Ich habe 2 Oszillatoren, wobei der eine GPS-stabilisiert ist. Ich möchte
nun diesen verwenden, um den 2. Oszillator bezüglich seiner Allan
Deviation zu beurteilen.
Ich habe einen HP 5335A Counter, welcher als Time Interval Counter
betrieben werden kann. Ich habe nun beide Oszillatoren mit einem Teiler
auf ein 1 Hz Signal herunter geteilt und an die Start und Stop Eingänge
des TIC gegeben und kann nun das Time Interval messen. Ich kann es auch
auf dem PC loggen.
Aber wie komme ich zur Allan Deviation?
Es gibt zwar die kostenlose Software 'TimeLab', aber ich weiss nicht
genau, wie das funktioniert. Kann mir einer auf die Sprünge helfen?
Christoph K. schrieb:> da hatten wir das Thema gerade.
Nö. Das Thema dieses Threads lautet im Klartext: "WIE muß man es
anstellen?". In dem von dir gezeigten Thread ging es hingegen nur um die
Software zur Darstellung. Die braucht ne Latte an Zahlen als Input - und
hier geht es darum, wie man zu diesen Zahlen erstmal kommt.
Also, das Problem bei allen Stabilitätsbetrachtungen besteht darin, daß
man sich zwar wünscht, man hätte einen festen Boden unter den Füßen, von
dem aus man das Verhalten eines Prüflings beobachten und messen kann,
aber in der Realität ist die Situation völlig anders.
In der Realität ist es eher so, daß man (bildlich) auf den Planken eines
schwankenden Schiffes steht und von dort aus die Planken eines anderen
schwankenden Schiffes zu messen versucht. OK, je ruhiger das eigene
Schiff ist, desto besser kann man das andere Schiff vermessen. Aber man
weiß schlußendlich nie genau, ob nicht vielleicht das ander Schiff
weniger schwankt als das eigene. Sozusagen die Relativitätstheorie im
Groben.
Was man messen kann, ist die differenzielle Stabilität, also eben das
was man durch Vergleichen beider Schiffe gegeneinander messen kann.
Miß also erstmal ganz einfach die Frequenz deines GPS-gestützten
Oszillators mit deinem Frequenzzähler und laß dir von selbigem (sofern
er kann) die Ergebnisse zu einem irgendwie angeschlossenen PC ausgeben,
wo du sie in eine Datei schreibst.
Dann mach dasselbe mit deinem anderen Oszillator. Jetzt kannst du dir
ein Bild darüber machen, welcher der beiden Oszillatoren ruhiger läuft.
Das ist ein wichtiger Knackpunkt: Nicht, wessen Wert näher an gemessenen
10.000000 MHz dran ist, sondern welcher ruhiger läuft, also in sich
weniger schwankt.
Wenn beide so etwa gleich sind, dann nimm den einen als externe Referenz
für deinen Zähler und mach die Messerei nochmal damit. Wenn dann das
Ergebnis besser (sprich weniger in sich selbst schwankend) ist, dann ist
dein Muttergenerator in deinem Zähler das Karnickel.
Es ist übrigens nicht ausgeschlossen, daß der GPS-gestützte Oszillator
der unruhigste von allen dreien ist.
W.S.
Es geht auch nicht um Schiffsplanken und Messunsicherheit, sondern
konkret um die "Allan-Deviation".
So wie ich die verstehe, muss man denselben Oszillator vielfach mit
unterschiedlichen Torzeiten messen, z.B. von 0,1s bis zu 24h pro
Messung. Um eine statistische Schwankung zu haben, das alles mehrfach.
Das dauert...
Danach kann man diese Kurve (vermutlich die statistische Streuung
Sigma?) aufzeichnen und Allan-Deviation nennen.
Man könnte aber auch immer mit derselben kurzen Torzeit messen,
vorausgesetzt Zähler und Referenz sind wesentlich genauer als das
Messobjekt. Nach vielen Messungen, fast so lange wie oben, hat man einen
Datensatz, den man statistisch auswertet. Man läßt eine Art digitalen
Tiefpass veränderlicher Grenzfrequenz darüber wobbeln und bekommt wieder
eine Kurve.
Diese Auswertung übernehmen vermutlich die genannten Programme. Der
Zähler selbst liefert nur die Daten, z.B. über einen GPIB-Bus. Aber das
klappt ja schon: "Ich kann es auch auf dem PC loggen."
Christoph K. schrieb:> So wie ich die verstehe, muss man denselben Oszillator vielfach mit> unterschiedlichen Torzeiten messen,
eben - aber womit?
Wenn du nen Oszillator hast, bei dem du so etwa 1e-11 oder so erwartest,
dann sollte dein Referenzequipment wenigstens 1e-12 genau sein.
Problem erkannt?
Ich gen noch ein Beispiel: Wenn du nen Oszillator vermessn willst, der
1e-13 bringt, womit mißt du den?
W.S.
W.S. schrieb:> Ich gen noch ein Beispiel: Wenn du nen Oszillator vermessn willst, der> 1e-13 bringt, womit mißt du den?
Ganz einfach, mit einem der besser ist. Hast Du den nicht, dann gehts
eben nicht. So einfach ist das.
Na es gibt noch den Trick der Rauschseitenbandmessung. Man baut zwei
möglichst identische Oszillatoren und misst sie gegeneinander. Dann darf
man 3 dB subtrahieren und das als das Rauschen eines einzelnen
Oszillators annehmen.
Geht vermutlich nicht bei der Frequenzmessung. Bleibt als nur ein
wesentlich bessere Referenz.
Christoph K. schrieb:> Man baut zwei> möglichst identische Oszillatoren und misst sie gegeneinander. Dann darf> man 3 dB subtrahieren und das als das Rauschen eines einzelnen> Oszillators annehmen.> Geht vermutlich nicht bei der Frequenzmessung.
Doch, das sollte für den Normalgebrauch gehen. Wer es noch besser
braucht, der baut drei (möglichst identische) Oszillatoren und misst
jeden gegen jeden. Danach lässt sich für jeden Oszillator das Rauschen
bestimmen.
Von Rauschen hatten wir es auch bisher nicht, ich hatte das nur als
vergleichbare Messtechnik gemeint. Aber die Allen-Deviation beschreibt
vermutlich dasselbe Phänomen, nur nicht im spektralen Bereich, sondern
als zeitliche Schwankungen. HP hat mal drei verschiedene Bereiche
(domains) unterschieden: time domain, frequency domain und die
modulation domain. Dazu gab es einen Modulation Domain Analyzer. Das hat
sich anscheinend nicht durchgesetzt.
https://www.keysight.com/en/pc-1000000448%3Aepsg%3Apgr/modulation-domain-analyzers?nid=-35238.0.00&cc=DE&lc=ger
"An MDA provides views of frequency, period, time interval, and phase
versus time. Built-in statistics and histograms characterize the
intended (FM) and unintended (jitter) modulation found."
