HM8131-2: TCXO nachrüsten

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Hallo zusammen,

wer noch einen Hameg Funktionsgenerator HM8131-2 ohne der Option HO86 
(temperaturkompensierter Oszillator) besitzt, kann diesen recht einfach 
selber nachrüsten.

Auf der Platine sind Lötpunkte vorbereitet, die dem "Case style BF-79IS" 
(siehe 
http://www.aspen-electronics.com/files/KVG/datasheet/TCXO-G200.pdf) 
entsprechen. Den TXCO kann man recht gut einlöten, ohne das Gerät 
komplett zu zerlegen. Nach Abschrauben der rückseitigen Verkleidung wird 
das Gerät nach vorne aus dem grauen Blechgehäuse geschoben. Nun kann die 
obere Blechverkleidung abgeschraubt werden. Leider ist die Hauptplatine 
ziemlich umständlich montiert und wird auch durch den 
Speicherkarten-Sockel blockiert. Jedoch genügt es, wenn das Bodenblech 
gelöst wird. Es kann dann vorsichtig ein paar Zentimeter weggebogen 
werden, so dass man an die Lötpunkte kommt.

Anschließend muss der Jumper TP11 geöffnet werden. Bei meinem Gerät 
(Baujahr 1998) war dieser tatsächlich als zweipolige Pfostenleiste mit 
gesteckter Kurzschlussbrücke im Gerät vorhanden. Falls diese nicht 
bestückt ist: TP11 verbindet Pin 4 von IC2 (74HC244) mit Masse.
Nun snchronisiert sich der 40MHz-Oszillator des Geräts auf den TCXO.

Viel Spaß beim pimpen :-)

Grüßle,
Volker.

[Florian (flo-b)]

Hallo,

ich habe kürzlich ein HM8131-2 erstanden und hoffe nun darauf, diese 
Modifikation durchführen zu können.
Der Platz für das Bauteil und der Jumper sind tatsächlich vorhanden.

Der erwähnte TCXO-G200 ist nicht mehr verfügbar. War es das original 
Teil, welches von Hameg verbaut wurde?

Welcher Oszillator könnte hier passen, mechanisch und von den Daten her 
(Genauigkeit/TK/Alterung)?

Danke!

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Florian schrieb:

> Der erwähnte TCXO-G200 ist nicht mehr verfügbar. War es das original
> Teil, welches von Hameg verbaut wurde?

Vermutlich nicht, da Zufallsfund auf eBay. Aber, ehrlich gesagt, war mir 
das auch egal. Hauptsache, es funktioniert :-)

> Welcher Oszillator könnte hier passen, mechanisch

Wie ich vor 10 Jahren geschrieben habe: "Case style BF-79IS"

> und von den Daten her (Genauigkeit/TK/Alterung)?

Was erhoffst Du Dir davon? Hameg schreibt im Service-Manual zum HM8131-2 
lediglich:

Frequency specifications
(...)
TXCO (option HO86): ± (0.5 ppm x frequency + 30 μHz)

Ich vermute jedoch, dass es keine Straftat wäre, wenn Du einen TCXO mit 
Deiner Wunschgenauigkeit einbauen würdest. :-)

Auf Seite 12 des Service-Manuals findest Du die Schaltplanseite mit mit 
dem TCX0 (Sheet 7 of 7) links von der Bildmitte. Daraus kann man 
ablesen, dass der TCXO eine Frequenz von 10 MHz aufweisen sollte, mit 12 
V gespeist wird und dass das Ausgangssignal kapazitiv ausgekoppelt wird. 
Es sollte somit auch möglich sein, eine kleine Leiterplatte für die 
gängigen TCXOs im SMD-Gehäuse anzufertigen, inkl. passendem 
Spannungsregler.

Grüßle,
Volker

[Andrew T. (marsufant)]

Da passt jeder TCXO mit den passenden 12v/10MHz.

Und es gibt inzwischen auch sehr gute und bezahlbare OCXO, mit kleinem 
Stromverbrauch, die da passen.

[Florian (flo-b)]

Volker B. schrieb:
> Wie ich vor 10 Jahren geschrieben habe: "Case style BF-79IS"

Das ist wohl die Produkt- oder Herstellerspezifische Bezeichnung. Viel 
findet man dazu nicht.

Aber ich sehe schon, es gibt da wohl einen Industriestandard.
Der hier zB. müsste mechanisch und elektrisch passen:

https://www.digikey.com/en/products/detail/abracon-llc/AOCJY4B-10-000MHZ-SW/2441460

Was mir jedoch Sorgen bereitet sind die 4 Watt Leistungsaufnahme laut 
Datenblatt, verglichen mit den 0.12 Watt des "TCXO-G200".


Leider finde ich kein Service manual, nur das Handbuch/Datenblatt.

Muss der Output zwingend "sine wave" sein?

Volker B. schrieb:
> und dass das Ausgangssignal kapazitiv ausgekoppelt wird

Was bedeutet das?

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Florian schrieb:

> Das ist wohl die Produkt- oder Herstellerspezifische Bezeichnung. Viel
> findet man dazu nicht.

Das ist durchaus möglich. Ich hab' mich nicht weiter darum gekümmert.

> Der hier zB. müsste mechanisch und elektrisch passen:
>
> 
https://www.digikey.com/en/products/detail/abracon-llc/AOCJY4B-10-000MHZ-SW/2441460
>
> Was mir jedoch Sorgen bereitet sind die 4 Watt Leistungsaufnahme laut
> Datenblatt, verglichen mit den 0.12 Watt des "TCXO-G200".

Mir würden die 120 Euro Sorgen bereiten. Digikey hat auch moderne 
10-MHz-TXCOs mit  weniger als 1ppm für ein paar Euro im Programm. Du 
müsstest Dir nur eine kleine Leiterplatte anfertigen...

> Leider finde ich kein Service manual, nur das Handbuch/Datenblatt.

Sende mir Deine eMail-Adresse per PM.

> Muss der Output zwingend "sine wave" sein?

Vermutlich nicht, da das Signal auf einen Puffer mit differentiellem 
Eingang geht. Wenn Du genaueres wissen willst, guck' ins Datenblatt des 
MC10116.

>> und dass das Ausgangssignal kapazitiv ausgekoppelt wird
> Was bedeutet das?

DC-Offset spielt keine Rolle -- und die Chancen sind gut, dass das auch 
für Amplitude und Signalform gilt.

Grüßle,
Volker

[Andrew T. (marsufant)]

Florian schrieb:
> Volker B. schrieb:
>> und dass das Ausgangssignal kapazitiv ausgekoppelt wird
>
> Was bedeutet das?

Einige Nanofarad zw. Ausgang_TCXO  und Eingang_MC10116.

Da bei 10Mhz der Xc=1/(2*+PI*C) klein wird,  siehst Du schnell, das 
wenige Nanofarad reichen.
Ich würde mal so 22nF nehmen, weil gerade greifbar :-)

[Rob (rob040)]

Hallo Volker,

Ich möchte dieses Upgrade auch in meinem HM8131-2 nutzen.
Jetzt sehe ich im Datenblatt der KVG G-200-Serie, dass es zwei Versionen 
mit internem Trimmer gibt, eine mit einer Sinuswelle von 3Vpp (500 Ohm) 
und eine mit einer Sinuswelle von 0dBm (50 Ohm).
Welches hast du verwendet oder sind beide nützlich?

Grüße, Rob

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Rob schrieb:

> Jetzt sehe ich im Datenblatt der KVG G-200-Serie, dass es zwei Versionen
> mit internem Trimmer gibt, eine mit einer Sinuswelle von 3Vpp (500 Ohm)
> und eine mit einer Sinuswelle von 0dBm (50 Ohm).
> Welches hast du verwendet oder sind beide nützlich?

Ich habe ehrlich gesagt keine Ahnung und kann nach 11 Jahren auch nichts 
mehr dazu sagen.
Wenn Du auf Nummer sicher gehen willst, speise doch einfach 
versuchsweise entsprechendeSignale aus einem Funktionsgenerator bzw. 
einem entsprechend beschaltetem integrierten Oszillator ein und prüfe 
das Ergebnis.

Ansonsten gilt das, was ich oben geschrieben habe:
Beitrag "Re: HM8131-2: TCXO nachrüsten"

Grüßle,
Volker

[Rob (rob040)]

Ich verstehe, ich werde es mir ansehen. Möglicherweise muss ich einen 
Ersatz finden und mit einer reduzierten Platine arbeiten.

Grüße, Rob

[Andrew T. (marsufant)]

Rob schrieb:
> eine mit einer Sinuswelle von 3Vpp (500 Ohm)
> und eine mit einer Sinuswelle von 0dBm (50 Ohm)

Für Hameg Zähler: es wäre 3V  50 (nicht 500) Ohm.

Umrechnung z.B.
https://www.rfcafe.com/references/electrical/pwr2volts.htm

0dBm (50 Ohm) wäre ca. 0.3V peak.

[Rob (rob040)]

Danke Andrew, klar. 0,3V sind tatsächlich zu wenig.

[Andrew T. (marsufant)]

Rob schrieb:
> Danke Andrew, klar. 0,3V sind tatsächlich zu wenig.

Und das Tückische ist: die 0.3V können je nach Exemplarstreuung des 
nachfolgenden IC sogar gerade noch reichen um das Signal zu nutzen, aber 
dann bei Temperaturänderung ggfs. nicht mehr -- Du würdest dir
dann einen "Wolf" suchen um den Fehler zu finden.

[Rob (rob040)]

Ich habe einen TCXO installiert und er funktioniert einwandfrei.

Noch eine Frage, Volker B. gibt an, dass sich nach dem Einbau und Öffnen 
des Jumpers der 40MHz Oszillator mit dem TCXO synchronisiert.
Wie würde das passieren? Ich sehe da keine Regelung, kann es sein, dass 
der originale 40MHz Oszillator einfach nicht mehr verwendet wird?

Dies würde auch bedeuten, dass der Abgleich des 40MHz Oszillators 
entfallen kann...

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Rob schrieb:

> Noch eine Frage, Volker B. gibt an, dass sich nach dem Einbau und Öffnen
> des Jumpers der 40MHz Oszillator mit dem TCXO synchronisiert.
> Wie würde das passieren? Ich sehe da keine Regelung,

Die Bezeichnung PLL_ERR auf der besagten Schaltplanseite ist der 
Hinweis.
Der 40MHz-Oszillator wird beim Einbau eines Referenzoszillators zum VCO 
einer PLL, siehe:
https://de.wikipedia.org/wiki/Phasenregelschleife

> kann es sein, dass
> der originale 40MHz Oszillator einfach nicht mehr verwendet wird?

Nein, denn das FPGA mit dem DD-Synthesizer benötigt 40MHz und keine 
10MHz.

> Dies würde auch bedeuten, dass der Abgleich des 40MHz Oszillators
> entfallen kann...

Den Abgleich führt der Phasenkomparator der PLL permanent durch, wenn 
die MCU den Analogschalter IC11C betätigt (, was sie macht, wenn man's 
ihr über den erwähnten Jumper sagt oder einen externen Referenztakt an 
das Gerät anlegt). Dadurch wird über den Phasenkomparator der 
40MHz-Oszillator verstimmt, indem die Vorspannung der Kapazitätsdioden 
D6, D6 entsprechend des Phasenfehlers einstellt wird, was deren 
Kapazität beeinflusst.

Deshalb heißt das Teil Phasen*REGEL*Schleife.

Zur Übung darfst Du die anderen Teile der PLL suchen:
* Wo findet sich der Teiler durch 4?
* Wo (und wie) werden Referenz- und geteilter VCO-Takt verglichen?

Grüßle,
Volker

[Jens K. (jensky)]

Volker B. schrieb:
> Wie ich vor 10 Jahren geschrieben habe: "Case style BF-79IS"

Der Scroll dorthin dauert wenige Sekunden :-D

[Rob (rob040)]

Hallo Volker,

Danke für die Erklärung. Ich hatte D5 und D6 als Varicap vermisst. 
Deshalb habe ich nicht verstanden, wie sich die Frequenz verstellen 
lässt.
Der Übersichtlichkeit halber werde ich die Positionen der Schalter 
(74HC4053) mit einem offenen und geschlossenen TP11 abbilden und dabei 
dem Signalpfad und der Steuerung folgen.

Grüße, Rob

[Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)]

Hallo Rob,

Rob schrieb:

> Der Übersichtlichkeit halber werde ich die Positionen der Schalter
> (74HC4053) mit einem offenen und geschlossenen TP11 abbilden und dabei
> dem Signalpfad und der Steuerung folgen.

Das stelle ich mir schwierig vor, denn so wie ich den Schaltplan 
verstehe, werden die Analogschalter direkt von der MCU (IC24) 
geschaltet, siehe Blatt 2 des Schaltplans, IC27. Den Jumper TP11, bzw. 
dessen Signal OCX, wertet m.E. auch nur die MCU aus, über IC2A.

Das ist m.E. auch sinnvoll, denn die MCU muss ja auch die PLL aktivieren 
wenn ein externer 10MHz-Takt eingespeist wird -- oder deaktivieren, wenn 
sie nicht einrastet, siehe Signal /PLL_ERR.

Grüßle,
Volker

[Rob (rob040)]

Hallo Volker,

Ich verstehe, was Sie meinen. Vielleicht ist es nicht so einfach, wie 
ich dachte. Es war nur zum Spaß, es funktioniert alles einwandfrei.
Übrigens habe ich ein Tele Quarz Group TQTC 10-25 verwendet. Passt 
sowohl mechanisch als auch elektrisch ohne Änderungen. Leider kein 
Datenblatt gefunden.

Grüße, Rob