Frequenzzähler eichen (kalibrieren).

Noch Bild 3

EM-406A liefert ein 1 PPS-Signal, was für Deine Anwendung hinreichend 
genau ist.
Alternativ kannst Du auch einen TCXO verwenden, der von Hause aus schon 
eine sehr genaue Frequenz liefert: siehe Datenblatt.

Vergiss aber Kalibrieren und Eichen; gebe Dich mit 'Abgleichen' 
zufrieden ;-)

Bei dem 1 Hz Signal haben AC gekoppelte Eingangstufen ggf. ein Problem. 
Ansonsten müssten die Zähler das schon verarbeiten können. Der PIC 
basierte Zähler aber ggf. mit lausiger Auflösung.

Je nach Aufbau der Uhr ist das 1 Sekundensignal einer DCF77 Uhr auch 
nicht wirklich gut. Da ist ggf. sehr viel Jitter mit darauf, so dass man 
ggf. über Stunden mitteln müsste. Der Sekundentakt von GPS-modulen ist 
normal deutlich besser.

Wenn der Empfang gut ist, könnte man auch den 77,5 kHz Träger des DCF77 
gewinnen und den nutzen. Der ist auch sehr stabil und besser als ein 
direkt aus der Absenkung gewonnener 1 Sekunden Takt.

Die Kurzwellen Signal wären weltweit zu empfangen. Allerdings braucht es 
da einen passenden Empfänger und Antenne zu.

skorpionx schrieb:
> Jetzt suche ich nach einer  Referenzfrequenzquelle.

Rubidium-Frequenznormale sind bei Ebay (als Gebrauchtteil) teilweise 
erstaunlich günstig zu bekommen und für Hobbyanwendungen normalerweise 
hinreichend genau.

Wenn es noch genauer werden soll, kann man diese mit einem GPS koppeln 
um den Langzeitdrift zu verringern.
Wenn es noch genauer werden soll, wird es teuer...

Andreas M. schrieb:
> Man könnte auch mal mit der Zeilenfrequenz
> eines synchronisierten Analog(PAL)-TV experimentieren.

nicht mehr, das geht nur, wenn man noch analoges Antennenfernsehen 
empfangen kann. In Deutschland wurde das schon abgeschaltet...

DCF-PPS sind nur über Stunden bis Tage gemittelt hochgenau.
Selbst wenn man die Zeit hätte, könnte man nicht erkennen,
ob der Zähler (also seine interne Zeitreferenz) nicht in
der Zwischenzeit auch (u.a. mit der Temperatur) gewandert
ist...

Preisgünstige GPS-PPS sind da schon deutlich besser:
Allgemein kann man bei gutem Empfang mit besser 10^-6
rechnen, womit du auf jeden Fall grobe Fehler und
Schwankungen der Referenzfrequenz in wenigen Minuten
feststellen kannst. Grobe Temperaturtests schaffst du auch
in angemessener Zeit.

Falls du nur eine "einfache" Quarzzeitbasis oder einen
günstigen TCXO verbaut hast, könnte so ein Abgleich schon
reichen, weil da nicht viel mehr Genauigkeit drin ist.

Die 77,5 kHz vom DCF zu verwerten, könnte noch besser sein,
ist aber auch aufwändiger, und/oder teurer, als GPS.

Analog-TV kannst du vergessen - wofür sollte sich welcher
Sender denn noch Mühe geben, atomuhrgenaue Zeilenfrequenzen
an abzählbare Analog-Kabel-Nutzer zu liefern???

KW? Wabert wie DCF-PPS.

Jacko schrieb:
> Falls du nur eine "einfache" Quarzzeitbasis oder einen
> günstigen TCXO verbaut hast, könnte so ein Abgleich schon
> reichen, weil da nicht viel mehr Genauigkeit drin ist.

Ein gebrauchtes Rubidiumnormal ist kaum teurer wie ein guter OCXO!

Jacko schrieb:
> Preisgünstige GPS-PPS sind da schon deutlich besser:
> Allgemein kann man bei gutem Empfang mit besser 10^-6
> rechnen, womit du auf jeden Fall grobe Fehler und
> Schwankungen der Referenzfrequenz in wenigen Minuten
> feststellen kannst. Grobe Temperaturtests schaffst du auch
> in angemessener Zeit.

GPS Referenzquellen haben eine miese Kurzzeitstabilität, nur über einen 
längeren Zeitraum gemittelt sind die gut. Da gehört noch ein OCXO oder 
Rubidium-Oszillator dazu, damit die Kurzzeitstabilität brauchbar wird.

Schreiber schrieb:
> GPS Referenzquellen haben eine miese Kurzzeitstabilität,

Erzähl hier doch keine Märchen!
Es geht um den Abgleich von Quarzoszillatoren von 5-6 stelligen Zählern. 
Um den Jitter von 1 PPS-Impulsen zu sehen, braucht man eine 8-stellige 
Auflösung. Ein GPS-Signal ist somit mehr als hinreichend genau.

"Was wäre, wenn der Analog-TV an der SCART-Buchse eines
Digitalreceivers angeschlossen wäre?
Stichwort FBAS."


Setzen, 5!

Wie wäre das?

https://www.youtube.com/watch?v=lbns-FvpzK4

m.n. schrieb:
> Schreiber schrieb:
>> GPS Referenzquellen haben eine miese Kurzzeitstabilität,
>
> Erzähl hier doch keine Märchen!

Richtig. Sonst würde bei 20.000 km Entfernung wohl kaum eine Genauigkeit 
im Meterbereich herauskommen. Dann würde die errechnete Position wohl 
etwas sprunghaft sein: Eben noch in Hamburg, jetzt in München und gleich 
in Berlin...

Per NTP und und DSL (2 Megabit pro Sekunde) kann ich die CPU-Frequenz 
meines PC's schnell und einfach bestimmen. Die bestimmte CPU-Frequenz 
verwende ich dann als Referenz. Das DSL sollte natürlich dazu brauchbar 
und der Rechner sollte Betriebstemperatur haben.
Nach einer Stunde habe ich die CPU-Frequenz mit einer Genauigkeit von 
besser als 0.1 PPM bestimmt.

Beispiele:

1

Meßzeit        dfCPU/2.1GHz   Meßgenauigkeit

2

---------------------------------------------

3

dt =   16 s    d = -28.08 ppm (+- 6.52 ppm)

4

dt =  128 s    d = -26.53 ppm (+- 0.74 ppm)

5

dt =  223 s    d = -26.90 ppm (+- 0.54 ppm)

6

dt =  442 s    d = -26.82 ppm (+- 0.21 ppm)

7

dt =  807 s    d = -26.64 ppm (+- 0.20 ppm)

8

dt =  838 s    d = -26.71 ppm (+- 0.10 ppm)

9

dt =  864 s    d = -26.74 ppm (+- 0.16 ppm)

10

dt = 1005 s    d = -26.68 ppm (+- 0.25 ppm)

11

dt = 1292 s    d = -26.72 ppm (+- 0.17 ppm)

12

dt = 2087 s    d = -26.59 ppm (+- 0.10 ppm)

13

dt = 3014 s    d = -26.58 ppm (+- 0.07 ppm)

14

dt = 4443 s    d = -26.54 ppm (+- 0.04 ppm)

Soeben getestet:

ublox 7M auf 10MHz bei lock eingestellt
IBQ2006ST < 1ppm 
http://www.icdshop.net/download/IBQ2006ST_User_Manual.pdf

GPS Sicht nach 3 Seiten.

Anzeige: 9999990,4 Hz

Allerdings in der Sonne und der Aufbau wurde immer wärmer.
Nach 10 min

Anzeige: 9999988,7 Hz

Ich denke schon das der Abgleich so funktionieren würde.

Jens W. schrieb:
> Wie genau brauchst du es denn?

Wie ich das sehe, sind die Vorschläge inzwischen bei 10e-10 bis 10e-12 
angekommen, bin mir aber nicht sicher, ob das schon reicht. Zwei Zähler 
mit je 6 Stellen ergibt ja schon 12 Stellen Genauigkeit.

pegel schrieb:
> Ich denke schon das der Abgleich so funktionieren würde.

Der ältere Frequenzzähler hat ein 8-Stelliges Display!
Vermutlich wird der auch intern mit einer entsprechenden genauigkeit 
arbeiten. Reicht also nicht.

m.n. schrieb:
> Zwei Zähler
> mit je 6 Stellen ergibt ja schon 12 Stellen Genauigkeit.
Ja klar, das ist wie mit dem 8er Loch.
Da kann man auch einen 3er und einen 5er Bohrer nehmen.

Ephraim schrieb:
> Ja klar, das ist wie mit dem 8er Loch.
> Da kann man auch einen 3er und einen 5er Bohrer nehmen.

ein vierer Bohrer ist pratischer. Da muss man den Bohrer nicht 
zwischendurch wechseln.

Spaß bei Seite: man kann Frequenzzähler durchaus so zusammenschalten, 
dass aus 2 mal 6 Stellen 12 Stellen werden. Hierzu müssen allerdings 
einige interne Leitungen herausgeführt werden.
Geht zumindest bei den alten Frequenzzählern.

Hallo Schreiber!

Wie machst du denn aus 2 x 6 Stellen (je 1^-6) 12 gültige
Stellen (1^-12) ?

Das Patent dazu wäre Billions of EU, oder $, oder sonstwas wert!

Jacko schrieb:
> Wie machst du denn aus 2 x 6 Stellen (je 1^-6) 12 gültige
> Stellen (1^-12) ?

indem man
1. beide Frequenzzähler mit einem gemeinsamen Referenztakt 
(genau+stabil) versorgt
2. den ersten Frequenzzähler als Vorteiler für den zweiten missbraucht, 
das  Signal kann man an der ersten Stelle des Displays abgreifen, wenn 
es von 9 auf 0 spring muss das Signal kommen.
3. Das Zeitfenster während dem gemessen wird zwischen beiden 
Frequenzzählern syncronisiert

das ganze erfordert, dass der Zähler bei Messbereichsüberschreitung bei 
0 weiterzählt

Ich warte noch auf den gekauften (Ebay, China) OCXO. Ich habe noch ein 
kleines Bild gefunden, wie(wo) man OCXO nachjustieren kann. Wie sehen 
die 10 Mhz Impulse von dem OCXO? Hat jemand die Erfahrung?

Hmmm,
ich könnte Dir die Teile abgleichen, habe sowohl DCF77- als auch GPS- 
und sogar Rubidium-Frequenznormale (alle 10MHz) hier liegen/stehen.

Aaaaaber: Welche Zeitbasis haben Deine Zähler? Wenn dort nur einfache 
Quarze verbaut sind ist das einigermaßen sinnlos. Als grobe 
Ersteinstellung geht das zwar, doch langzeitstabil ist das dann nicht.

Old-Papa

Habe ich, aber nur recht einfach, sollte für Hobbygenauigkeit reichen:
Zunächst DCF mit GPS, beide Ausgänge an einen guten Zweistrahloszi.
Auf GPS getriggert läuft das DCF-Dingens (der teure FA-Bausatz) ständig 
hin und her. Dabei innerhalb weniger Sekunden über mehrere Perioden.
Dann Rubidium mit GPS, hier wandert eine Kurve ganz langsam raus. Nach 
ein paar Stunden stehen beide fast unbeweglich übereinander. Ich denke, 
das Rubidiumdingens hat sehr lange Einschwingzeit.
Fazit: Das DCF-Teil läuft nur noch als (teure) DCF-Uhr, als Normal taugt 
sowas weniger. Ok, einen 4 bis 5-stelligen Zähler bringt man damit noch 
immer in vernünftige Regionen, mehr aber wohl nicht.
Fazit2: Mangels Überprüfbarkeit muss ich das GPS-Teil als gegeben 
hinnehmen, das Rubidium-Teil bestätigt mir das für meinen Hobbybedarf 
ausreichend genau.

Old-Papa

Old P. schrieb:
> Mangels Überprüfbarkeit muss ich das GPS-Teil als gegeben
> hinnehmen

Hatte ich oben mit meinem Versuch auch so gesehen, das wurde aber 
kritisch betrachtet.
Der Abgleichfehler könnte ja auch bei meinem 10 Jahre alten IBQ2006 
liegen.

Patrick J. schrieb:
> Leider erschließt sich mir die Erklärung, wie man auf die höhere Anzahl
> an Stellen kommt nicht, habe da aber akut auch keine Verwendung für.

Einfach mal die Funktionsweise alter Frequenzzähler anschauen. Da wird 
gezählt wie viele Impulse in einem bestimmten Zeitraum ankommen.
Zudem kommt bei vielen zählern nach 999999 wieder 0

Der Trick besteht darin, dass man jetzt zwei Frequeenzzähler nutzt:
einen, dessen Zähler immer wieder überläuft und der dabie die Frequenz 
durch 10^6 teilt.

und einen der die durch 10^6 geteilte Frequenz misst und den 
Messzeitraum für beide Frequenzzähler festlegt.

Dann muss der erste Zähler aber auch mit THz umgehen können ;)

Klar könnte man auch ein Rubidiumnormal etwas kalibrieren/abgleichen, 
doch nach welcher Eichquelle denn als Hobbyist?
Ich vertraue darauf, dass GPS und Rubidium meine Normale sind, zumal sie 
ja nur unwesentlich wandern (wie Ralph schreibt, innerhalb einer Perione 
hin und her), aber nie raus.

Old-Papa

Old P. schrieb:
> Klar könnte man auch ein Rubidiumnormal etwas kalibrieren/abgleichen,
> doch nach welcher Eichquelle denn als Hobbyist?

Man kann auch einen GPS-Disziplinierten Rubidium-Oszillator bauen. Das 
kombiniert die Kurzzeitstabilität des letzteren mit der 
Langzeitstabilität des ersteren.

Cäsium-Oszillatoren und Wasserstoff-Maser haben ja leider nicht sehr 
Hobbyfrundliche Preise.

Ralph B. schrieb:

> Ich wollte das FA Normal nämlich mal kaufen.

Ich nehme an, es geht um die Schaltung von Norbert Graubner?

> Nach dem ich mir das Konzept  angeschaut habe , habe ich
> schnell davon Abstand genommen.

Wieso? Was stört Dich daran? Man könnte allenfalls kritisieren,
dass die Regelzeitkonstante zu kurz ist.

Possetitjel schrieb:
>> Nach dem ich mir das Konzept  angeschaut habe , habe ich
>> schnell davon Abstand genommen.
>
> Wieso? Was stört Dich daran? Man könnte allenfalls kritisieren,
> dass die Regelzeitkonstante zu kurz ist.

...wodurch man das Teil in die Tonne treten kann!

Old P. schrieb:

> Auf GPS getriggert läuft das DCF-Dingens (der teure FA-Bausatz)
> ständig hin und her. Dabei innerhalb weniger Sekunden über
> mehrere Perioden.

Das hieße, dass die proklamierten 10^-9 bei weitem nicht
erreicht würden, und das finde ich bei einer Schaltung
von N. Graubner doch ungewöhnlich.

Schreiber schrieb:

> ...wodurch man das Teil in die Tonne treten kann!

Ja... das ist die übliche Reaktion der Halbstarken. Mit
der Erfahrung wächst die Fähigkeit, sich sachlich
austauschen zu können, ohne fremde Arbeit zwanghaft
diffamieren zu müssen.

Harald W. schrieb:
>> Fazit2: Mangels Überprüfbarkeit muss ich das GPS-Teil als gegeben
>> hinnehmen,
>
> Da sind ja wohl auch Cäsium-Uhren drin. Schwankungen der Signallauf-
> zeiten auf dem Übertragungsweg gibts da ja wohl auch.

Je nach dem, ob das GPS-Teil mit bare GPS, DGPS, EGNOS oder wie auch 
immer läuft, ist die Laufzeit jedes Einzelsignals aber recht gut 
bekannt.

Ralph B. schrieb:
> Ja den meine ich. Mann kann es im Funkamateurverlag für 269 € kaufen.

Ich hatte vor Jahren mal überlegt, ob man das Ganze nicht kompakt mit 
einem PSOC von Cypress aufbauen kann - hab dann aber die Lust dazu 
verloren. Sowas würde darauf hinauslaufen, ne billige PSOC-4 Evalplatine 
von der Embedded mit einem gebrauchten 20 Euro OCXO zu verheiraten. Die 
genannten 269 Euro wären mir den Spaß nicht wert.

Aber mal davon abgesehen: Für den Abgleich eines 8 stelligen Zählers 
dürfte der DCF77 ausreichen.

Ich hatte das (damals) ein bissel anders gemacht: Ich hatte meinen 
Wobbler (na eben FA-NWT Basis, aber eigene Soft) mit nem OCXO als 
Muttergenerator als VCO benutzt, Frequenzzähler dran, dann nen halben 
Meter unabgeschirmtes Kabel als Antenne.
Dann den KW-RX auf einen grad empfangbaren Zeitzeichensender gestellt 
(LSB oder USB ist fast egal, man muß bloß passend umdenken), den Wobbler 
auf die nächst passende nominelle Frequenz und die Schwebung von beidem 
aus dem NF-Ausgang auf dem Oszi beobachtet. Das mit der "nächst 
passenden" Frequenz ist heikel, es muß ein Phaseninkrement sein, was 
nach einer möglichst kleinen Anzahl Perioden wieder genau paßt. Tja, 
dann den OCXO nachgestellt, bis die Schwebung gut genug steht und die 
Frequenz des OCXO mit dem abzugleichenden Frequenzzähler gemessen und 
dessen OCXO danach abgeglichen. Hab daheim zwei Trimbles und einen 
Morion, aber eben weder ein China-Rubidium noch so eine Ausstattung wie 
du im Institut.

Ich sag's mal so: wenn man daheim nix anderes hat außer seiner Rig, dem 
Oszi und ein paar OCXO's, dann bleibt einem kaum was anderes übrig. 
Derzeit sieht es bei Ebay mit Rubidium-Normalen recht miserabel aus, das 
war schon mal besser.

W.S.

Ralph B. schrieb:

> Nicht nur die kurze Regelzeitkonstante ist hinderlich.
> Sondern auch die Tatsache das er nur einen simplen Quarz
> als Mutteroszillator einsetzt.

Ja, gut, das ist ein Argument.

Ich habe gerade die Schaltung nochmal studiert; der
Quarzoszillator ist etwas... rustikal. Das stimmt.

> Zudem würde ich in einen Frquenznormal immer einen
> Geradeausempfänger einsetzen.

Wie soll das gehen?

Man will ja weder das Kurzzeit-Gezitter des Funkkanales
noch die krumme Frequenz von 77500Hz haben -- also nimmt
man ein lokales Normal und synchronisiert das auf das
Funksignal.

Genauso funktioniert die Schaltung auch.

Das Ding ist im Prinzip eine PLL; sowohl die LO-Frequenz von
78125Hz als auch die "ZF" von 625Hz werden durch Teilung aus
den 10MHz abgeleitet.

> Ich habe mir das Konzept angeschaut. Viel Vertrauen habe
> ich in dieses Teil ehrlich gesagt aus oben genannten
> Gründen nicht.

Am Konzept finde ich nichts auszusetzen. Die Kritikpunkte
der zu kurzen Zeitkonstante und des mglw. nicht hinreichend
hochwertigen Quarzoszillators sehe ich ein.

> Old Papa scheint ja meine Befürchtungen zu bestätigen.

Naja. Beobachtungen sind das eine. Ursachen sind das
andere.

https://youtu.be/2pg-2JehoS8

Hier zur Verdeutlichung das Video von damals, Rubidium (im Video zum 
Schluss oben zu sehen) gegen den FA DCF77-Möppel.
Das Hin und Her wurde mal weniger und auch mal wieder mehr, je nach 
Füllgrad meiner Blase (oder was auch immer) ;)

Old-Papa

https://youtu.be/yS_Dv-HBWyI

Zum Vergleich GPS vs. Rubidium kurz nach dem Einschalten. Das 
stabilisierte sich nach einiger Zeit auf fast nicht mehr wahrnehmbare 
Ausschläge.

Das wird jetzt aber langsam OT.
Der TS sollte mal sagen, was für eine Zeitbasis seine Zähler haben. Mein 
Angebot von oben steht ja noch.

Old-Papa

Old P. schrieb:
> Der TS sollte mal sagen, was für eine Zeitbasis seine Zähler haben.

Wozu? Bislang war doch fast jeder nur bemüht, eine möglichst abstruse 
Lösung zu präsentieren. Das Problem des TO hat doch nie interessiert.

Beim 1. Zähler liegt die Vermutung eines einfachen Quarzes auf Grund des 
Alters nahe und beim 2. Zähler sieht man den Quarz direkt im Schaltbild.

m.n. schrieb:

> Wozu? Bislang war doch fast jeder nur bemüht, eine möglichst abstruse
> Lösung zu präsentieren. Das Problem des TO hat doch nie interessiert.

Nun, meine Lösung wäre ihm die Teile persönlich zu justieren. Ist das 
nichts?

> Beim 1. Zähler liegt die Vermutung eines einfachen Quarzes auf Grund des
> Alters nahe und beim 2. Zähler sieht man den Quarz direkt im Schaltbild.

Ok, den Link zum Sprut hatte ich nicht angeklickt. Das Alter lass ich 
aber nicht gelten. Einer meiner Eigenbauten aus den 80ern hatte einen 
TCXO von Narva drin. Zugegeben, den hatte nicht jeder, wäre aber auch 
möglich.

Old-Papa

Im Test sah ich beim meinem TTL-Zähler eine ständig wachsende mit der 
Zeit Abweichung. Kein Wunder. Eingebaute IC-s waren keine  LS-Typen. 
Auch Netzteil war im Gehäuse. Dadurch mit der Wärme wuchs auch 
Temperatur  im Gehäuse. Auch nach Stunden war keine Stabilität erreicht. 
Beim Mikroprozessor-Zähler war es  besser. Wärmeabstrahlung im Gehäuse 
war kleiner. Auch das Netzteil ist Außen.   Ich habe zwei ISOTEMP 
Schaltungen (sehe Photo oben) per Ebay gekauft. Aus einem habe ich 
Referenzquelle 10 MHz  gebaut. Mit dem Signal
konnte ich meinen  Mikroprozessor-Zähler eichen. Beim TTL-Zähler hätte 
das
wenig Sinn. Hier bin ich einen anderen Weg gegangen. ISOTEMP Signal 
wurde von 10MHz durch Chip 7490 auf 1 MHz dividiert. Signal von dieser 
Schaltung ersetzt interne Frequenzquelle mit Quarz 1 MHz. Alles 
funktioniert einwandfrei. Das Ergebnis sieht man am Foto. Nach dem 
Einschalten vom Zähler beträgt  anfängliche Abweichung  ca. 220 Hz.
Nach 2 bis 3 Minuten  Heizphase vom  ISOTEMP ist der angezeigter Wert 
stabil. Das Signal vom ISOTEM ist nicht ganz zeitlich symmetrisch (1 und 
0 nicht zeitlich gleich)  aber meine Schaltung im TTL-Zähler hatte damit 
keine Probleme.