru/catalog_pdf/MV89-OCXO.pdf Gruß
Re: 10MHz Oszillator mit extrem(?) geringem Phasenrauschen, PLL-diszipliniert von Rb-Frequenzsstanda
Ich hab angefangen einen Axiom-75 ULN zu verwenden. Dieser hat bei 10kHz Abstand <-165dBc. Sowas kostet ca. 400 Euro. Gekauft werden können diese direkt bei Axtal. Ansonsten sind die Oszillatoren von Crystek recht gut (aber sehr viel schlechter als der Axtal) und preiswerter. Einen der besten kurzzeitstabilen Öfen gibt es als gebrauchten HP10811. Alt aber immer noch top. Die Artikel von Ulrich Bangert sind sehr lesenswert und informativ. Welche Anforderungen an die Frequenzgenauigkeit hast du ? ggf. über GPS synchronisieren?. Den Jitter muss eh ein anderer Oszillator machen. Auch ein Rb Normal hat normalerweise einen Quarzoszillator für die Ausgangsfrequenz. Ein LPRO 101 kommt bei 1kHz auch in den Bereich von -150dBc und ist gebraucht für ca. 200 Euro zu haben.
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