Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik Quarzfilter DCF77


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von Artjomka (Gast)


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Ich bastel mir zur Zeit einen DCF Empfänger.

Verstärker steht soweit und die Bitfolgen erscheinen deutlich auf dem 
Scope...

Ich möchte das ganze noch etwas störunempfindlicher um zumindest an die 
Qualität von fertig-Empfängern ran zu kommen.

Die bestehen ja alle aus einem AGC-Verstärker, Quarzfilter und 
Demodulator.

Ich stecke gerade beim Quarzfilter fest... Klassisch macht man das ja 
wohl passiv aus mehreren quarzen (crystal ladder).

Bei den Empfangsmodulen ist aber irgend ein aktiver Quarzfilter drin. 
Nur wie funktioniert das?

Außerdem ist mir aufgefallen, dass in meinem Empfangsmodul ein 7,503 kHz 
quarz verbaut. Ich nehme mal an da wird irgendwie die untere 
Quarz-Resonanzfrequenz genutzt oder was hat das für einen Grund?

Also ich bin auf der Suche nach Quellen/Schaltungen zu aktiven 
Quarzfiltern, möglichst nur mit einem Quarz und halbwegs passender 
Bandbreite (ich glaube so 10-20 Hz Bandbreite sollten für DCF reichen, 
oder?).

von Tom (Gast)


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...habe eine Schaltung aus einem anderen Thread aus diesem Forum 
angehängt. Ich bin nicht der Ersteller.

von Ralph B. (rberres)


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Das in dem Schaltbild gezeigte Quarzfilter wird nur eine weitabselektion 
von ca 20db haben.

Quarzfilter für das DCF77 Signal sind zwar sinnvoll, aber sehr teuer, 
wenn der Quarz vernünftige Güten haben sollen.

Ich hatte 1994 in meinen DCF77 Frequenznormal ein Quarzfilter bestehend 
aus 4 Stück 77,695 KHZ Quarzen aufgebaut. Seinerseits hatte ich mir die 
Quarze bei der Fa Quarztechnik Müller in Daun herstellen lassen. Sie 
sind ca 8cm lang und haben damals um 270 DM gekostet.

Dafür habe ich ein Quarzfilter mit 10Hz 3db-Bandbreite und 80db 
Weitabselektion, welche benachbarte Störsignale ( 5*Zeilenfrequenz etc) 
zuverlässig ausfilterte.

Ich hatte damals mit ziemlich vielen Lösungsmöglichkeiten 
experimentiert, auch Stimmgabelfilter und Sallen&Key 
Bandpassfilterschaltungen.

Zum Schluss ist dann bei mir doch ein 4poliges Ladderfilter entstanden.

Ob du aber bereit bist den Preis dafür zu zahlen?

Heute gibt es ja relativ preiswert gebrauchte Rubidium Frequenznormale, 
mit denen man sicherlich eine bessere Stabilität und Genauigkeit der 
Frequenz erzielen kann, als mit einen DCF Frequenznormal.

Und nur für eine Uhr braucht man meines Erachtens den Aufwand nicht zu 
treiben. Da syncronisiert man die Quarz-Uhr nachts um 3 Uhr einmal 
täglich mit DCF77 und gut ist.

Ralph Berres

von Hmm (Gast)


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@ Ralph Berres

>Heute gibt es ja relativ preiswert gebrauchte Rubidium Frequenznormale,
>mit denen man sicherlich eine bessere Stabilität und Genauigkeit der
>Frequenz erzielen kann, als mit einen DCF Frequenznormal.

Kann man daraus folgern, das es Deiner Ansicht nach nicht sinnvoll ist 
einen Rubidium-Oszillator mit DCF77 als Referenz zu regeln?

von Ralph B. (rberres)


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Hmm schrieb:
> Kann man daraus folgern, das es Deiner Ansicht nach nicht sinnvoll ist
>
> einen Rubidium-Oszillator mit DCF77 als Referenz zu regeln?

Kann man machen, und wird auch gemacht, was extrem aufwendig ist.

Jedoch sind die dafür erforderlichen Regelzeitkonstanten im Stunden bis 
Tagebereich, so das es auf eine voll digitale Regelstrecke hinausläuft.

Eine rein analoge Regelung stößt hier wirklich an seine Grenzen.

Ich gehe mal von aus, das der TE ( falls es sich um ein Frequenznormal 
handelt) eine analoge PLL hat, und sich mit der damit erreichbaren 
Stabilität von maximal 10exp-8 zufrieden gibt. Für eine höhere 
Stabilität braucht man dann wieder eine Regelzeitkonstante von ca. 3 
Stundenund vor allem einen hochstabilen Quarzofen mit doppelter 
Temperaturregelung.

Der Quarz darf nämlich innerhalb der Regelzeitkonstante nicht mehr 
weglaufen, als die Stabilität die man erzielen will.

Der disziplinierte Oszillator muss grundsätzlich die Kurzzeitstabilität 
bereitstellen. Die Leitfrequenz ist grundsätzlich nur für die 
Langzeitstabilität verantwortlich.

von Wolfgang (Gast)


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Artjomka schrieb:
> Ich möchte das ganze noch etwas störunempfindlicher um zumindest an die
> Qualität von fertig-Empfängern ran zu kommen.

Was heißt für die Qualität?
Langzeitstabilität, Kurzzeitgenauigkeit/Jitter, Uhrzeitanzeige ohne 
RTC-Backup, Zeitbasis ...

von Harald W. (wilhelms)


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Hmm schrieb:

> Kann man daraus folgern, das es Deiner Ansicht nach nicht sinnvoll ist
> einen Rubidium-Oszillator mit DCF77 als Referenz zu regeln?

Ich bin mir jetzt zwar nicht ganz sicher, aber ich glaube
DCF77 arbeitet auch mit Rubidium-Oszillator. Allerdings
kann der Oszillator per Fernwartung von BS aus nachgestimmt
werden, um sich der Weltzeit anzupassen. Entgegen anderslau-
tender Meinung wird DCF77 jedenfalls nicht von den in BS
stehenden Cäsiumuhren direkt gesteuert.
Gruss
Harald

von Harald W. (wilhelms)


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Artjomka schrieb:

> Ich bastel mir zur Zeit einen DCF Empfänger.

> Ich stecke gerade beim Quarzfilter fest...

Vielleicht solltest Du statt eines quarzgefilterten Geradeaus-
Empfängers eher einen Super bauen. Einen passenden Schaltplan
gab es z.B mal vor vielen Jahren von der Zeitschrift elrad.
Gruss
Harald

von Ralph B. (rberres)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Entgegen anderslau-
>
> tender Meinung wird DCF77 jedenfalls nicht von den in BS
>
> stehenden Cäsiumuhren direkt gesteuert.

Doch wird es. Die DCF77 übermittelt sowohl die amtliche Zeit der Ptb, 
als auch die Frequenz eines Cäsiumfrequenznormales modernster Bauart.

Die GPS Satelitten haben einen Rubidiumnormal an Board.

Harald Wilhelms schrieb:
> Vielleicht solltest Du statt eines quarzgefilterten Geradeaus-
>
> Empfängers eher einen Super bauen.

Wenn man nur die codierte Zeit benötigt, wäre das die Lösung.

Bei einen Frequnznormal würde ich eher einen Geradeausempfänger 
vorziehen, weil die Localfrequenz eines Supers in der Stabilität 
sicherlich schlechter ist, als ein Cäsiumnormal.

Ralph Berres

von Harald W. (wilhelms)


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Ralph Berres schrieb:

> Die DCF77 übermittelt die amtliche Zeit der Ptb,

Die deutsche PTB ist nicht der Nabel der ganzen Welt. Die Weltzeit
wird aus dem gewichteten Mittel von vielen Atomuhren auf der ganzen
Welt ermittelt.
Gruss
Harald
PS: Die Zeiten, wo es hiess: "Am deutschen Wesen soll die Welt genesen."
sind m.E. zum Glück schon lange vorbei.

von Ralph B. (rberres)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Die deutsche PTB ist nicht der Nabel der ganzen Welt. Die Weltzeit
>
> wird aus dem gewichteten Mittel von vielen Atomuhren auf der ganzen
>
> Welt ermittelt.

Ändert aber nichts an der Tatsache, das die von DCF77 gelieferte Zeit 
aus einen Cäsiumfrequenznormal der deutschen PTB abgeleitet wird, genau 
wie die Trägerfrequenz von dem DCF77-Signal.

Ralph Berres

von Hmm (Gast)


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Na, na, na! Ich denke nicht das Ralph Aussagen mit kultureller Tragweite 
machen wollte.

von Matthias (Gast)


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Ralph Berres schrieb:
> Die GPS Satelitten haben einen Rubidiumnormal an Board.

Die GPS Satelliten haben sowohl Rubidium Normale als auch Caesium Uhren. 
Die "Kurzzeit"-Stabilität der Uhren ist besser als 2e-13 (24h). Über 
längere Zeiten sind die Caesium Uhren mehr als einen Faktor 10 genauer
http://www.dtic.mil/cgi-bin/GetTRDoc?AD=ADA515562

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Artjomka schrieb:
> Außerdem ist mir aufgefallen, dass in meinem Empfangsmodul ein 7,503 kHz
> quarz verbaut. Ich nehme mal an da wird irgendwie die untere
> Quarz-Resonanzfrequenz genutzt oder was hat das für einen Grund?

Vielleicht benutzen sie ein switched capacitor filter (SCF)?

Für 77,5 kHz sollte man auch noch brauchbare LC-Filter bauen können.
Diese Möglichkeit (gute, steilflankige Filter ohne Spezialbauteile)
war früher zuweilen ein Grund, einen Kurzwellenempfänger als
Dreifachsuperhet aufzubauen.

In Zeiten, da die 5. Harmonische der Fernseher-Zeilenablenkfrequenz
bei 78,125 kHz immer weniger ein Problem wird, sollte man für einen
Eigenbauempfänger mit der LC-Filter-Variante durchaus zu akzeptablen
Ergebnissen kommen, da es auf 100 Hz mehr Bandbreite nicht mehr ganz
so sehr ankommt.

von Harald W. (wilhelms)


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Jörg Wunsch schrieb:

> Für 77,5 kHz sollte man auch noch brauchbare LC-Filter bauen können.

Irgendwie habe ich den Eindruck, das zusammen mit den Röhren auch
die LCs immer mehr aussterben. Vermutlich, weil sie doch einen etwas
längeren Abgleichaufwand efordern und man den in Industriegeräten
nicht mehr haben will.
Gruss
Harald

von Artjomka (Gast)


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Erstmal vielen Dank für eure Antworten, das bringt mich schon mal etwas 
weiter.

Es geht rein um den Zeitzeichenempfang. Habe keinen Bedarf für ein 
Frequenznormal.

Der Plan ist im moment folgendes zu realisieren:

- Impedanzwandlung mit BF245 (Antenne hängt direkt am Gate)
- Eventuell ein Transistorverstärker mit z.B. BC549 zusätzlich zum 
AGC-Verstärker (optional mit LC oder Quarz- bzw. SC-Filterung des 
RF-Signals)
- Mischen mit 78125 Hz mittels AD633 oder ähnlich (bei der Frequenz kann 
man einen echten analog-Multiplizierer nehmen, oder?)
- Aktiver ZF-Filter für die 625 Hz
- Hüllkurvendemodulator und Flankenerkennung

Eventuell alles ein bischen übertrieben (weil ein geradeaus-Empfänger ja 
ausreichend wäre), aber vom Ansatz her nicht komplett daneben, oder?
Es geht eher um die sportliche Herausforderung sich mit diesen ganzen 
Schaltungsteilen zu beschäftigen, sie zu realisieren und zu basteln :-)

Ja, gut möglich das es sich um einen Switched Capacitor handelt bei den 
Fertigmodulen. Ich hab die Bezeichnung schon mal gehört, mich aber nie 
damit auseinander gesetzt, werde ich mir mal anschauen. Vielleicht ist 
das ja geeignet.

Irgendwelche Quarze schleifen zu lassen, die ich dann wohlmöglich auch 
noch vom Papst höchstpersönlich segnen lassen muss, wäre mir doch etwas 
zu aufwendig ;-)

Ich glaube auch nicht, dass ich daraus einen ordentlichen Filter bauen 
könnte (auch nicht mit kirchlichen Segen).


Vielen Dank erstmal soweit, vielleicht könnt ihr mir ja noch ein paar 
Tipps geben!

von Artjomka (Gast)


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Die Schaltung in der ersten Antwort hatte ich ganz ähnlich aufgebaut. 
Ich habe 10pF in Reihe zum Quarz und 10kOhm gegen Masse (das Poti in der 
Schaltung) verwendet.

Die 20dB könnten hin kommen. Ich habe das mit einem Funktionsgenerator 
und Oszilloskop überfahren und weit ab von der Resonanzfrequenz des 
Quarzes hatte ich noch ca. 1/10 Amplitude.
Allerdings war die Bandbreite nur so ca. 1-2 Hz... und ich hatte eben 
nur einen 75,503 Hz Quarz zur Hand.

Ich stelle mir das so vor, dass selbst wenn ich jetzt einen scharfen, 
idealen Filter mit <1Hz Bandbreite hätte könnte ich das Signal zwar noch 
empfangen aber würde nur einen kleinen teil der vom Sender abgestrahlten 
Energie zum Empfang des Signals nutzen - richtig?

von Ralph B. (rberres)


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Für einen reinen Zeitzeichenempfang ist das mit dem 
Überlagerungsempfänger keine schlechte Idee. Man spart sich dann die 
teuren Quarze ein.

Aber 1Hz Bandbreite ist zu wenig. Die Impulse sind 100ms für Low und 
200msek für High breit. Um die 100ms von den 200ms noch eindeutig 
unterscheiden zu können brauchst du 10Hz Bandbreite.

Ralph Beres

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Die Elrad-Schaltung gab es in zwei Versionen. Das Superhet-Verfahren war 
gleich, mit 625Hz Zwischenfrequenz, aber die zweite Version hatte ein 
Filter mit Gyrator.

Auf der letzten Dorstener GHz-Tagung ( http://www.ghz-tagung.de/ ) gab 
es einen Vortrag von DG6OBE zum Thema Frequenznormal für den 
Hausgebrauch. Interessant ist, dass GPS-Empfänger speziell für diese 
Anwendung gebaut werden, hier im Bild der M12 in zwei Versionen.
DCF77 oder auch Loran sind wesentlich schlechter als GPS, wie man sieht.

Satelliten unter 40 Grad Erhebungswinkel werden für den 
Referenzfrequenzempfang ausgeblendet, da die Laufzeitschwankungen dort 
deutlich größer sind.

von HildeK (Gast)


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Tom schrieb:
> ...habe eine Schaltung aus einem anderen Thread aus diesem Forum
> angehängt. Ich bin nicht der Ersteller.

Der bin ich. Das Netz vergisst nichts :-)

Ralph Berres schrieb:
> Das in dem Schaltbild gezeigte Quarzfilter wird nur eine weitabselektion
> von ca 20db haben.

Die Weitabselektion habe ich nie gemessen, wichtig war mir die Dämpfung 
bei 78125Hz, die 5.OW der TV-Zeilenfrequenz.
Die Empangs-Bandbreite kann man mit dem Poti am Gate von T4 einstellen. 
Sie ist auf Werte unter 10Hz einstellbar. Da wird dann schon die 
Modulation teilweise herausgefiltert ....
Die Schaltung wurde Anfang der 80er Jahre erstellt und läuft heute noch. 
Ohne Probleme, denn ich zeige jede Minute genau das an, was soeben 
empfangen wurde - ohne µC, Plausibiltätsprüfung o.ä. O.K., bei starken 
Gewittern oder einem Senderausfall hatte ich schon mal keine Uhrzeit. 
Ich kann mich aber nicht erinnern, wann sie zum letzten Mal Schrott 
angezeigt hat.
Nur die Antenne auf einem konventionellen Röhrenfernseher platziert - 
das geht nicht damit. Aber so ab 1..2m Abstand ist das kein Problem 
mehr.

> Quarzfilter für das DCF77 Signal sind zwar sinnvoll, aber sehr teuer,
> wenn der Quarz vernünftige Güten haben sollen.
Ich meine mich zu erinnern, dass er rund 40DM gekostet hat. Die Firma 
hieß Wuttke-Quarze und hat den auf Anfrage geschliffen. Das Teil ist so 
rund 5cm lang und 1cm breit ...

Den Empfänger in dem Schaltbild hatte ich damals auf meine 
Empfangsverhältnisse angepasst (ich wohne etwa 135km von Mainflingen 
entfernt). Das betrifft vor allem die Verstärkung der vorderen Stufen. 
Allerdings kann er auch noch etwa 10...15dB kleinere Signalpegel richtig 
empfangen. Die 'Regelung' steckte im Demodulator mit T6 und den 
Bauteilen zwischen T5 und T6. Der dicke Elko hält für die 100ms bzw. 
200ms den DC-Pegel, so dass der T6 sperrt. Das war mal ein Vorschlag in 
der Funkschau.

Artjomka schrieb:
> - Mischen mit 78125 Hz mittels AD633 oder ähnlich (bei der Frequenz kann
> man einen echten analog-Multiplizierer nehmen, oder?)

Kann man, aber ein einfacher Analogschalter (CD4066) reicht da mit 
Sicherheit auch. Deine gewählte Frequenz ist dann optimal, wenn dein 
Hauptstörer die 5.OW der TV-Ablenkfrequnz ist.
Ja, dein beschriebener Ansatz ist so ok. Würde ich heute auch so machen.

von Ulrich (Gast)


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Das mit der ZF ist schon eine ganz gute Idee, allerdings sind 625 Hz 
recht wenig, da hat man die Spiegelfrequenz recht dicht dran und hat es 
relativ schwer die zu unterdrücken. Als Mischer reicht ein Schalter oder 
auch ein einfacher MC1496.

Wenn man mal was neues Probieren will, könnte man das ganze ab der ZF 
auch weitgehend digital per µC verarbeiten, ggf. auch als I/Q System mit 
2 Mischern um 90 Grad in der Phase versetzt - das Reduziert das Problem 
mit der Spiegelfrequenz, die 600 Hz ZF wären dann OK. Auch könnte man so 
das phasenmodulierte Signal mit nutzen.

von Harald W. (wilhelms)


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Ulrich schrieb:
> Das mit der ZF ist schon eine ganz gute Idee, allerdings sind 625 Hz
> recht wenig, da hat man die Spiegelfrequenz recht dicht dran

Wieso? Gibts denn auf der Spiegelfrequenz andere Sender mit ähnlich
grosser Amplitude?
Fragt sich
Harald

von Ralph B. (rberres)


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Harald Wilhelms schrieb:
> Wieso? Gibts denn auf der Spiegelfrequenz andere Sender mit ähnlich
>
> grosser Amplitude?

Im Zweifel die Oberwellen irgendwelcher Schaltnetzteile.

Es macht schon Sinn ein 10Hz breites Filter am Eingang vorzusehen.

Die Chancen, das eine Oberwelle eines Schaltnetzteiles ausgerechnet in 
das 10 Hz breite Empfangsfenster des DCF77 Empfängers reinfällt, sind 
nicht all zu hoch. Die Chancen steigen aber , wenn 1. das Fenster 
breiter wird, 2. es mehrere Empfangsfrequenzen gibt ( Spiegelfrequenz).

Ulrich schrieb:
> Wenn man mal was neues Probieren will, könnte man das ganze ab der ZF
>
> auch weitgehend digital per µC verarbeiten, ggf. auch als I/Q System mit
>
> 2 Mischern um 90 Grad in der Phase versetzt

Gute Idee, solange man sich auf Zeitzeichenempfang beschränkt.

HildeK schrieb:
> Ich meine mich zu erinnern, dass er rund 40DM gekostet hat. Die Firma
>
> hieß Wuttke-Quarze und hat den auf Anfrage geschliffen. Das Teil ist so
>
> rund 5cm lang und 1cm breit ...

Das deckt sich im etwa mit meinen Quarzen. Obwohl meine sind ca 2cm 
breit und 1cm dick. Ich habe bei meinen DCF Empfänger ein vierpoliges 
Quarzfilter bestehend aus 4 einzelne Quarzen als Ladderfilter 
realisiert.
Die Quarze hatten damals zusammen 176 DM gekostet.

Nur so hatte ich eine Weitabselektion von mehr als 80db erzielen können.

Diese war auch damals unbedingt notwendig, wegen den vielen 
Röhrenfernseher, welche einen unglaublichen Müll abgestrahlt haben.

Heute gibt es kaum noch Röhrenfernseher, dafür eine Unmengen 
Schaltnetzteile. Im Gegensatz zu den Röhrenfernseher, dessen 
Störfrequenz ja wenigstens bekannt und konstannt blieb, hat man es heute 
mit Störquellen zufälliger und unbekannter Frequenzen zu tun, die 
durchaus auch mal näher als 625Hz sich den 77,5KHz nähern können. Das 
sollte man immer im Hinterkopf behalten.

Insofern kann man heute im Gegensatz zu früher nicht voraussagen, welche 
Anforderungen an das Eingangsfilter gestellt werden müssen.

Eines hat sich nicht geändert. Der Eingangsteil muss bis zum Filter 
verdammt große Signale verarbeiten können. Denn die Störsignale sind oft 
um ein vielfaches stärker als das Nutzsignal.

Aus diesem Grunde hatte ich damals für die Antenne bis zum Filter eine
Kathodynschaltung benutzt, wie es in den 60ger Jahren als Eingangsteil 
bei Fernseher üblich waren.

Ralph Berrs

von Hmm (Gast)


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@ Ralph Berres

Du schriebst über die I/Q-Variante:

>Gute Idee, solange man sich auf Zeitzeichenempfang beschränkt.

und vorher etwas kritisches zu Überlagungsempfang.

Magst Du vielleicht etwas näher ausführen, warum Du das nur für den 
Zeitzeichenempfang aber nicht für eine Referenz für sinnvoll hälst?

von Ralph B. (rberres)


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Hmm schrieb:
> Magst Du vielleicht etwas näher ausführen, warum Du das nur für den
>
> Zeitzeichenempfang aber nicht für eine Referenz für sinnvoll hälst?

Du müsstest für einen IQ Signal zu gewinnen das Eingangssignal erst mal 
mit einer LO-Sin Frequenz und LO-Cos Frequenz mischen, um den I und Q 
Kanal zu gewinnen.

Diese LO Frequenz geht aber mit seiner Stabilität voll in das runter 
gemischte Signal ein. Deswegen werden in der Regel bei Frequnznormale 
immer Geradeausempfänger benutzt, weil es eben dort keine LO Frequenz 
mit seiner eigenen Instabilität gibt.

Ralph Berres

von Hmm (Gast)


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@ Ralph
Ich denke, auch das Rauschen wird etwas höher, aber das nur nebenbei.

Aber, beim Überlagerungsempfänger gilt doch, das wenn die LO-Frequenz zu 
niedrig ist, das Mischergebnis zu hoch ist. (Abwärtsmischung 
vorausgesetzt). Umgekehrt gilt das selbe. Regelt man die LO-Frequenz mit 
dem Empfangssignal als Referenzfrequenz nach, dann gleicht sich das doch 
selbst aus, stabilisiert sich die LO-Frequenz doch sozusagen selbst. 
Oder verstehe ich was nicht?

von Hmm (Gast)


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@ Ralph Berres

Verstehe mich bitte recht. Ich widerspreche aus rethorischen Gründen, 
nicht weil ich meine das Du unrecht hast. Du wirst wahrscheinlich recht 
haben, aber das Argument mit der LO-Genauigkeit überzeugt mich noch 
nicht. Fehlt da noch ein Gesichtspunkt?

von Hmm (Gast)


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@ Ralph Berres

Ich vermute, Du vergleichst Du die Kurzzeitstabilität des LO mit der 
Durchlaufzeit des Empfangssignals durch den Mischer, die ZF-Stufen, 
ZF-Filter und Schleifenfilter.

Ist die Kurzzeitstabilität des LO gering im Vergleich zur Durchlaufzeit, 
so wird es lange dauern bis der LO wieder auf den Sollwert geregelt ist. 
Der LO wird häufig und in hohem Maß abweichen. Ist die Stabilität hoch, 
so wird weniger und weniger häufig nachgeregelt.

von Ralph B. (rberres)


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Hmm schrieb:
> Ich vermute, Du vergleichst Du die Kurzzeitstabilität des LO mit der
>
> Durchlaufzeit des Empfangssignals durch den Mischer, die ZF-Stufen,
>
> ZF-Filter und Schleifenfilter.

Hauptsächlich das Schleifenfilter, welche die Regelzeitkonstante 
bestimmt.

Dieser muss bei 10exp-9 Stabilität schon deutlich größer sein als 1000 
Sek.

( 1/10MHz entspricht erst 10exp-7). Innerhalb dieser Zeit darf der zu 
disziplinierende 10MHz Oszillator um nicht mehr als eben diese 10exp-9 
auf die Wanderschaft gehen.

Das selbe gilt auch für den Lokaloszillator des Überlagerungsempfängers, 
falls man sowas einsetzen will.

Das verstehe ich unter Kurzzeitstabilität.

Die Langzeitstabilität ( über Tage oder gar Jahre betrachtet ) wird von 
der Leitfrequenz ( 77,5KHz ) bereit gestellt.

Mit einem Überlagerungsempfänger handelt man sich als zusätzliche 
unbekannte und potentiell unstabile Frequenz noch den Lokaloszillator 
ein.

Es bedarf schon viele Kunstgriffe um sowas auch noch zu disziplinieren.
In der Zeitschrift Funkamateur wurde so ein Verfahren vom OM Norbert 
Graupner beschrieben. Ich kann aber nichts dazu sagen wie stabil das 
wirklich arbeitet.

Da ist mir in diesem Falle der Geradeausempfänger schon lieber. Wenn der 
Aufwand, sowas stabil und selektiv hinzubekommen, auch nicht gerade 
trivial ist ( teure Quarzfilter, wegen der notwendigen riesigen 
Verstärkungen nicht ganz einfach ruhig, das heist ohne Eigenerregung, zu 
bekommen).

Man könnte theoretisch mit der selben Lokalfrequenz erst runter und dann 
wieder raufmischen, um auf einer niedrigen ZF von 1-2 KHz ein aktives 
Bandfilter für die Selektion zu bauen. Ein driften der Lokalfrequenz 
erzeugt aber die Gefahr, das das Empfangssignal aus der ZF 
Durchlasskurve rausläuft.
Auserdem wird die erste Mischstufe mit mitunter extremen 
Auserbandsignalen belastet, welche im Mischer durch übersteuern 
derselben eine Phasenmodulation erzeugen könnte.

Auserdem addiert sich das Phasenrauschen des Lokaloszillators 2 mal.
Das kann sich aber fatal auf die Stabilität auswirken, da letztendlich 
die Phasenabweichung zwischen DCF77 und runtergeteilten 10MHz Oszillator 
ausgeregelt wird.

Ralph Berres

von Hmm (Gast)


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@ Ralph Berres

>Hauptsächlich das Schleifenfilter, welche die Regelzeitkonstante
>bestimmt.
>Dieser muss bei 10exp-9 Stabilität schon deutlich besser sein als 1000
>Sek. ( 1/10MHz ). Innerhalb dieser Zeit darf der zu disziplinierende 10MHz
>Oszillator um nicht mehr als eben diese 10exp-9 auf die Wanderschaft
>gehen.
>Das selbe gilt auch für den Lokaloszillator des Überlagerungsempfängers,
>falls man sowas einsetzen will.

Nun, ich sehe das genauso.

>Es bedarf schon viele Kunstgriffe um sowas auch noch zu disziplinieren.
Die wären doch interessant.

>In der Zeitschrift Funkamateur wurde so ein Verfahren vom OM Norbert
>Graupner beschrieben.

Ja. Ich habe mal begonnen seine Schaltung zu simulieren. Hier: 
Beitrag "Funkamateur DCF77 Empfänger/Normal - LTSpice Simulation des Analogteils"

Der setzt übrigens einen Oszillator von +-20ppm (d.h. also 20E-9) ein.

>Man könnte theoretisch mit der selben Lokalfrequenz erst runter und dann
>wieder raufmischen, um auf einer niedrigen ZF von 1-2 KHz ein aktives
>Bandfilter für die Selektion zu bauen. Ein driften der Lokalfrequenz
>erzeugt aber die Gefahr, das das Empfangssignal aus der ZF
>Durchlasskurve rausläuft.

Nun, eine andere Idee wären verstellbare Filter. Auch die Möglichkeit 
die Phasemodulation mit einzubeziehen, da man durch dekodierung des 
Signals aus der vorherigen Minute ja die Sollwerte kennt. Weiter wird in 
dem Konzept von Graupner in den Austastlücken nicht geregelt. Aber 
soweit bin ich noch nicht.

Ich sehe halt auch, das z.B. Rohde&Schwarz eine Art Geradeaus-Empfang 
macht. Die sind ja auch nicht ganz dumm gewesen. Was mich interessiert, 
ist, ob wir da von Grössenordnungen von Stabilität reden oder nur von 
Graden.

Danke für Deine Antworten.

von Hmm (Gast)


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Bin so am überlegen ob man das nicht evtl. eine Ebene abstrakter 
simulieren sollte. Etwa mit Ptolemy.

von Hmm (Gast)


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Uups.

>Der setzt übrigens einen Oszillator von +-20ppm (d.h. also 20E-9) ein.

Muss wohl 20E-7 heissen bei 10MHz. (Jedenfalls drei Zehnerpotenzen 
zuviel.

von Ralph B. (rberres)


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Hmm schrieb:
> Auch die Möglichkeit
>
> die Phasemodulation mit einzubeziehen, da man durch dekodierung des
>
> Signals aus der vorherigen Minute ja die Sollwerte kennt.

HMMm Damit habe ich mich ehrlich gesagt noch nicht auseinander gesetzt.

Hmm schrieb:
> Ich sehe halt auch, das z.B. Rohde&Schwarz eine Art Geradeaus-Empfang
>
> macht. Die sind ja auch nicht ganz dumm gewesen.

Das sind sie auch heute noch nicht :-).

Ich hatte 1994 bei meinen DCF77 Frequenznormal mir das digitale 
Regelkonzept von R&S zum Vorbild genommen. Aber das ist alles andere als 
trivial. Letztendlich habe ich eine Stabilität von etwa 10exp-9 
erreicht.
Aber auch nicht viel besser.

Der Oszillator war ein Quarzthermostat aus einen SMG von R&S welches 
auch mit 1*10exp-9/Tag angegeben war. Das Gesamtergebnis war das er 
immer mal einen Ausreiser mit maximal 1*10exp-9 macht, aber es auch 
Phasen gibt, wo er mal auf 1*10exp-10 kommt. Gemessen habe ich das mit 
einen Ringmischer, welches die 10MHz aus meinen DCF Frequenznormal und 
aus einen R&S XRB Rubidiumnormal vergleicht. Nach einen Tiefpass so um 
1KHz bleibt dann eine Gleichspannung übrig, welches ich mit dem HP34401 
über mehrere Tage mit Hilfe von Excel gespeichert habe. ( So im 10 
Minutenabstand ).
Die Stabilität und Frequenzabweichung des Rubidiumoszillators spielt 
hier allerdings voll mit rein.

Man kann dann aus der Steilheit der Kurve die Frequenzabweichung 
ableiten.

Ralph Berres

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