Hallo,
ich bin gerade an der Entwicklung eines Frequenzzählers. Als
Referenztakt würde ich evtl. einen OCXO bekommen ( Typ nicht genau
bekannt).
Nun haben fast alle OCXO´s einen Tuning-Input.
Meine Frage:
Wie muss ich diesen Pin beschalten um eine möglichst große Stabilität
der justierten Freuqenz zu erreichen? (Kalibriermöglichkeit an
Hochschule vorhanden)
Wie stabilisiere ich die Refernzspannung des Tuning-Potis?
Was passiert wenn ich dne PIN "offen" lasse?
mfg Benedikt Lippert
Hallo,
ich habe 2 Mal jeweils ca. 20V aus einem Minitrafo auf je eine Schiene
aus 7818-> 7815 -> 7812 -> 7808-> 7805 auf einmal die Ub für den
Oszillator und einmal mit einem temperaturstabilen Einstellregler gegen
Masse für den Einstellpin genommen.
Das funktioniert sehr ordentlich. Als Filter habe ich vor jedem 7818
jeweils ein L-C-L Glied aus 15µ MKP, dann 10H und wieder 15µ MKP.
Ist zwar übelst groß, die Frequenz steht aber wie eine "1".
Ich kann aber auch nur 10stellig messen mit dem G-2005.510.
Die Dinger im Anhang gibt es bei Ebay USA für ca. 2€, echt super.
Einige OCXOs führen ihre stabilisierte Betriebsspannung nach draußen.
Die kannst du dann für das Poti verwenden. Bei meinem Isotemp-Klumpen
heißt der Ausgang „reference voltage“.
Egon schrieb:> ich habe 2 Mal jeweils ca. 20V aus einem Minitrafo auf je eine Schiene>> aus 7818-> 7815 -> 7812 -> 7808-> 7805
Was für eine Krampflösung.
Unnötiger Aufwand und Bauteile grenzwertig ausglegt.
Datenblatt ansehen hilft.
7818-> 7812 -> 7805
wäre da schon besser.
Wenn man denn schon eine "Längsreglerheizanlage" bauen will.
Ich habe absolut keine Nachteile bei 14mA durch diese "Kette"
bemerkt, die 20mA aus dem Datenblatt bei meinem Teil sind wohl
recht "fortschrittlich" geschätzt.
Jeder Regler hat seine 3V und ist glücklich dabei, und heizen tut
da garnichts, alles absolut "cool".
Einfach mal ausprobieren.
@ Egon:
Das gibt wohl (abgesehen von Temperatur-Effekten) eine
beinhart-stabile Betriebsspannung!
Da bleiben aber -0,8 mV / K.
Diese K1602T... scheinen mir aber eher TCXOs mit ganz
ordentlichen Werten zu sein, wobei nicht ausgesagt wird, ob
die +/-7 ppm eher von der Spannung oder der Temperatur
ausgehen...
Die Frage zielte aber auf die Stabilisierung der Stell-
spannung eines OCXOs!
PS:
Egon schrieb:> bei 14mA
OCXOs sind für die Stromversorgung recht versoffene Gesellen.
Bei 3,3 V sind beim Einschalten 0,7 A nicht ungewöhnlich.
Und die Referenzspannung sollte man natürlich dem
temperaturstabilisierten OCXO entnehmen. So steht es ja auch im
Datenblatt.
@ o.O
So steht es im Datenblatt des von o.O gewählten OCXOs.
- Leider gibt es auch ne Menge OCXOs ohne Uref-Ausgang.
Bei denen wird meist ein Spindeltrimmer (10 bis 20 kOhm)
von U+ nach Masse empfohlen.
Dies sollte bei ordentlich stabil gehaltener Versorgungsspannung
(ein Spannungsregler NUR für den OCXO, von mir aus auch eine
Zweier-Kaskade) auch ausreichen, da sich nach der Aufwärmphase
eine recht stabile Stromaufnahme einstellt, womit keine
nennenswerte Rückwirkung auf die Einstellspannung mehr gegeben
ist.
Was in der Aufwärmphase passiert, ist doch schnurzpiepegal.
Also das im Datenblatt ist ein Temperaturkompensierter Oszillator, der
zusätzlich eine Frequenzverstellung durch eine Steuerspannung hat.
Das ist aber eine ganz andere Liga als ein OCXO.
Ein TCXO hält so etwa 1ppm Fehlergrenzen ein, wenn er sehr gut ist.
OCXO's fangen bei 0,1ppm = 10exp -7 an, also Faktor 10 besser, dafür
haben sie einen wesentlich höheren Stromverbrauch als ein TCXO, bedingt
durch die Heizung auf eine möglichst konstante Temperatur.
Der Tuning-Input führt im Allgemeinen an Kapazitätsdiode(n), mit denen
man eine Feinkorrektur der Frequenz durchführen kann. Wenn er nicht
benötigt wird, darf man ihn nicht an Null legen, da hätten die
Kapazitätsdioden keine Vorspannung. Man sollte da eine möglichst
konstante Spannung nehmen, also eine Referenzspannung z.B mit einem
TL431 (oder besser) erzeugt.
Meistens liegt der Tuning input sowieso an einem 20-turn-trimmer, der an
Referenzspannung gelegt wird.
Hauptaufgabe des tuning-input ist aber, als Eingang einer Regelspannung
zu dienen. So kann man den TCVXO oder den OCVXO an die präzisere
Frequenz von DCF oder von GPS anbinden.
Hallo Benedikt,
wenn der OCXO, den Du bekommen sollst, selbst keine Referenzspannung für
ein externes Trimmpotentiometer bereitstellt, solltest Du einen der
üblichen Präzisionsspannungsregler wie beispielsweise REF195 oder LH0070
ins Auge fassen. Es gibt außer diesen beiden auch noch einige andere
Typen - wichtig ist vor allem die Stabilität der Ausgangsspannung bei
Temperaturschwankungen. Falls Dir die Ausgangsspannung dann noch zu
stark von eventuellen Schwankungen der Eingangsspannung abzuhängen
scheint, kannst Du eine zusätzliche Vorstabilisierung spendieren -
entweder mit einem LM317 oder noch simpler mit der altbekannten
Schaltung aus Transistor und Zenerdiode.
Hallo,
Danke für eure Antworten. Wurde leider nicht per E-mail darüber
informiert, dass ihr schon so fleißig antwortet. Sorry!
Hab inzwischen genaue Daten des OCXO´s
http://www.isotemp.com/standard%20specification/131-1003.pdf
Dieser Typ hat leider keine Referenzspannung und braucht zum Aufwärmen
~800mA.
Ich werde dem OCXO ein eigenes Netzteil mit einem Trafo 10 - 15 VA
spendieren.
Siebung durch LC-Filter. Reicht es nach dem Trafo zu sieben, oder sollte
ich vor dem Trafo schon entstören?
Die Betriebsspannung werde ich mit Linearreglern erzeugen. Evtl.
2-Stufig.
Reichen hier die üblichen Bekannten ( 7805 oder Low-Drop-Typen)?
Die Referenzspannung wird von einem LT1019-5 bereit gestellt.
Die Tuning-Spannung wird dann durch ein 25-Gang-Cermet Poti eingestellt.
Um den Einstellbereich kleiner zu machen, begrenze ich den Bereich des
Potis mit Hilfe von Widerständen ( Low TK) des Potis auf 2V-3V. Dann
wirken sich Änderungen des Potis nicht so arg aus.
Hoffe, dass dieser Bereich für den späteren Abgleich ausreicht,
ansonsten muss ich nachbessern.
Gibt es für solche zwecke Potis mit niedrigem TK?
Danke!
mfg Benedikt
Hallo,
mir ist bei weitern Planungen noch eine Idee gekommen.
Da ich im Moment als Refernztakt die 10 MHz habe kann ich ein max. 7
Signifikante Stellen am Freuquenzgenerator erzeugen.
Um höhere Auflösung zu erziehlen muss ich entweder eine längere Messzeit
wählen, oder die Referenzfrequenz erhöhen.
Nun meine Frage:
Wie hoch ist der techn. Aufwand um per PLL o.ä. aus den 10Mhz des OCXO,
ein 20 oder 30 Mhz-Signal zu erzeugen? Natürlich muss diese bezühlich
Jitter etc. ähnlich gut wie der OCXO sein, sonst bringt mir das auch
nichts.
mfg Benedikt
In bezug auf die Auflösung bei der Frequenzmessung wären da die
Ansprüche an den Jitter garnicht so hoch. Eine Vervielfachung durch
Oberwellenbildung (Verzerrung + Filter) ginge da genausogut wie eine PLL
mit einem Standard-IC. Das gäbe nur eine geringe Unruhe in der Anzeige
eines Zählers.
Bei Frequenzaufbereitungen wirds aber schwieriger: Da muss der zu
synchronisierende hochfrequente Oszillator die hohe spektrale Reinheit
haben. Das ist mit der Kurzzeitkonstanz des Oszillators verknüpft.
Der Referenzoszillator sorgt nur für die Langzeitkonstanz und
Genauigkeit der Frequenz. Dessen Jitter kann man vom hochfrequenten
Oszillator fernhalten.
Prinzip: Der hochfrequente Oszillator ist eigentlich selbst gut genug.
Die Rerenzfrequenz (10MHz) korrigiert nur die langsamen Abweichungen.
Hallo,
Im Prinzip muss ich eine PLL aufbauen, deren Hochfrequenzoszillator eine
hohe Kurzzeitkonstanz hat, oder?
Wie realisiert man so etwas?
Diskret mit Schwingkreis und Varicap, oder lieber auf einen fertigen IC
gehen?
Das Prinzip der Oberwellenerzeugung durch Verzerrung hört sich
Interessant an.
Wenn ich einen "guten" Filter für 30 Mhz oder 50 Mhz aufbaue, sollte
sich aus dem 10Mhz-Rechteck doch ein brauchbares Signal erzeugen lassen.
Verzeit mir meine Blauäugigkeit, bin in diesem Bereich no etwas
unerfahren^^.
Mfg Benedikt
PS: Wenn sich diese Thema weiterentwickelt werde ich einen neuen Thread
aufmachen!
Oberwellenerzeugung:
Das Filter 30Mhz oder 50MHz hat auf das Ausgangssignal wenig Einfluss,
es soll nur die beim Vervielfachen mit entstehenden Nebenwellen
entfernen. Normale LC-Schwingkreise reichen da aus.
Bei hohen Vervielfachungsfaktoren (>10 ?)wird dann das aus dem 10MHz
vervielfachte Signal schlechter als das von einem HF-Oszillator
erzeugte.
Sei vorerst mit den 10MHz und den maximal 5 Oberwellen zufrieden, höhere
Ansprüche braucht man erst später.
Außerdem ist es schwierig, höhere Normalfrequenz als 10MHz an die
anderen Geräte zu verteilen. Eine Übergabe auf dem Niveau von 50MHz ist
da schon problematisch.
Hallo,
Der OCXO wird in den Frequenzzähler integriert.
Als externen Takt würde ich die 10 Mhz lassen nur intern wäre eine
höhere Frequenz ( 50Mhz) für den Zähler besser.
Meine Idee zur Freuquenzvervielfachung:
Takt des OCXO´s über ein TTL Gatter (74AC...) puffern, um ein schön
steiles Rechteck zu bekommen.
Danach einen Filter(Bandpass) für 50 Mhz.
Nun muss ich ja wieder auf ein TTL-Signal für die Zählerlogik zurück.
Dazu sind mir zwei wege eingefallen.
1. Einfach einen Komparator nachschalten
2. Verstärker und Logik-Gatter mit Schmitt-Trigger-Input ( 74AC...)
Die erste Lösung ist natürlich Schaltungstechnischer der geringere
Aufwand.
Wie schwer ist es einen Filter für 50Mhz auszulegen, bzw. welche
Trennschärfe etc. sollte dieser haben, damit mein Vorhaben gut
funktioniert?
Kann man einen handelsüblichen 50Mhz-Quarz als Filter missbrauchen?
mfg Benedikt Lippert
Bei einem Normal einen Quarz als Filter zu verwenden wird in Fällen
gemacht, in denen ein extrem geringer Jitter erstrebt wird. Also man
kann, aber:
Für reine Frequenzmessung ist das wohl zu viel Aufwand.
Bei der Oberwellenerzeugung mit LC-Kreis sollte der Schwingkreis
natürlich möglichst hohe Güte haben. Nur haben bei 50 MHz natürlich die
Folgestufen recht niedrigen Eingangswiderstand.
Ich habe so einen Vervielfacher 10M/50M noch nie aufgebaut, stelle mir
aber das Vorgehen so vor: Schwingkreis mit Spule 10x10mm Grundfläche,
wie sie im TV-Empfänger für die ZF verwendet wird. etwa 27pF
Kreiskapazität, Windungen so im Bereich 10 - 15, hängt natürlich vom
Kern ab. Auskoppelwicklung 1/3 bis 1/4 der Hauptwicklung. Ein Transistor
(BF199 oder so, für TV-ZF)als Vervielfacherstufe. Kleinen Emitterstrom
einstellen, nur die Flanken des 10 MHz Rechteck sollen den Transistor
öffnen. Mit kleinem C ( 4p bis 10p)die Rechteckspannung an die Basis
geben, das kleine C soll differenzierend wirken. Dann eben den
Schwingkreis auf Resonanz bringen. Mit etwas Glück hat man an der
Auskoppelwicklung so viel Spannung, dass der Zähler richtig arbeitet.
Die Güte des LC-Kreises wird wohl nicht größer als 20 werden, das wird
gerade noch für einen Zählbetrieb ausreichen.
Bei 50 MHZ gibts nix "einfach Komparator nachschalten". Da muss man sich
mit einer übersteuerten Verstärkerstufe zufrieden geben. Oder mit einem
Schmitt-Trigger, falls es in der 74AC-Reihe so etwas gibt.
Hallo,
@Peter R
Was meinst du mit 10x10mm Grundfläche der der Spule?
Ein Schalenkern in der Größe, oder einen Ringkern?
Wenn ich deine Schaltung noch mal grob beschreiben darf, zur Kontrolle
ob ichs richtig verstanden habe.
Ein Übertrager mit einer Hauptwicklung, die mit einer Prallelkapazität
einen Parallelschwingkreis(fres=50mHz) aufbaut, der durch eine
Transistorstufe mit den 10Mhz angeregt wird.
Das Signal wird dan über eine Auskoppelwicklung ausgekoppelt.
Im Prinzip also eine Art Resonanzwandler, wenn mans auf ein
Schaltnetzeil beziehen würde.
Diese Variante würde mich rein technisch sehr interessieren, jedoch weis
ich nicht obs sicher zu realisieren ist.
Ich bin im Besitz von High-Speed Komparatoren, die 80Mhz+ machen.
Würde es dann nicht einfach reichen, einen LC-Filter nach einem
TTL-Gatter zu schalten. Und die 50Mhz-"Sinus" dann über diesen
Komparator schicken.
In pspice funktioniert die Schaltung im schnellen Aufbau. Dabei hab ich
jedoch noch keine parasitären Kapazitäten mit eingefügt.
PS. Die Seite schau ich mir morgen mal an.
mfg Benedikt
Das mit 10x10 ist ein einfacher Spulenkörper mit Gewinde-Ferritkern und
Blechhaube, wie sie in jedem TV-Gerät verwendet werden (wurden).
Der Unterschied zum Resonanztransformator besteht nur insoweit als dass
die Induktivität einstellbar ist.
Wenn man hat, kann man an die Auskoppelwicklung auch einen Komparator
anschließen.
Benedikt Lippert schrieb:> mir ist bei weitern Planungen noch eine Idee gekommen.> Da ich im Moment als Refernztakt die 10 MHz habe kann ich ein max. 7> Signifikante Stellen am Freuquenzgenerator erzeugen.>> Um höhere Auflösung zu erziehlen muss ich entweder eine längere Messzeit> wählen, oder die Referenzfrequenz erhöhen.
Oder noch einmal nachdenken, wieso du nur sieben Stellen bekommst. ;)
Nach deiner Logik bräuche man ja für 12 signifikante Stellen bei 1s
Torzeit, wie bei aktuellen Messgeräten, astronomische Frequenzen…
Falls du eine konkrete Schaltung für einen Zeitinterpolator möchtest:
http://www.ko4bb.com/dokuwiki/doku.php?id=precision_timing:pictic
Wieso das funktioniert und wie man generell genauer misst, kannst du
z.B. in alten HP-Journalen nachlesen, wo sie voller Stolz ihre vor 30
Jahren aktuellen Produkte mit Schaltungsdetails vorgestellt haben:
http://www.hpl.hp.com/hpjournal/journal.html
Heft Sept. 1980, Seite 23 beschreibt den Zeitinterpolator, spätere Hefte
andere Methoden.
Allgemein gibt es noch mehr Verfahren, um den bei der Messung
entstehenden Restfehler zu quantifizieren (google: time to digital,
durch die Masse an Ergebnissen durcharbeiten), aber diese
Zeitinterpolation scheint halbwegs einfach und präzise zu sein.
Leider bin ich nicht im Bilde, ob man nicht auch die Zellen in einem
CPLD als Verzögerungsleitungen mit definierter Länge missbrauchen kann
und somit eine präzise Verzögerungsleitung mit vielen Anzapfungen
bekommt. Das wäre mit Hobby-Mitteln dann auch noch zu realisieren und
ein Baustein für einen digitalen T2D-Konverter.
Hallo,
danke für die Antworten.
Das Prinzip der Interpolation klingt prinzipiell einfach, jedoch weis
ich nocht nicht wie es sich in meinem Falle speziell umsetzen lässt.
Interessant wäre es sicherlich.
Im Moment schwebt mir ein extra CPLD zur Steuerung und Zeitmessung der
Interpolation vor, da der Haupt-Zähler schon voll ist.
Im Prinzip muss diese Extra-Schaltung ja nur denn Offset der
Gate-Signalflanke zur Signalspannung messen.
Die eigentliche Messung erledigt dann der andere CPLD.
Werde mir mal Gedanken zur Realisierung machen und dann evtl. einen
extra Post aufmachen.
mfg Benedikt
mfg Benedikt
