Ich mach mal einen eigenen Thread zu dem Thema auf ... Im Patent US6091281 wird beschrieben wie eine genaue Referenzspannungsquelle mit Hilfe einer VCTXO erzeugt werden kann. http://www.google.ch/patents/US6091281 Dazu gibt es Diskussionen auf VoltNuts und eevblog. https://www.febo.com/pipermail/volt-nuts/2016-Octo...https://www.febo.com/pipermail/volt-nuts/2016-October/004969.html http://www.eevblog.com/forum/metrology/another-method-to-get-a-precision-voltage-reference-does-it-make-sense/ Der Aufwand und die Kosten kommen schon in die Grössenordnung einer LTZ1000 aber wenn man dazu noch eine stabile Referenzfrequenz haben möchte relaviert sich das und die Stabilität soll besser sein. Für genaue Frequenzen nutzt man am besten ein GPSDO und dort könnte man die Regelspannung nach der PLL theoretisch als Referenzspannung verwenden wenn man die auch noch auf Rauschen optimiert. Eine digitale PLL könnte auch die Abweichung dokumentieren und über einen DAC evtl. auch den Spannungsausgang der Referenz (im ppm Bereich) noch korrigieren. Hat hier irgend jemand ein GPSDO und ein genaues Multimeter und könnte das mal als Anhaltspunkt loggen ?
Mein GPSDO ist dafür wohl zu schlecht. Ich habe aber einen Doppelofenquarz mit eingebauter Referenz für die Ziehspannung und dachte da auch mal, dass der dann ja sicher ne tolle Referenzspannung mitbringt. Dem ist aber nicht so. Der DOCXO ist auch relativ unempfindlich was die Spannung angeht. Soll heißen mit 0-5V kann man den nicht sehr weit ziehen dementsprechend muss die Spannung auch nicht super stabil sein. Und da frage ich mich dann ob es überhaupt sinnvoll ist als Spannungsnormal einen VCO zu nutzen. Ist da nicht meinst eine Varactor-Diode drin um den Oszillator zu verstimmen? Ich glaube irgendwie nicht, dass das Verhältnis von Spannung zu Frequenz wirklich so stabil ist, dass man damit einer LTZ1000 auch nur annähernd das Wasser reichen könnte.
Ich habe hier auch OCXO mit eingebauter Referenzspannungsquelle für die Abstimmung. Vielleicht könnte man die verwenden und mit der PLL Ausgangsspannung irgendwie verrechnen. Das war auch meine Beführchtung, das die Regelsteilheit viel zu gering ist. Bei meinen OCXO liegt der Abstimmungsbereich bei 3ppm. Das könnte man zwar spreitzen aber dann kommt man schnell in Grössenordnungen wo Rauschen und Thermospannungen einem das Leben schwer machen. Interessant wäre es aber schon, weil man durch GPS auch eine Langzeitstabilität bekommen sollte ... Eine LTZ1000 ohne Nachkalibrierung wäre ja auch was schönes ;-)
Ein VCO als Spannungsreferenz ist sehr um die Ecke. Fast immer ist da eine (ggf. auch mal 2) Varactordiode drin. Wenn überhaupt würde man eine Kapazitätsbrücke mit einer (oder 2) Varactordioden und Stabilen Vergleichskondensatoren (ggf. auch spannungsabhängig) nutzen. Das ganze dann in einer Regelschleife um die Brücke Abzugleichen und mit Temperaturregelung. Einen kleinen Vorteil hat so einen Varactordiode / kapazitive Brücke schon: die Brücke hat fast keine Verlustleistung und kann daher gut thermisch stabilisiert werde. Als Nachteil ist man aber empfindlich auf Drift parasitärer Kapazitäten, etwa durch Feuchtigkeit in der Platine. Das ganze sollte also schon hermetisch gekapselt sein. Bessere Chancen für einen alternative Referenz sehe ich da eher in einem JFET und passendem Widerstand als Konstant-Stromquelle.
Lurchi schrieb: > Bessere Chancen für einen alternative Referenz sehe ich da eher in einem > JFET und passendem Widerstand als Konstant-Stromquelle. Das wäre dann das hier: http://www.eevblog.com/forum/metrology/building-your-own-voltage-reference-the-jvr/
>Im Patent US6091281 wird beschrieben wie eine genaue Referenzspannungsquelle mit
Hilfe einer VCTXO erzeugt werden kann.
Ja, ja. Wie druecke ich ein Patent raus, aka ich will auch ein Patent.
Nicht alles was patentiert ist gut, und nicht alles muss funktionieren.
Bei genauer Ansicht von Patenten, faellt auf, dass Patente erstmal
Geschaeftsinteressen verfolgen, zweitens die Erfindungshoehe zwischen
negativ, Null und quasi Null liegt. Und vielfach gar nicht erst
funktioneren. Verkuerzt : Patente sind oft Ramsch, Dreck, Abfall. Wenn
man auch nur 5 Minuten ueberlegt kommt etwas besseres raus.
Offensichtlich hattest Du schon einen Vorahnung: Hans-Georg L. schrieb: > ... Abfallprodukt ? Ich würde das frequenzbestimmende, spannungsabhängige Bauteil nicht dazu benutzen, um eine Referenzspannung damit zu regeln. Aber die Firma hat ein Patent mehr. Damit ist sie bei einer Übernahme mehr wert. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Ich würde das frequenzbestimmende, spannungsabhängige Bauteil nicht dazu > benutzen, um eine Referenzspannung damit zu regeln. > Immerhin wird dieses Bauteil benutzt um Oszillatoren auf 0,01 ppm stabil zu halten. Ich glaube auch nicht, das man mit diesem Vefahren auch nur annähernd in die Grössenordnung einer LTZ1000 kommt.
Hans-Georg L. schrieb: > Immerhin wird dieses Bauteil benutzt um Oszillatoren auf 0,01 ppm stabil > zu halten. Ja. z.B. im Zusammenhang mit einer PLL, welche die Spannung dann nachregelt. Gruß Jobst
Jobst M. schrieb: > Hans-Georg L. schrieb: >> Immerhin wird dieses Bauteil benutzt um Oszillatoren auf 0,01 ppm stabil >> zu halten. > > Ja. z.B. im Zusammenhang mit einer PLL, welche die Spannung dann > nachregelt. > Ein guter OCXO erreicht das ohne PLL .. aber mit Temperaturregelung und SC Schnitt Quarzen.
Wie in dem Patent schon beschrieben, wäre die erste Wahl für eine Referenzspannung ein Josephson-Spannungsnormal. Diese erfordert eine hochgenaue Mikrowellenfrequenz. Das ganze ist nicht ganz billig und für den Ottonormalverbraucher finanziell nicht darstellbar. Die PTB hat sowas als Hüter der Normalgrößen. Ralph Berres
Für eine Referenzspannung braucht man schon ein (nichtlinear) spannungsabhängiges Bauteil. Das könnte auch eine nichlineare Kapazität sein. Es macht aber keinen großen Sinn die Kapazitätsänderung über den Umweg Quarzoszillator zu messen. Für die Messung kleiner Kapazitätsänderungen gibt es bessere Möglichkeiten. Vor allem die Langzeitstabilität ist mit dem VCO sehr fraglich, vom kurzzeitigen Rauschen mag es ggf. noch gehen die sehr hohe nötige Auflösung machte es aber umständlich.
Auch wenn die Steuerspannung des VCOs so stabil waere, haette der VCO eine Speisespannungsabhaengigkeit, und eine Temperaturabhaengigkeit.
Die viel wichtigere Frage ist doch, ob und wie sich eine Spannungsreferenz mit dem GPS Signal in irgendeiner Weise nachführen lässt, um die Langzeitstabilität zu verbessern. Hat hierzu jemand mögliche Ideen, wie sich soetwas realisieren lässt? Konkret ist hier ja schon die LTZ1000 gefallen, die ja auch mit einigen ppm/Jahr daher kommt, aber eine sehr gute Kurzzeitstabilität aufweist.
Jens schrieb: > Die viel wichtigere Frage ist doch, ob und wie sich eine > Spannungsreferenz mit dem GPS Signal in irgendeiner Weise nachführen > lässt, um die Langzeitstabilität zu verbessern. Das ist doch die Aussage des Patents -- die ich insofern glaube: Man nehme den hochpräzisen (!) VCO -- oder auch Spannung-Frequenz-Konverter -- und vergleiche dessen Ausgangssignal-Frequenz mit einer hochgenauen Frequenz, etwa von einem GPSDO. Über die Differenz wird die Kontrollspannung des VCO geregelt. Details zu einer möglichen Umsetzung stehen im Patent, oder analog in jeder PLL-Beschreibung bei Verwendung eines Frequenzverhältnisses von genau 1:1. Das Problem sehe ich aber genau bei der Erstellung des genannten VCO, dessen Übertragungsfunktion "Spannung -> Frequenz" hochpräzise und langzeitstabil sein muss, und zwar möglichst in der gleichen Größenordnung wie die Referenzfrequenz (GPSDO), oder zumindest besser als die zu ersetzende (und aufwandsvergleichbare) Spannungreferenz.
Die PLL regelt die Frequenz deines VCO nach und das ist stabil und kein Problem. Aber einen VCO zu bauen dessen Übertragungskennlinie in der gewünschten Genauigkeit und Temperaturbereich stabil ist, stell ich mir sportlich vor. ;-)
Hans-Georg L. schrieb: > Aber einen VCO zu bauen dessen Übertragungskennlinie in der gewünschten > Genauigkeit und Temperaturbereich stabil ist, stell ich mir sportlich > vor. ;-) Sportlich oder unmöglich?
Die Steuerspannung des VCO hat 2 Beiträge zur Drift: einmal die Drift des resonanten Teils (also etwa LC Teil) und dann die Drift der Einstellelemente (in der Regel Varicaps). So wirklich praktisch für eine Spannungsreferenz kommt mir der VCO nicht vor. Der Oszillator ist nur eine Möglichkeit eine sich ändernde Kapazität zu messen, ggf. recht gut beim Rauschen, aber nicht unbedingt gut bei der Drift. Für eine langzeitstabile Kapazitätsmessung sollte eine Kapazitätsbrücke besser geeignet sein als ein Oszillator den man über die Kapazität verstimmt.
Jens schrieb: > Hans-Georg L. schrieb: >> Aber einen VCO zu bauen dessen Übertragungskennlinie in der gewünschten >> Genauigkeit und Temperaturbereich stabil ist, stell ich mir sportlich >> vor. ;-) > > Sportlich oder unmöglich? Als Weitbereichs Oszillator sicher unmöglich und rein analog wahrscheinlich auch. Nehmen wir ml an wir wollen die LTZ100 mit 0,5 ppm schlagen und eine Referenz mit 0,1ppm und Langzeit stabil bauen. GPDSO mit 10Mhz Ausgang als Referenz wäre stabil genug. So als Schnellschuss .. Jetzt bauen wir einen VCO der die 0,1ppm (Spannung) in 10ppm (Frequenz) Änderung linear umsetzt. Die beiden Frequenzen mischen wir zu einer Beatfrequenz von 100Hz und nach einem Tiefpass haben wir die Regelspannung. Die Regelspannung wird aber verrauscht sein und so nicht direkt verwendbar. Vielleicht könnte man jetzt die Regelspannung digitalisieren und mit FFT und Korrelation etwas machen und auch evtl. Nichtlinearitäten im VCO rausrechnen. Ein schönes Bastelprojekt ;-)
Das ganze ist mal wieder Unfug. Im Endeffekt bauen die eine PLL auf und damit einen Regelkreis. Der Sinn eines Regelkreises ist es aber die Ausgangsgröße nachzuführen, weil man eben keinen perfekten VCO hat. Auch wenn das Ausgangssignal durch die Wirkung des Reglers stabil ist heißt das in keinster Weise, dass die Stellgröße stabil sein muss.
IUnknown schrieb: > Das ganze ist mal wieder Unfug. Im Endeffekt bauen die eine > PLL auf und damit einen Regelkreis. Der Sinn eines Regelkreises > ist es aber die Ausgangsgröße nachzuführen, weil man eben > keinen perfekten VCO hat. Auch wenn das Ausgangssignal > durch die Wirkung des Reglers stabil ist heißt das in keinster > Weise, dass die Stellgröße stabil sein muss. Es funktioniert ja auch das man aus genauen Frequenzen genaue Spannungen erzeugen kann, aber nicht so wie im Patent sondern wie es die PTB macht https://www.ptb.de/cms/ptb/fachabteilungen/abt2/abt2-josephson.html
Hans-Georg L. schrieb: > Es funktioniert ja auch das man aus genauen Frequenzen genaue Spannungen > erzeugen kann, aber nicht so wie im Patent sondern wie es die PTB macht > > https://www.ptb.de/cms/ptb/fachabteilungen/abt2/abt2-josephson.html was auch Sinn macht. Man kann heute Frequenzen um Größenordnungen genauer erzeugen als Spannungen. Cäsiumfrequenznormale mit 10ex-13 sind heute schon fast veraltet. Heute kann man 10ex-18 erreichen. Nur welcher normale Hobbyist benötigt das? Ralph Berres
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