Moin, ich messe gerade ein paar Quarze bzw. nehme die "Motional Parameter" auf. Gemessen wird (NWA nicht vorhanden) "zu Fuß" mit einer Test-Apparatur grob nach IEC, wie sie z.B. DJ6EV auch verwendet (s. Bild) mit der 3dB-Methode. Die Leistung vom Funktionsgenerator am Eingang beträgt +10dBm, so dass am Quarz selbst etwa -5dBm ankommen. Messwert-Aufnahme macht ein empfindliches HF-Voltmeter (HP400F). Die Serienresonanz usw. sind erstaunlich gut (und reproduzierbar) aufzunehmen und ich kann dementsprechend die anderen Werte errechnen. Das Problem besteht bei der Parallel-Resonanz. Ich hatte gemäß des Bildschirm-Ausdrucks von K8ZOA (Bild) erwartet, dass ich auf dem Voltmeter ebenso einen mindestens erkennbaren Dip sehen kann. Leider ist das nicht der Fall; die gemessene Spannung fällt einfach monoton ab, obwohl ich noch 30dB Empfindlichkeit "zulege". Wo liegt evtl. mein Fehler oder was könnte ich verbessern, um ein erkennbares Ergebnis zu bekommen? Michael Bildquellen: PDF Quarzfilter Rev2a von DJ6EV PDF Crystal Motional Parameters von K8ZOA
Michael M. schrieb: > Leider ist das nicht der Fall; die gemessene Spannung fällt einfach > monoton ab, obwohl ich noch 30dB Empfindlichkeit "zulege". In dem Bild sind ja zwischen Serien- und Parallelresonanz etwa 70dB. Hast du mit deinem Messaufbau / deinen Messgeräten diesen Dynamikumfang? Aus den +10dBm vom Generator kommen am Ausgang deiner Messapparatur höchstens -20dBm an, das sind 22mV. Nochmal 70 dB abgezogen sind das etwa 7µV. Kannst du das mit dem Voltmeter noch detektieren?
Bernhard S. schrieb: > Aus den +10dBm vom Generator kommen am Ausgang deiner Messapparatur > höchstens -20dBm an, das sind 22mV. Nochmal 70 dB abgezogen sind das > etwa 7µV. Kannst du das mit dem Voltmeter noch detektieren? Hallo Bernhard, ja, die -20dBm bestätige ich. Grunddämpfung des Adapters liegt ja bei 29,5dB. Das Voltmeter zeigt mir <20 uV Rauschen im empfindlichsten Bereich (100uV V.A.). Ich ging jedoch zunächst davon aus, dass dieser Dip erkennbar sein müsste. An der zu erwartenden Stelle, wo die Fp liegen müsste, ist die Anzeige immer noch deutlich (>10dB) über der Rauschspannung des VM. M.E. müsste die Anzeige dort auf das Rauschniveau absacken und dann bei höherer F gemächlich wieder ansteigen.(?) Ich könnte die Generatorleistung noch (etwas) erhöhen; ich habe jedoch Schiss, den Quarz mit zu hoher Leistung irgendwann unwiderruflich zu schädigen. ^^ Michael
Michael M. schrieb: > M.E. müsste die Anzeige dort auf das Rauschniveau absacken und dann bei > höherer F gemächlich wieder ansteigen.(?) Klingt plausibel, scheint aber dann doch so zu sein dass du zu tief im Rauschen bist. Also -5dBm sind 126mVeff ... etwas mehr würde ich mich noch trauen. Ich kann dir aber nicht sagen wo da die Grenze ist, da fehlt mir die Erfahrung. Hast du billige Quarze zum Testen?
Bernhard S. schrieb: > Hast du billige Quarze zum Testen? ...um sie vergleichsweise mal "kaputtzuspielen"? Ja, etliche, z,B, Farbträger 4,43MHz. Das liegt jedoch SEHR weit weg von den Objekten der Begierde (= 77k5-Filterquarze). ;-)
:
Bearbeitet durch User
Oh! Dann ist Vorsicht angebracht ... ein 32768 Hz Quarz ist der einzige den ich jemals kaputtbekommen habe, und so groß war die Spannung nicht. Vielleicht kannst du den Messaufbau ändern, und mit weniger Grunddämpfung arbeiten?
:
Bearbeitet durch User
...also anderen Mess-Adapter bauen.... :-( Wegen der Entkopplung darf ich aber nicht zu weit gehen. ;-) Mit je 6dB würde ich dann eine Grunddämpfung von 12dB haben; jedoch die Quarzbelastung steigt um gut 8dB. Generatorleistung (frei wählbar) um 8dB rauf wäre mir prinzipiell lieber :-). Dann brauche ich nicht nochmal basteln... Aaaaber wo ist die Grenze? Dann mute ich dem Quarz bereits > 2 mW zu.
von Michael M. schrieb: >Leider ist das nicht der Fall; die gemessene Spannung fällt einfach >monoton ab, obwohl ich noch 30dB Empfindlichkeit "zulege". > >Wo liegt evtl. mein Fehler oder was könnte ich verbessern, um ein >erkennbares Ergebnis zu bekommen? Mit disem Meßadapter ist nur die Serienresonanz ermittelbar. Stell dir vor ein richtiger Parallelschwingkreis aus Spule und Kondensator sieht solche niederohmigen Widerstände, da ist die Güte so schlecht, daß auch kein Resonanzefekt mehr erkennbar ist.
Günter Lenz schrieb: > Stell dir vor ein richtiger Parallelschwingkreis aus > Spule und Kondensator sieht solche niederohmigen Widerstände, > da ist die Güte so schlecht, daß auch kein Resonanzefekt > mehr erkennbar ist. Hallo Günter, auch bei einer gemessenen Betriebsgüte von ca. 38.000 ? EDIT: DJ6EV schrieb: ...."Je kleiner die Werte für Z1 und Z2 sind, desto weniger wird der Quarz bedämpft."....
:
Bearbeitet durch User
Hallo, Günter Lenz schrieb: > Mit disem Meßadapter ist nur die Serienresonanz ermittelbar. Das stimmt nicht. Wie schon oben erwähnt wurde, braucht man natürlich einen Detektor (NWT, VNA, S/A +Tracking Generator) mit ausreichendem Dynamikbereich (min. 60db). Günter Lenz schrieb: > Stell dir vor ein richtiger Parallelschwingkreis aus > Spule und Kondensator sieht solche niederohmigen Widerstände, > da ist die Güte so schlecht, daß auch kein Resonanzefekt > mehr erkennbar ist. Stimmt hier auch nicht, da die kleinen Widerstände in Serie mit dem Parallelschwingkreis liegen. Leicht mit einem Simulator nachprüfbar. Diese Methode mit einem Paralleschwingkreis zwischen Generator und Detektor wird auch gerne zur Messung der Spulengüte verwendet - siehe z.B. im Buch "Experimental Methods in RF-Design", Seiten 7.36-7.37. Michael, wenn du nur ein Voltmeter hast, bleibe einfach bei der 3db-Methode. Die Messung der Parallresonanz ist ohnehin relativ fehlerbehaftet, da sich fp schon bei kleinen Streukapazitäten stark "nach unten" verschiebt. MfG, Horst
Hallo Horst, danke für deine Meinung. Ich hatte schon "einige" deinern Beiträge im Forum gelesen... ;-) Ich habe auch von den starken Streuungen betr. Fp gelesen; ich will trotzdem versuchen, sie trotz der zu erwartenden Unsicherheit einigermaßen zu bestimmen, damit meine Filter-Charakteristik nachher stimmt. Das Messen von kleinen (um nicht mickrigen zu sagen) Kapazitäten ist ja auch nicht ohne, wenn man nur Amateur-Mittel verfügbar hat. Ich werde nochmal versuchen, ob ich irgendwo etwas am Messaufbau optimieren kann. Wie siehst du die momentane Quarzbelastung? Ist sie schon grenzwertig hoch oder könnte ich vielleicht noch max. 3 dB (dann -2dBm am Q.) zulegen? Michael
Hallo zusammen, hallo Michael. Den Messaufbau könntest du wie folgt ändern: Ersetze die MinLoss Pads durch bifilare 4:1 Übertrager. Vorne runter, hinten rauf. Ich hoffe, du verstehtst was ich meine. 3dB oder 6dB davor und dahinter sind sicher auch nicht schlecht. Zumindest kommst du von der riesigen Einfügedämpfung der MinLoss Pads weg. Beim Ferrit-Material muss man für deine 77.5 kHz schon ein paar µi's auf die Beine bringen, aber eigentlich kein Problem; Kerne 'für da unten' dümpeln in jeder Bastelkiste. Bei Bifilar ist ja nach meiner Erfahrung das Kermaterial nicht ganz so wichtig. Wo das mit den Übertragern her ist, weiss ich nicht mehr; ich glaube B. Wippermann, kann es aber nicht beschwören. 'Versuch macht kluch' 73 Wilhelm
Hallo Wilhelm, Übertrager sind genau das, was ich a) vermeiden wollte, b) Kerne liegen leider nicht so vielfältig hier in der Bastelkiste herum, wie du vermutest. :-( Mein Problem liegt momentan an dem begrenzten Dynamik-Bereich des Mess-Aufbaus bzw. an erster Stelle meines Voltmeters; ich habe das eben noch einmal veifiziert. Das Rauschen des VM liegt an "unterster Kante" bei 12uV und aufgrund der tolerierbaren Quarzbelastung ist die Grenze oben mit Zwick und Zwack bei ca. +46 dB. Mit Übertragern wären mit viel Glück etwa 20 dB zusätzlich erreichbar; das wär' schon ganz gut. ;-) Ich sehe mal, ob ich >vielleicht< etwas passendes im Vorrat finde. Dann muss eben noch ein zweiter Adapter her... Also wieder noch einen basteln... Michael
HST schrieb: > > Michael, wenn du nur ein Voltmeter hast, bleibe einfach bei der > 3db-Methode. Die Messung der Parallresonanz ist ohnehin relativ > fehlerbehaftet, da sich fp schon bei kleinen Streukapazitäten stark > "nach unten" verschiebt. Die Serienresonanz verrät alles was man über den Quarz wissen muss, wenn man C0 weitab von der Resonanz mit einer Messbrücke misst. (oder 2.5 pF rät) Die Parallelresonanz ist keine Eigenschaft des Quarzes, sondern immer eine Eigenschaft der Umwelt plus Quarz. Die 77K5-Quarze haben wohl alle einen vergleichsweise kleinen Querschnitt im Vergleich zur Wellenlänge, da könnte der Serien- widerstand überraschend groß ausfallen. Das muss nicht die Güte zerstören, wenn das Ersatz-L dafür entsprechend groß ist. Ich habe neulich einen 5 MHz-Morion-Oszillator zerlegt und den Quarz mit dem ZVB ausgemessen und angefangen, ein Programm zu schreiben, das gleich ein Spice/Genesys/ADS-Model daraus erstellt. Es hat sich aber gezeigt, dass man für eine saubere Lösung den Analyzer fernsteuern müsste, das ging mir dann zumindest vorerst zu weit. Ich habe dann einfach das Quarzmessprogramm vom DG8SAQ-VNWA benutzt. Zuviel Leistung kann die gemessenen Quarzdaten verändern, auch wenn der Quarz nicht gleich kaputt geht. In den UKW-Berichten war mal ein Artikel von Detlef Burchard "Quarzsplitter" da wurde das alles sehr gut beschrieben. Ich finde das Heft aber ums V*******en nicht mehr. Gruß, Gerhard, DK4XP
:
Bearbeitet durch User
Gerhard H. schrieb: > wenn man C0 weitab von der Resonanz mit einer Messbrücke misst. > (oder 2.5 pF rät) Hallo auch Gerhard, nun, auf mindestens ein halbes pF "genau" bekomme ich das schon hin mit den Cs. Messfrequenz ist 1kHz. > In den UKW-Berichten war mal ein Artikel von Detlef Burchard > "Quarzsplitter" da wurde das alles sehr gut beschrieben. Ich habe sie (die alten, fast) alle. Das werde ich mir nochmal zu Gemüte führen. Danke für den Hinweis. Michael Edit: UKW-Berichte 4/92.. ;-)
:
Bearbeitet durch User
Hallo Michael, Bei den Standardquarzen im MHz-Bereich (HC18, HC49, HC49US) sollte man nicht über -10dbm gehen. Ich verwende hinter dem Adapter einen einfachen Breitband-Verstärker (ca. 33db, 1-20MHz). Bei 77,5kHz reicht da schon ein 3-stufiger RC-Verstärker für 40db. Bei den 77,5kHz-Quarzen kommt es auf die Bauform an. Bei den kleinen Stimmgabelquarzen (wie die 32kHz-Uhrenquarze) musst du mit einer extrem hohen Induktivität von ca. 2000-3000 Henry (Cm~2,2-1,4fF) und einem Verlustwiderstand von 50-100kOhm rechnen. Die Differenz fp-fs liegt auch bei nur rund 100Hz (Cp~1pF). Solche Dinger kann man normalerweise mit dem üblichen Setup nicht messen. Es scheint aber auch andere Bauformen zu geben (wahrscheinlich sehr teuer), die u.U. weniger exotische Daten aufweisen. Ach ja, wenn du unbedingt die Parallelresonanz der MHz-Quarze messen willst, hier ein simpler Vorschlag - siehe Bild. Ist wahrscheinlich durch die Entkopplungswiderstände genau genug trotz der Eingangskapazität des HP400F (Re=10MOhm||10-25pF). MfG, Horst
HST schrieb: > Bei den 77,5kHz-Quarzen kommt es auf die Bauform an. Bei den kleinen > Stimmgabelquarzen (wie die 32kHz-Uhrenquarze) musst du mit einer extrem > hohen Induktivität von ca. 2000-3000 Henry (Cm~2,2-1,4fF) und einem > Verlustwiderstand von 50-100kOhm rechnen. Nein, ich habe keine Stimmgabeln (zum Glück?). So 3 Stck. alte, schöne große, die man gut anfassen kann: 38mm x 18mm. :-) Lm = ca. 32-45 H (Bereich) Cm = ca. 15-20 fF (Bereich) Rm = ca. 400-600 Ohm ...laut meinen Messungen und Rechnungen. > Bei den Standardquarzen im MHz-Bereich (HC18, HC49, HC49US) sollte > man nicht über -10dbm gehen. Tja, alle, die ihre Mess-Adapter im Netz beschreiben, schweigen an dem Punkt; man kann nur erahnen, mit welchem Pegel die Messungen gemacht wurden oder werden sollten. Nun muss ich mich entscheiden, ob Übertrager oder aktiven Adapter nach Burchard (dann müsste ich meine restlichen CF300 rauskramen) oder deinem Vorschlag folgend mit einem Breitband-Verstärker. EDIT: Das Teil darf ja auch kein Rauschgenerator werden. ;-) Michael
:
Bearbeitet durch User
Michael M. schrieb: > Lm = ca. 32-45 H (Bereich) > Cm = ca. 15-20 fF (Bereich) > Rm = ca. 400-600 Ohm > ...laut meinen Messungen und Rechnungen. Mit diesen Quarzersatzdaten liegst du aber nicht mal in der Nähe von 77,5kHz. Wenn die vollständigen Quarzersatzdaten vorliegen, wäre es nicht einfacher die Parallelresonanz zu berechnen anstatt diese messen zu wollen? Michael M. schrieb: > Wie siehst du die momentane Quarzbelastung? Ist sie schon grenzwertig > hoch oder könnte ich vielleicht noch max. 3 dB (dann -2dBm am Q.) > zulegen? Bei einer Ausgangsleistung von 20dBm, muss der Quarz (Rm = 500Ohm), bei der Serienresonanz, nur ca. 0,3mW aushalten. Michael M. schrieb: > Das Problem besteht bei der Parallel-Resonanz. > Ich hatte gemäß des Bildschirm-Ausdrucks von K8ZOA (Bild) erwartet, dass > ich auf dem Voltmeter ebenso einen mindestens erkennbaren Dip sehen > kann. > Leider ist das nicht der Fall; die gemessene Spannung fällt einfach > monoton ab, obwohl ich noch 30dB Empfindlichkeit "zulege". Die Durchgangsdämpfung ist, mit dem gezeigten Messadapter, schon bei der Serienresonanz sehr hoch (56dB mit einem typ. Rm = 500Ohm). Bei der Parallelresonanz kämen über 100dB dazu!
argos schrieb: > Mit diesen Quarzersatzdaten liegst du aber nicht mal in der Nähe von > 77,5kHz. Ja, genau !!! Du hast ja die Messungen live miterlebt; das hätte ich fast vergessen... ^^
Wie wäre es mit einem Modul mit AD8309,macht 100dB von 5-500 Mhz. Einen Schmalbandwobbler wird vorhanden sein. Gruß Hans
Hallo Hans, danke, ich hatte auch schon überlegt, ein vorhandenes MMIC einzusetzen, jedoch gehen die -wie dein vorgeschlagenes- erst bei einigen MHz los und vieeeel zu weit nach oben. 100 MHz würden für alle Zeiten reichen... :-) Ich werde wohl für den jetzigen Einsatz (< 100kHz) einen kleinen LN-Verstärker mit 1 IC basteln und hoffe, um die 40 dB Verstärkung zu bekommen. Damit sollte der Mess-Dynamik-Bereich auf ca. 70, viell. 80 dB steigen. Das (mit 1 IC) kriege ich gerade noch hin. :-D Ich habe da auch was passendes (mit ca. 2 nV/SQRT Hz) im Vorrat. Michael
Es gibt noch den AD8307 den kann man von mehreren Khz-400 Mhz verwenden,eine Sache der Koppelkondensatoren.In einer vorliegenden Schaltung von -60 bis 10dBm,natürlich sehr wenig,da er mit 90dB im normalen Frequenzbereich angegeben ist.Mit einem OP wird auf 10db = 1Volt verstärkt. Gruß Hans
Hans K. schrieb: > Es gibt noch den..... X, Y, Z, A, B, ..... Scusi, senior... Ich kaufe keinen Ferrari, nur damit ich überdacht zum Bäcker komme.... Und ich kaufe auch keine 10 Stück, damit sie 2,-- € preiswerter/Stck sind. Wenn der Farrari für >15 € in dieser Mess-Schaltung ausgedient hat, wüsste ich nicht, wofür ich ihn einsetzen soll... (im nächsten halben Jahr). Außerdem hat der F. Lieferzeit.... nicht bei M., sondern, bis er hier ist. Dann braucht das Ding möglicherweise noch eine HF-gerechte Platine, damit er nicht auf die Idee kommt, rumzuspuken... Ich habe aber hier Teile da, kann sofort/nachher loslöten und der Bastel-Bestand wird reduziert. Ich will nur schnöde knapp 100kHz ein wenig verstärken, sonst weiter NICHTS. Wenn's nicht klappen sollte, dann habe ich eben Pech gehabt. C'est la vie (oder so ähnlich, bin kein Franzose) Michael
:
Bearbeitet durch User
Michael M. schrieb: > Ich will nur schnöde knapp 100kHz ein wenig verstärken Da reicht eigentlich ein kleiner selbstgebauter Verstärker. Aber rauscht der dann weniger als dein fertiges HF Voltmeter? Ich denke du wirst am Ausgang des Verstärkers noch einen Bandpass brauchen, der das Rauschen so weit wie es geht reduziert.
Hallo Michael, noch mal mein Senf. Glückwunsch zu den Quarzen. Ich vermute mal, dass das sog. Dehnungsschwinger sind. Da wäre Lm~40H ok, Cm müsste dann bei knapp 106fF liegen. Daraus ergäbe sich ein Cp so um die 14pF. Allerdings dürfte die Differenz fp-fs auch nur ca. 250Hz betragen. Da die Quarze immer noch relativ hochohmig sind, ist ein niederohmiger Messadapter nicht so ideal, da die Bandbreite der Quarze dann sehr gering sein dürfte. Besser wären daher Abschlusswiderstände mit ca. 200-500 Ohm. Wie schon gesagt, hier würde ein ordinärer RC-Verstärker mit BC-Transistoren oder éin rauscharmer OP-Amp voll ausreichend, zumal das 400F ja auch hochohmig ist. Das Rauschen des verstärkers kann man drastisch reduzieren, wenn man am Ausgang einen 77,5kHz LC-Kreis anordnet. Selbst mit einer relativ niedrigen Güte läge dann die Bendbreite bei nur 1-2kHz. Der Rauschpegel des 400F liegt ja an seiner Bandbreite von 4MHz. Eine Alternative wäre die Quarzmessung mit der Oszillatormethode nach G3UUR, wobei man die Spannungsteiler-C's der Colpitts-Schaltung entsprechend skalieren kann. Wie soll denn deine Filterschaltung (vermute ich mal) aussehen? Hier ist es ja wichtig, dass die Mittenfrequenz exakt bei 77,5kHz liegt. Ist natürlich noch eine große Raterei. MfG, Horst
@ Bernhard Das werde ich vielleicht nachher sehen - wenn ich noch dazu komme, Bernhard. Unterhalb werde ich die Bandbreite auf jeden Fall schon mal einschränken und oberhalb wird der OPV mit die Grenze bestimmen, nötigenfalls greife ich in der Gegenkopplung ein. Ich habe es (Faulheit) noch nicht gerechnet, ob die 2nv/sqrt Hz ausreichend niedrig sind. ;-) Wenn er mir mit seinem Rauschteppich die Dynamik kaputtmacht, dann war's erst mal ein Satz mit X und ich muss mir etwas anderes einfallen lassen. Wie sagte Wilhelm: Versuch macht kluch.. HST schrieb: > Glückwunsch zu den Quarzen. Ich vermute mal, dass das sog. > Dehnungsschwinger sind. Da wäre Lm~40H ok, Cm müsste dann bei knapp > 106fF liegen. Daraus ergäbe sich ein Cp so um die 14pF. Wie oben bereits gesagt, liegt Cm bei ca. 1/5 dessen. Ich kann momentan nicht ausschließen, ob ich mich im Eifer des Gefechts verrechnet habe. Cp ist bei 12,5 - 13,0 pF. > Allerdings dürfte die Differenz fp-fs auch nur ca. 250Hz betragen. Sie müsste noch weniger sein. Ich habe sie (Quarze) mal billig auf einem Flohmarkt erstanden, wusste und weiß nichts genaues darüber, Jahrzehnte her.... Deswegen der ganze Mess-Zirkus, damit ich die einzuschlagende Fahrtrichtung weiß. > Das Rauschen des verstärkers kann man > drastisch reduzieren, wenn man am Ausgang einen 77,5kHz LC-Kreis > anordnet. Das werde ich auf jeden Fall probieren, wenn der Zeiger zu hoch zappelt. :-)) OT: Ich hatte auch schon mal geguckt, ob man den Eingangs-FET im HP400 "leiser" machen kann; leider ist das ein LN-P-Kanal mit recht hoher Spannung betrieben. Da gibt's wohl kaum was Besseres; die sterben ja eh langsam aus. Ich hoffe inständig, dass er nicht mal den Löffel abgibt. Eins habe ich dem HP400 bereits abgewöhnt: Die Mikrophonie. HP hatte als Koppel-C am Eingang doch tatsächlich einen Z5U-CC eingebaut. :-(( Seitdem Folie drin ist, lässt er sich nicht mehr erschüttern... Und eine BNC-Buchse hat er (vor Kalibrierung) auch noch bekommen. ;-)) > Wie soll denn deine Filterschaltung (vermute ich mal) aussehen? Hier > ist es ja wichtig, dass die Mittenfrequenz exakt bei 77,5kHz liegt. Geplant ist/war ein Half-Lattice im DCF-Empfänger nach DJ3RV (UKW-B. 1/84). Wenn die Q-Frequenzen nicht passen, nämlich fp vom einen = fs vom anderen, dann stehe ich mal wieder blöd guckend da. Dann bleibt evtl. ein Ladder-Konstrukt (Ralph B. hatte da ja auch seine "bösen" Erfahrungen gesammelt) oder drei kaskadierte Stufen mit je einem Quarz hintereinander. Ganz abgefahren: Aufmachen und Schleifen.. ^^ Ist aber absolutes Lottospiel/Roulette :-( Danke für deine hilfreichen Anmerkungen. Michael EDIT: LC-Kreis nicht besser gleich am Eingang?
:
Bearbeitet durch User
Michael M. schrieb: > Ja, genau !!! > Du hast ja die Messungen live miterlebt; das hätte ich fast vergessen... > ^^ Freundliche und zweckdienliche Antwort. Thumbs up! Offensichtlich warst du bei der Messung auch nicht anwesend.
Man könnte ja im Zweifel auch einfach mal fragen, ob die Werte wirklich so stimmen, anstatt einfach nur loszublöken, dass das >ja überhaupt nicht sein kann<. ;-) Und ja: Ich könnte mich u.U. verrechnet haben. Kein Mensch ist vollkommen..
:
Bearbeitet durch User
> EDIT: LC-Kreis nicht besser gleich am Eingang?
Du willst ja das vom Verstärker erzeugte breitbandige Rauschen
reduzieren --> Filter am Ausgang.
Ein Half-Lattice Filter ohne speziell selektierte Quarze ist ein
Glücksspiel, das ich früher nie gewonnen habe.
Zwei einfachere Alternativen wären folgende:
Ein 2-poliges Ladderfilter mit C-kompensierten Quarzen wie im Bild. Die
dortigen Werte sind natürlich bedeutungslos (ist ein 48MHz-Filter). Die
Serien-C's dienen zum Ziehen auf die Filter-Mittenfrequenz. Die
Symmetriertrafos können natürlich auch als Schwingkreise ausgeführt
werden.
Kaskadierte Einzelfilter mit aktiver Symmetrierung wie im
Quarzfilterpapier auf Seite 13 gezeigt. Die Werte des
LC-Abschlusskreises wären bei 77,5kHz und einer Bandbreite von 30-200Hz
problemlos realisierbar.
Deine Quarze schleifen? Au weia, das geht meistens schief.
Aber erst einmal müsste man die Parameter der Quarze zuverlässig wissen.
HST schrieb: > Du willst ja das vom Verstärker erzeugte breitbandige Rauschen > reduzieren... Ich war wieder zu voreilig (Hirn nicht eingeschaltet). Ja natürlich. :-) > Kaskadierte Einzelfilter mit aktiver Symmetrierung wie im > Quarzfilterpapier auf Seite 13 gezeigt. Die Werte des > LC-Abschlusskreises wären bei 77,5kHz und einer Bandbreite von 30-200Hz > problemlos realisierbar Das ganze PDF ist interessant. Nur aufgrund dessen, dass ich auf den Schaltungsvorschlag mit dem Half-Lattice fixiert war, hatte ich einen gehörigen Teil bis jetzt nur quer gelesen. > Aber erst einmal müsste man die Parameter der Quarze zuverlässig > wissen. Auch meine Meinung; den ersten vor dem zweiten Schritt... Michael
3dB-Bandbreite und Rauschbandbreite eines Verstärkers sind fast gleich. D.h. alles was viel über einen einzigen Pol hinausgeht ist vergeblicher Aufwand. Der CF300 hat bei 77 KHz möglicherweise schon exzessives 1/f - Rauschen. 240 Ohm Quellimpedanz liefert selber schon 2 nV/rtHz Spannungsrauschen, mehr Aufwand ist mit einem Bipolar-Opamp sinnlos weil das Rauschen des Eingangsstroms dann dominiert. Ein BF862 als Sourcefolger ist vermutlich mehr als genug. Der 100 KHz-RC-Tiefpass danach braucht einen hinreichend großen R, damit der BF862 nicht durch die kap. Belastung schwingt. Ich verstehe den ganzen Aufwand sowieso nicht. Du musst die Notchtiefe der Serienresonanz messen und die Frequenzverschiebung mit einem bekannten Serien-Kondensator und bei bekanntem Parallelwiderstand. Ich frage mich mittlerweile wie Citizen das bei meiner Armbanduhr schafft, je nach Kontinent auf WWV, DCF77 oder Fukushima zu locken (wenn's den noch gibt), in einem Metallgehäuse ohne Ferritstangen, ohne Benutzung des Armbands. Und das Ganze lebt von etwas Sonnenlicht seit mehr als 10 Jahren, ohne dass es regelmäßige Sonnenbäder braucht oder jemals einen Batteriewechsel. Funktioniert einfach. Gerhard
Gerhard H. schrieb: > Der CF300 hat bei 77 KHz möglicherweise schon exzessives 1/f - Rauschen. Sicherich entscheidend bei der niedrigen Frequenz. Über den Adapter nach Burchard hatte ich auch noch nicht ernsthaft nachgedacht. > Ich frage mich mittlerweile wie Citizen das bei meiner Armbanduhr > schafft,... Schön für den Hersteller un d für dich. Jedoch bin ich nicht C. und habe im Entferntesten nicht deren Entwicklungsmöglichkeiten noch den Wissens- und Erfahrungsstand. Michael
Hallo zusammen. hallo Michael. Ich würde meine CF300 auch nicht verschwenden. Du könntest es ja mal mit irgendeinem DualGate MOS-Fet versuchen. Wie war das..?? Du wolltest doch nicht basteln? :-) Bzgl. Ringkerne (für Leitungsübertrager) mache ich dir gerne ein Tütchen fertig. Von BF963 (Siemens) hätte ich auch welche abzugeben, und wenn ich suche, finde ich sicher noch ein paar andere Typen. Nur zu, scheue dich nicht zu fragen. 73 Wilhelm
:
Bearbeitet durch User
Michael M. schrieb: > Nein, ich habe keine Stimmgabeln (zum Glück?). > So 3 Stck. alte, schöne große, die man gut anfassen kann: 38mm x 18mm. > :-) >> Bei den Standardquarzen im MHz-Bereich (HC18, HC49, HC49US) sollte >> man nicht über -10dbm gehen. > Tja, alle, die ihre Mess-Adapter im Netz beschreiben, schweigen an dem > Punkt; man kann nur erahnen, mit welchem Pegel die Messungen gemacht > wurden oder werden sollten. Das Problem stellt sich halt nicht, wenn man den VNA benutzt. Bei einem Sweep über 1 KHz hat man eben 1 Hz Messbandbreite und auch wenn man -20 dBm einfach so einstellt, ist das Rauschen immer noch 110 dB drunter. Viva DG8SAQ! Es wäre mal interessant, wie sich diese neuen China-VNAs für fast umsonst da schlagen. Ich habe noch ein paar 56 KHz-oder-so-Quarze vom Mensa-Macker, einem täglich fliegendem Händler, der vor -zig Jahren unter dem Vordach der TU-Mensa in Berlin zu stehen pflegte. Direkt zwischen den langhaarigen Typen, die LPs verkauft haben. HC-48U, aber 5 cm hoch mit Aufschrift Siemens & Halske. Die waren eine grandiose Fehlinvestition meiner bescheidenen studentischen Barschaft. Was man damit hätte machen können, wenn man's tatsächlich gemacht hätte! Es hilft wohl nicht weiter, wenn ich die messe. Kannste mal die Kamera vom Handy über den Burchard-Artikel halten? Meine Papierversion ist wohl terminal unauffindbar. Gruß, Gerhard
erhard H. schrieb: > Kannste mal die Kamera vom Handy über den Burchard-Artikel halten?... Moin Gerhard, so früh schon? Mein Kaffee wird kalt :-D http://www.electronicsandbooks.com/eab3/manual/Magazine/U/UKW%20berichte%20DE/UKWberichte1992-4.pdf Michael
Wilhelm S. schrieb: > Bzgl. Ringkerne (für Leitungsübertrager) mache ich dir gerne ein > Tütchen fertig.... Guten Morgen, danke Wilhelm für das Angebot. Ich habe hier doch tatsächlich -nebst anderen nicht identifizierbaren- noch ein paar FT37-43 gefunden. Für den Fall, dass der Verstärker keine Lösung/Erfolg bringt, könnte ich damit weiterexperimentieren. Der eine V-Teil ist schon auf dem Brettchen mit gut A=35dB (=60) und Eingangsrauschspannung von ca. 7uV. Das ist der großen Bandbreite von ca. 90kHz (und der hohen Frequenz (?), für die er ehemals garnicht designed wurde) geschuldet. Die max. Eingangsspannung vor sichtbarem Verzerrungseinsatz liegt derzeit bei 120mV. Nun bekommt er noch die LN-Eingangsstufe dran; dann kann/muss ich wohl die Verstärkung etwas zurücknehmen. Und natürlich noch das Filter an den Ausgang. Michael
Oh, danke! die kannte ich noch nicht. Da habe ich auch gleich das Ham Radio Magazine gefunden. Das war seinerzeit technisch wirklich führend. Sogar Granden wie U. Rohde hatten da Artikel veröffentlicht. < http://www.electronicsandbooks.com/eab3/manual/index.php?dir=Magazine%2FH%2FHam+Radio+Magazine+US%2F > Oh, ich wollte gerade sagen, da fehlt nur noch die QEX, aber: < http://www.electronicsandbooks.com/eab3/manual/index.php?dir=Magazine%2FQ%2FQEX+US%2F > Eigentlich könnte ich jetzt ein paar Meter Regal in die blaue Tonne füllen, und ein paar Umzugskisten. :-) Gerhard
Hallo zusammen. > noch ein paar FT37-43 gefunden.. Ich denke, µi mit 850 für 77.5kHz zuwenig. Gehen wird es betsimmt, dann aber auf T37 eben viel dünnen Draht. Na ja, bei deinen IE500 hast du mich auch schon eines Besseren belehrt. Für den Aufbau sollte das unter 100kHz auch noch auf VeroBoard gehen; oder male dir eine Platine mit einem Edding. Ansonsten wären die unbekannten Kerne doch auch einen Versuch wert. Bzgl. I-Adresse: so was superaffengeiles habe ich noch nie gesehen. Habe lange Jahre nach z.B. 'Ham Radio' gesucht und nie was gefunden...; und dann sowas. Gerhard hat recht > Eigentlich könnte ich jetzt ein paar Meter Regal in die blaue > Tonne füllen, und ein paar Umzugskisten. :-) Bei mir leider zuwenig. Des Papieres wäre es dann weniger aber die restlichen Schätze..?? Schönen Restsonntag 73 Wilhelm
Wilhelm S. schrieb: > Schönen Restsonntag.. Naja, ist erst morgen :-) Ich kenne das aber selbst (als "Rentier"), dass ich manchmal nicht genau weiß, welcher Wochentag ist... > Bzgl. I-Adresse:... Ich hatte auch mal eine niederländische Adresse gefunden, aber ich kann mich nicht mehr erinnern und ich hatte sie nicht als Favorit gespeichert :-( Vielleicht ist sie auch nicht mehr aktiv? > Für den Aufbau sollte das unter 100kHz auch noch auf VeroBoard gehen Ich baue gerne -zum Testen grundsätzlich- Manhattan-"Igel" auf durchgehender GP (Platinenreste oder alte Tuner-Gehäuse; letzteres sieht jedoch nicht soo schön aus). Erfahrungsgemäß sehr gut und wenn nötig, kommen Abschirmwändchen dazwischen. ;-) Steckbrettchen u.a. mag ich nicht so. Keep cool (bei dieser Wärme) Michael
Erfreuliche Zwischenergebnisse vom Mess-Verstärker, zu Zeit jedoch noch ohne Bandbreitenkastration: Bandbreite (enorm hoch) = ca. 120 kHz (30-150) max. Eingangs-/Ausgangsspannungen = 3,5 mV-SS / 7 V-SS ==> A = 66 dB Rauschspannung bei 50R-Abschluss am Eingang = knapp 2 mV eff. Eingangs-Rauschspannungdichte = 2,9 nV/SQRT(Hz) Rauschspannungs-Abstand >= 70 dB Für ein nicht ultrahochgezüchtetes (nur "rauscharmes") IC der End-70er bzw. Anf.-80er finde ich das durchaus passabel. Hauptsache ist für mich auch, dass außerdem nichts schwingt oder ähnliche Scherze... Es folgen noch die Ergebnisse MIT BB-Begrenzung und Filter am Ausgang. ;-) Michael
TDA1054M ;-) Werte mit Filterung kommen morgen nach dem Frühstück; Habe jetzt keine richtige Lust mehr. :-) Sind nicht übel...
:
Bearbeitet durch User
So, nun die neusten Daten, zunächst vom Messverstärker mit LC-Filter am Ausgang. Ich habe die Verstärkung des OPV bewusst nicht mehr reduziert. Verstärkung ges. = 54 dB (500) Eingangs-/Ausgangsspannung max. = 4 mV-SS / 2 V-SS Gesamt-Rauschspannung (Eingang 50R abgeschlossen) = 205 uV-eff. S/N >= 70 dB Bandbreite = 22 kHz So hatte ich nun fast 80 dB Messbereichs-Dynamik verfügbar. Soweit, so gut.. Danach habe zunächst einen der Quarze nochmal akribisch gemessen: Generator-Spannung = 100 mV-SS == -16 dBm am Eingang des Adapters --> Leistung am Quarz unter -30 dBm Spannung mit Brücke anstatt Quarz, U-0 = 670 mV-eff fs = 77,4136 kHz Bandbreite (-3 dB) = 1,58 Hz -> daraus Betriebsgüte Q-L = ca. 49.000 R-s = 428 Ohm Nach wie vor lässt sich mit dieser Messanordnung leider kein Dip der fp feststellen, zumindest bei dem niedrigen Pegel nicht. Ich werde noch probieren, ob ich ihn mit höherer Gen.-Spannung ausmachen kann. Spielraum nach oben ist mit 20 dB ja noch da. Nun muss ich noch ein wenig rechnen.... Mindestens ist es bis hier eine interessante Erfahrung, was den Verstärker angeht.. ;-) Michael
Hallo Michael, der LC-Kreis ist ja nun keine wesentliche Verbesserung, da die Betriebsgüte Qb nur rund 3,5 beträgt. Falls du den Verstärker direkt mit 50 Ohm abschließt, müsstet du das LC-Verhältnis sehr viel kleiner wählen. Du brauchst ja nur ca. 1kHz Bandbreite (Qb~75). Das würde das Rauschen noch einmal um >10db verringern. Kannst du die Xtal-Bandbreite von 1,58Hz wirklich so genau messen? Wenn der Messaufbau mit Abschlüssen des Quarzes in der Größenordnung von Rm (400-500 Ohm) liegt, ist b3 ja wesentlich größer und relativ genauer zu messen. Zeig doch einmal deine jetzige Gesamtschaltung deines Messaufbaus, sonst rätselt man immer herum. Ich hoffe nur, dass deine oben angegebenen vorläufigen Quarzdaten mit Cm~20fF (--> Lm~>200H) und Cp=13pF nicht stimmen. Dann kannst du den Quarz gar nicht so ohne weiteres auf 77,5kHz ziehen, weil schon fp unterhalb von 77,5kHz liegt. Bei den Daten mit Lm~40H (Cm~106fF) und Cp=13pF ist das möglich. Ich habe eine Simulation mit beiden Parametersätzen angehängt. Warum bestimmst du denn fs und fp nicht mit zwei Messungen (wie ich oben die prinzipielle Messanordnung für fp gezeigt habe)? Viel spaß, Horst
Hallo Horst, ich fang mal hinten an... > Warum bestimmst du denn fs und fp nicht mit zwei Messungen (wie ich > oben die prinzipielle Messanordnung für fp gezeigt habe)? Diese Messung folgt später auf dem Fuße; ich wollte dieses jetzige Verfahren/Messaufbau bis zum Schluss durchziehen. Erkenntnisse daraus: immer noch Monotonie.... > Ich hoffe nur, dass deine oben angegebenen vorläufigen Quarzdaten mit > Cm~20fF (--> Lm~>200H) und Cp=13pF nicht stimmen. Du hoffst richtig, zumindest, was die "alten" Ergebnisse angeht. Die neuen aufgenommenen und errechneten Daten des einen Quarzes: fs = 77413,6 Hz BB -3 dB = 1,58 Hz -> Q-L = 48.995 Rm = 360 Ohm Reff = 385 Ohm Cm = 108,99 fF Lm = 38,78 H Cp = 12,5 pF 2 x Ch = 6,5/7,5 pF C-Messadapter <= 1 pF Die Rechnerei habe ich auf Grundlage von K8ZOA gemacht. Nach einer anderen Quelle würde sich fp mit 77.751,4 Hz errechnen. Ob das der Realität entspricht (Streu-Kapz. !!), weiß ich nicht einzschätzen. > Zeig doch einmal deine jetzige Gesamtschaltung deines Messaufbaus, > sonst rätselt man immer herum. Ich mache nachher noch Bildchen davon; die beiden Teile sind im Prinzip in den obigen Bildern schon zu sehen (Verstärker halbfertig) + kurzes Schaltbild füge ich dazu. > Kannst du die Xtal-Bandbreite von 1,58Hz wirklich so genau messen? Ich meine, ja... Mein F-Generator hat (über die interessierenden 200 Hz) keine Pegel-Schwankungen, weder am HP-VM sichtbar, noch am Oszi (da schon mal garnicht). Die Frequenz passt nach meinem Racal (OCXO) auf mind, 10^(-5), wobei in dieser Größenordnung schon ein wenig Jitter drauf ist. Am VM ist der jedoch nicht mehr störend wahrnehmbar. Bei den Messungen durchfahre ich manuell den Bereich mit einer minimalen Schrittweite von 0,1 Hz, an den Punkten von Interesse mit 0,01 Hz. Die Anzeige am VM -z.B. Maximum- ist damit sehr eindeutig auszumachen. > Falls du den Verstärker direkt mit 50 Ohm abschließt,... Das kann ich so jetzt nicht tun, weil der OPV die Last nicht zulässt. Dann müsste ich noch einen Puffer dahinterbauen, ginge natürlich... Momentan ist der LC-Kreis lose über 56 pF angekoppelt, allerdings mit 10 kOhm bedämpft, sonst fängt die Geschichte das Schwingen an. Als nächstes wird dein obiger Vorschlag umgesetzt, natürlich gerne. ;-) Vielleicht (hoffentlich) bekomme ich dann den Wunsch-Wert auch zu sehen. Michael
Na, die Parameter sehen doch schon viel realistischer aus. Ich habe die Simulation mit den neuen Daten gemacht. Mit ca. 38pF in Serie kommt man dann auf 77,5kHz. Ich habe im Modell die Abschlusswiderstände mit 3500 Ohm gewählt, damit die Serienresonanz nicht so spitz wird. Da durch die Ziehkapazität die effektive Quarzinduktivität Lm größer wird, ist die rote Kurve bei gleichen Abschlüsssen etwas schmalbandiger. MfG, Horst P.S. Ist Ch (Kap Anschluss gegen Gehäuse) wirklich so groß?
HST schrieb: > P.S. Ist Ch (Kap Anschluss gegen Gehäuse) wirklich so groß? Mist, Fehler von mir :-( Ich habe die Eigen-Kap. der Brücke vergessen abzuziehen. Eben nochmal nachgemessen: 2 x 5,5 pF ist realistischer ;-) Cp ist aber mit 12,5 korrekt. Deine Simulation flößt mir einen Schreck ein: fp mit 77,750 kHz. Ich hoffe, es ist nicht später Realität. > Mit ca. 38pF in Serie kommt man dann auf 77,5kHz. Das hatte ich vor einiger Zeit im Probelauf (Butler-Osz.) auch ca. feststellen können, jedoch Cz nicht genau gemessen. Michael
Michael M. schrieb: > Deine Simulation flößt mir einen Schreck ein: fp mit 77,750 kHz. Ich > hoffe, es ist nicht später Realität. Das mit dem kleinen Delta fp-fs ~250Hz hatte ich ja schon weiter oben (6.8., 19:58) angesprochen - das ist schon real bei diesem Quarztyp. Wo ist das Problem? Man kann bei einer Bandbreite von 50Hz sogar ein normales 2-poliges Ladderfilter bauen, wenn auch mit starker, aber noch akzeptabler Asymmetrie. Anbei ein "quick 'n dirty" Beispiel mit dem Dishal-Programm. Hier habe ich kein Cz eingerechnet, daher fm <77,5kHz. In meinen beiden Vorschlägen weiter oben sind die Quarze ohnehin neutralisiert --> symmetrische Kurven. Alles klar? Horst
HST schrieb: > Alles klar? Wenn ich dem zustimmen würde, wäre das meine Kenntnisse betreffend hoffnungslos übertrieben.. :-) Zwischenstand: Ich habe deinen einfachen Messadapter (s.w.o.) aufgebaut und ohne den verstärker gemessen. Die fs (Dip) liegt auch hier bei exakt 77.413,6 Hz. Bei genau 77.450,0 Hz ist ein ganz schwacher Peak auszumachen, der sich um wenige %-Punkte von den Nachbarwerten abhebt; auch bei testweise deutlicher höherer Frequenz kommt dann gar nichts mehr. Den Pegel vom F-Gen. habe ich zusätzlich auf Schwankungen (erfolglos) überprüft, um sicher zu gehen. Bildchen folgen vielleicht heute Abend. Michael EDIT: Die Entscheidung kristallisiert sich immer mehr für die Filterschaltung nach DJ6EV Seite 13....
:
Bearbeitet durch User
Hallo zusammen darf ich was fragen zu dem Testadapter IEC444: * warum muss dieser so ausgelegt sein, dass er um 29dB dämpft, und * warum muss an den Quarzanschlüssen eine Impedanz von 12.5 Ohm vorliegen? und: müsste man, um den Quarz sehr genau ausmessen zu können, diesen Testadapter nicht wegkalibrieren? die Widerstände werden ja nicht perfekt sein und auch der Adapter selbst wird einiges an kapazitiven Einflüssen einbringen. Wenn man aber den Adapter wegkalibrieren könnte (z.B. Open/Short/Load/Thru) dann könnte man wohl direkt sehr einfach ein Modell eines Quarzes an die Messwerte anfitten. Aber sehe ich das richtig, dass ihr nur die Serie- und Parallelresonanz messt und daraus dann L und C bestimmt? Grüsse Tobias
Hallo Tobias, > darf ich was fragen zu dem Testadapter IEC444: Natürlich, dafür ist ein Forum da... > * warum muss dieser so ausgelegt sein, dass er um 29dB dämpft, und > * warum muss an den Quarzanschlüssen eine Impedanz von 12.5 Ohm > vorliegen? ...Muss nicht zwingend so sein; auch andere Impedanzen sind möglich. Falls du das PDF noch nicht gelesen hast: https://www.bartelsos.de/dk7jb.php/quarzfilter-horst?download=156 Ab Seite 35 werden diese Fragen beantwortet. ;-) > ...müsste man, um den Quarz sehr genau ausmessen zu können, diesen > Testadapter nicht wegkalibrieren? die Widerstände werden ja nicht > perfekt sein und auch der Adapter selbst wird einiges an kapazitiven > Einflüssen einbringen. Streukapazitäten würden natürlich schon stören; darauf muss man schon ein Auge haben. Wegkalibrieren muss du nichts, nur die Impedanzen müssen hinreichend genau bekannt sein. > Aber sehe ich das richtig, dass ihr nur die Serie- > und Parallelresonanz messt und daraus > dann L und C bestimmt? Die fp ist noch nicht einmal zwingend notwendig und -wie ich feststellen durfte- auch gar nicht so einfach zu messen. Die fp ist SEHR abhängig von äußeren Einflüssen wie eben die Streu-Kaps. Es reicht prinzipiell die fs zum Rechnen; die bekommt man recht genau, wie ich feststellen konnte. Michael
Hi Michael ah ja, den Link habe ich nicht gesehen. Danke dafür. OK, du bestimmst deine Quarzparameter also nur anhand der gemessenen Resonanzfrequenz! das bedeutet natürlich, dass der Adapter in der Tat nicht raus kalibriert werden muss. (Notiz an mich: mal so einen Adapter bauen, und schauen, wie man ihn trotzdem raus kalibrieren kann und ein Quarzmodell an die S11/S21 Messung ran fitten kann.)
Ich geh' davon aus, dass du das Bildchen oben gesehen hast. Die direkten (äußerlich erreichbaren) Q.-Kapazitäten müssen jedoch auch noch mit einer Brücke gemessen werden. Den Link hatte ich bis jetzt noch nicht hier geschrieben, nur den Bildquellen-Verweis... Michael EDIT: ...und Quarze mit einer solch tiefen Frequenz sind wohl auch nicht so oft Tagesordnung. Das ist bei mir schon eine sehr spezielle Anwendung..
:
Bearbeitet durch User
Michael M. schrieb: > Den Link hatte ich bis jetzt noch nicht hier geschrieben, nur den > Bildquellen-Verweis... ich gebe zu meiner Schande zu, dass ich nicht den kompletten Thread durchgelesen habe, da er nun doch schon ein wenig länglich geworden ist. Asche über mein Haupt :-) Michael M. schrieb: > EDIT: ...und Quarze mit einer solch tiefen Frequenz sind wohl auch nicht > so oft Tagesordnung. Das ist bei mir schon eine sehr spezielle > Anwendung.. klar. Aber Quarze zu charakterisieren ist bei jeder Frequenz nützlich. Insofern ist diese Messerei von generellem Interesse.
Tobias P. schrieb: > Insofern ist diese Messerei von generellem Interesse. Vor allem, wenn man überhaupt keine Daten von ihnen hat(te)... ;-) @Horst Ein paar Bildchen für dich. :-) Wenn du nähere Einzelheiten wissen möchtest, einfach fragen. Ich werde dann wohl als nächstes das besagte Zweipol-Filter mal in Angriff nehmen. Michael
Das artet ja richtig in Arbeit aus... Die Schaltung mit den Widerständen war ein Vorschlag, fp evtl. ohne notwendigen großen Dynamikbereich messen zu können. Ich hatte das nicht simuliert. Anbei eine Messchaltung mit kleinen Koppel-C's und die zugehörige Simulation. Hier kann man schön sehen, warum ich die Messung von fp für unzuverlässig halte (extreme Empfindlichkeit gegenüber Parallelkapazitäten). Du kannst natürlich die Ck's noch kleiner machen, um die Verschiebung zu minimieren. Wenn deine 3 Quarze ok sind und relativ gut übereinsztimmende Parameter aufweisen, wäre ein 3-poliges Ladderfilter die einfachste Lösung. Ich habe eine Simulation angehängt, die auch die ungefähren Werte der Zieh-Caps Cs1-Cs3 für fm=77,5kHz bemessen sind. Da die effektive Ziehkapazität aus einer Reihenschaltung von Ck und Cs besteht, ist Cs2 natürlich etwas größer als Cs1 & Cs3. Cseff muss ja für alle Maschen gleich groß sein. Ich weiß nicht, welche Bandbreite du anstrebst. Ich habe im Modell eine Bandbreite von 30Hz gewählt. Bei einer Quarzgüte von 50k beträgt die Filterdämpfung <1,5db. Vermutlich soll das Filter ja Störsignale neben DCF unterdrücken. Da ist die leichte Asymmetrie bedeutungslos. Bei noch schmaleren Bandbreiten wird auch die Asymmetrie kleiner. Aber das musst du entscheiden. Mehr kann ich von hier nicht beitragen. Ich kann dir empfehlen, mit einem Simulator selbst solche Bemessungen auszuprobieren. Für Ladderfilter reicht auch RFSim99 (geht nicht für Brücken/Neutralisationsschaltungen). Die Dishal-Version 2.0.5.2 erzeugt automatisch Netlisten u.a. für LTSpice IV. Da könntest du ohne lange Lernkurve herumspielen (wie im zweiten Bild gezeigt). @Thomas: Eine ausführliche Beschreibung der Messadapter nach IEC444 usw. kannst du im "Quarzkochbuch" von G. Neubig finden. Das Buch in einzelnen Kapiteln ist im INet verfügbar. Die doch sehr aufwendigen Anordnungen sind zum Glück im Amateurbereich nicht notwendig. Ich messe mit einem ordinären skalaren Analyzer nach der 3db-Methode. Cp messe ich mit einem kleinen LC-Meter nach AADE. Gute Klone davon gibt es schon für 30 bis 40€. Das ist ein Instrument, das für mich unentbehrlich geworden ist. So, das wär's.
Ups, da habe ich die Simulation der Cp-Messung vergessen...
Denke daran, dass Q = d Gruppenlaufzeit/ d f ist und da kommen erschreckende Daten für die Gruppenlaufzeit von schmalen Quarzfiltern heraus. Und die hat einen TK. So schmale Filter sind für timing-Empfänger unbrauchbar. Auf der time-nuts-Liste auf febo.com läuft unter der Überschrift "Re: [time-nuts] WWVB SDR discussion" gerade eine Diskussion zum Thema. Kurzer Ausschnitt, der gerade vor einer Stunde eingetrudelt ist: The problem with the crystal is that it has a temperature coefficient. As a narrow band filter, it will have a lot of delay. Crystal resonance moves (with temperature) and the delay changes. How much delay depends a lot on a bunch of fiddly details. A 10 to 100 Hz wide bandpass could easily have delay in the > 100 ms range. How much change? The crystal could be in the 10’s of ppm / C range (might be lower, could be higher). At 60K Hz 10 ppm is 0.6 Hz. With a modest sort of basement temperature swing you could get 10% of the delay changing around. Yes, that’s a bunch of guesses. Net result would be delay variation in the 1 to 10 ms range. Bob > On Aug 11, 2020, at 3:37 PM, paul XXXXXX <XXXXXXXXXX@gmail.com> wrote: > > Mark > His antenna hit a preamp as I recall about 20 db of gain. To see > something on a scope add 40 more db approx. Unfortunately a purely > broadband solution will show 40 db of pure garbage these days. > Using the 60 KHz watch crystals $2.00 for 20 out of China you can > most likely find a reasonable match. > Thats what I did. It is hi Z so it feeds one side of an opamp. > Look at the spectracom schematics to get a sense of what to do. > I made a small socket to plug them in and found the one that > worked. As an alternative you can build a bandpass filter with > opamps lots of variations. Anything to get the > received bandwidth reduced. Look at Johns front end also. (Und WWV ist wirklich oft unter der Grasnabe) Auf febo.com gibt es ein Archiv der time nuts Liste. Gruß, Gerhard
:
Bearbeitet durch User
Hallo Gerhard, interessanter Beitrag. Ich weiß nicht, ob Michael ein DCF-basiertes Frequenznormal oder nur eine Uhr bauen will. Bei letzterem wäre die Gruppenlaufzeit (GD) nicht so wichtig. Ich habe das obige 3-Polfilter (mit einer effektiven 3db-Bandbreite von 25Hz) noch einmal mit GD simuliert. Dazu eins mit b3db=50Hz zum Vergleich. Ob GD für ein Frequenznormal ausreichend klein ist, kann ich nicht beurteilen. Das hängt von den Ansprücchen ab, aber 10^-8 sollte m.E. drin sein. Allerdings dürfte DCF wegen der Ausbreitungsbedingungen ohnehin wesentlich schlechter abschneiden as ein GPS-basiertes Frequenznormal. Die gibt es ja schon mit relativ moderaten Preisen. Bei Filtern mit neutralisierten Einzelquarzen (mein 2. Vorschlag oben) kann man eine annähernde Gauß-Kurve mit einem wesentlich flacheren (fast konstanten) GD-Verlauf über den Durchlassbereich erzielen. Ohne einen VNA kann man leider keine GD messen. MfG, Horst
Moin zusammen, ich weiß jetzt gar nicht, wo ich anfangen soll.... Am besten vielleicht mit DANKE an euch für die vielen Informationen und @Horst deine Bemühungen. HST schrieb: > Das artet ja richtig in Arbeit aus... ... > Mehr kann ich von hier nicht beitragen. Ich hatte niemals mit dieser (Un)Menge nützlicher Infos gerechnet. :-) Du hast schon eine ganze Menge Konstruktives weitergegeben. > Wenn deine 3 Quarze ok sind und relativ gut übereinstimmende > Parameter aufweisen, wäre ein 3-poliges Ladderfilter die > einfachste Lösung. Wegen der Übersichtlichkeit hatte ich zunächst nur einen einzelnen Quarz gemessen, die anderen folgen noch. Bei den ersten Tests hatten sich sehr wohl schon Unterschiede bemerkbar gemacht. > Ich weiß nicht, ob Michael ein DCF-basiertes > Frequenznormal oder nur eine Uhr bauen will. Oooh nein, für eine popelige Uhr sicherlich nicht solch ein Aufwand. Die Uhrzeit habe ich auf dem Radiowecker, Rechner oder Mobiltelefon in mehr als ausreichender Genauigkeit.... Es geht um dieses Thema: Beitrag "DCF-Disziplinierung eines OCXO - Re-Design (Rev. II)" Ich lagere die Detail-Lösungen wegen der Übersichtlichkeit aus, wie z.B. Beitrag "Datenblatt IE 500 (DBM)" oder Beitrag "Phasenschieber-Oszillator: Woher weiß das RC-Glied die richtige bzw. geforderte Verschiebung?" > Ich weiß nicht, welche Bandbreite du anstrebst. Ich habe im Modell > eine Bandbreite von 30Hz gewählt. 30 Hz sind sicher schon gut; die Hälfte würde mir persönlich auch genügen ;-). Ich will gar nicht an/unter 10 Hz ran, wie hier und da zu lesen war/ist. Die 1Hz-"Modulation" (sekündliche Trägerabsenkung) erzeugt ja keine nennenswerte Bandbreite, die es zu übertragen gilt. Der exakte Sekundenbeginn interessiert mich auch nur absolut sekundär, allenfalls wird er für das relativ zeitunkritische Ablauf-Timing verwendet. Dafür reicht die Ungenauigkeit von einigen 100 us allemal. Gerhard H. schrieb: > Denke daran, dass Q = d Gruppenlaufzeit/ d f ist und da > kommen erschreckende Daten für die Gruppenlaufzeit von > schmalen Quarzfiltern heraus. Und die hat einen TK. > So schmale Filter sind für timing-Empfänger unbrauchbar. Sicher ein interessanter Punkt. Ich merke die Temp.-Empfindlichkeit bei meinen Messungen, wenn ich den Quarz in den Adapter gesteckt habe. Dann kann ich erst einmal 2 Minuten Pause machen... Da ich das Empfänger-Front-End von Ralph B. (http://df6wu.de/Bauanleitungen%20Messtechnik/DCF-Frequenznormal/DCF775SH.TIF) übernommen habe UND ich mich genau wegen möglicher Temp.-Probleme bereits gegen das Filter im Antennen-Verstärker (s. Friedrich Krug, DJ3RV, ebenso UKW-Ber. 1/84: https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechniek/hambladen/ukw-berichte/1984/page042/index.html) entschieden hatte, werden die thermischen Auswirkungen wohl als gering einzustufen sein. Außerdem habe ich glücklicherweise keine mit WWV vergleichbaren Empfangsprobleme. Auch unter ungünstigen Bedingungen (tagsüber) liegt die Feldstärke deutlich ÜBER der Grasnarbe. Nachts werde ich wohl wegen erheblich größerer Phasenabweichungen durch Fading bzw. Empfangs-Auslöschungen keine Synchro machen; dafür muss dann der OCXO mit seiner Stabilität herhalten. Zitat von Ralph B. aus dem "Mutter"-Thema: Ralph B. schrieb: > Die Durchlaufzeit des Filters ist nicht kritisch solange sie sich nicht > ändert. > Ein Minimalphasensystem muss es auch nicht sein, solange man sich auf > dem Scheitel bzw Dach der Durchlasskurve befindet, und die > Durchlasskurve stabil ist. HST schrieb: > Allerdings dürfte DCF wegen der Ausbreitungsbedingungen > ohnehin wesentlich schlechter abschneiden as ein GPS-basiertes > Frequenznormal. Die gibt es ja schon mit relativ moderaten Preisen. Zum gesamten Konzept usw. sagte ich mal im "Mutter"-Thema... Beitrag "Re: DCF-Disziplinierung eines OCXO - Re-Design (Rev. II)" Es ist eine historisch gewachsene Herausforderung... ;-) > Bei Filtern mit neutralisierten Einzelquarzen (mein 2. Vorschlag oben) > kann man eine annähernde Gauß-Kurve mit einem wesentlich flacheren > (fast konstanten) GD-Verlauf über den Durchlassbereich erzielen. DAS ist doch eine wesentliche Aussage. Dann war meine Entscheidung hierfür ja richtig. Ich muss mir eben alles "anlesen" und ergreife gerne jeden Strohhalm, den Menschen wie z.B. du mir reichen.... Michael
Nun mal alle drei Quarze im Vergleich: Messwert Quarz I Quarz II Quarz III ___________________________________________________ fs = 77413,60 Hz 77413,50 Hz 77412,65 Hz BB-3dB = 1,58 Hz 1,70 Hz 2,14 Hz Q-L = 48.995 45.537 36.174 Rm = 360 R 406 R 490 R Reff = 385 R 432 R 515 R Cm = 108,99 fF 104,55 fF 110,42 fF Lm = 38,78 H 40,43 H 38,28 H Cp = 12,5 pF 12,5 pF 12,5 pF 2xCh = 4,0/4,5 pF** 4,5/4,5 pF 4,5/5,5 pF ** nochmals nachgemessen/korrigiert fp habe ich noch nicht gemessen. Irgendwie hat mein Generator was gegen das warme schöne Wetter.. 8-( Michael
Gerhard H. schrieb: > Viva DG8SAQ! Es wäre mal interessant, wie sich diese neuen > China-VNAs für fast umsonst da schlagen. Wie schließt man den zu untersuchenden Quarz da an? Einfach ran und S21 messen? Oder nach der 2-Port Shunt-Thru-Methode? Oder ein kleines Anpassnetzwerk (least-loss-fixture) wie in [1] empfohlen? Oder was aufwändigeres aus quarzfilter_rev2a.pdf ([2])? [1] https://www.nonstopsystems.com/radio/pdf-ant/antenna-article-xtal-1cqp.pdf [2] https://www.bartelsos.de/dk7jb.php/quarzfilter-horst?download=156
Bernd schrieb: > Wie schließt man den zu untersuchenden Quarz da an? > Einfach ran und S21 messen? Moin Bernd, meinst du das jetzt mechanisch/löttechnisch? Da es ja oftmals um das Messen mehrerer Quarze (für Filter) geht, ist eine steckbare Lösung angesagt. Ich habe dafür einzelne Kontakttulpen einer IC-Fassung verwendet, natürlich ohne Isolierung wegen der möglichst geringen Streu-Cs. Welche Impedanz der Quarz "sehen" soll bzw. sinnvoll ist, beschreibt DJ6EV in seinem Dokument. Was die Vorgehensweise mit einem NWA angeht, kann ich dir mangels Besitz eines solchen Geräts nicht weiterhelfen. :-( Michael EDIT: Ich bin jetzt grad dabei, den ersten Testaufbau eines 2-Pol-Filters zu machen (DJ6EV, Seite 13).
:
Bearbeitet durch User
Hallo Michael, ich bin auf diesen Thread nur aufgrund des Titels gestoßen. Daher sind die zitierten und sehr interessanten Threads bezüglich DCF-Frequenznormal an mir vorbeigelaufen, da sie für mich nicht relevant waren. Ich habe vor Jahren einen Trimble "Thunderbolt" GPS-Standard für wenig Geld erwischt. Dieses Ding liefert mir schon nach einer Stunde Aufwärmzeit die 10MHz mit besser 1*10^-10, was für die Kalibrierung/Steuerung von Zähler, VNA, usw. mehr als ausreichend ist. Bei dem Aufbau nach Seite 13 kannst du übrigens den LC-Kreis weglassen. Bei den sehr geringen Bandbreiten von <50Hz ist der sinnlos, da durch die LC-Kreisgüte (max. 150 ohne Rückkopplung) ein Einsatz erst bei bei Bandbreiten von >300Hz etwas bringt (kannst du mit dem Kautter-Programm schön nachvollziehen). Das vereinfacht die Sache für dich kolossal, obwohl etwas Selektivität verloren geht. Es ist ja jetzt nur ein Einzelkreis (Quarz). Ich habe eine Simulation der Prinzipschaltung für Bandbreiten von 20 und 50Hz angehängt. Da sie die Kurven für eine Sektion zeigt, multiplizieren sich die Werte der Dämpfung und GD mit der Zahl der Sektionen. Durch die Stufentrennung mit jeweils einem FET kannst du jede Sektion einzeln mit Cz, Cn und Rt auf gleiche fm, Symmetrie und Bandbreite einstellen. Die kleinen Unterschiede deiner Quarze sind damit leicht auszugleichen. So, jetzt ist mein Ende der Fahnenstange mit theoretisieren im luftleeren Raum erreicht. Dir bleibt die Praxis. Re China-VNA: geht der denn so weit in der Frequenz herunter? Ich bezweifle auch, dass da Auflösungen von 0,1Hz möglich sind. Sonst wäre es schon eine Alternative, die Messungen entweder über S11 oder S21 durchzuführen. Der VNWA von DG8SAQ hat ja so etwas mit Auswertung in der SW. Ob der das auch bei 77kHz kann, habe ich mangels Anforderung nie probiert. Viel Erfolg, Horst
Moin Horst, HST schrieb: > So, jetzt ist mein Ende der Fahnenstange mit theoretisieren im > luftleeren Raum erreicht. Dir bleibt die Praxis. :-D DANKE für deine weiteren Ausführungen, die meine theoretischen Vermutungen auch bestätigen: > ....kannst du übrigens den LC-Kreis weglassen. > Bei den sehr geringen Bandbreiten von <50Hz ist der sinnlos, da durch > die LC-Kreisgüte (max. 150 ohne Rückkopplung) ein Einsatz erst bei > Bandbreiten von >300Hz etwas bringt (kannst du mit dem Kautter-Programm > schön nachvollziehen). Ich hatte mir schon gedacht bzw. es iat aus DJ6EVs Ausführungen herauszulesen, dass der LC-Kreis nur für die Variation zu großen Bandbreiten wichtig und entscheidend ist. > Daher sind > die zitierten und sehr interessanten Threads bezüglich > DCF-Frequenznormal an mir vorbeigelaufen, da sie für mich nicht > relevant waren. Jeder hat eben sein Steckenpferd. ;-) Jedenfalls hast du mir sehr weitergeholfen. Ich denke, den Rest werde ich hinbekommen. Die Ergebnisse werden dann natürlich auch hier zu lesen sein. Nochmals danke für deine äußerst zielführenden Hinweise, Anmerkungen usw. So macht das Hobby dann auch richtig Spaß. :-) Michael PS: Leider bist du ja nicht "angemeldet" und ich kann dir keine PN schreiben (habe eine EINZIGE Frage, die jedoch nicht hier in's Forum gehört..)
Michael M. schrieb: > PS: Leider bist du ja nicht "angemeldet" und ich kann dir keine PN > schreiben (habe eine EINZIGE Frage, die jedoch nicht hier in's Forum > gehört..) Wenn Du magst stelle mir die Frage per PN ich bin angemeldet und mit Horst befreundet und werde sie ihm weiterleiten, dann muss sich Horst nicht anmelden LG eric_1
Moin, auf die Schnelle mal eben was zum Angucken: Die Filterkurve des einstufigen 2-Pol-Quarzfilters. Es ist momentan erst einmal nur auf Resonanz getrimmt. Der Rest erfolgt später bzw. bei nächster Gelegenheit; die Bandbreite ist momentan höllisch schmal, im Klartext: ZU schmal. Michael EDIT: Ich sehe grad, dass beim rechten -10dB-Wert eine Null zu viel ist... :-(
:
Bearbeitet durch User
Hallo Michael, an deiner Schaltung fallen mir zwei Ungereimzheiten auf: RT ist 1MOhm statt so zwischen 5k und 25k (Bandbreite von 20 bis ca. 50Hz). Wieso gibt es da ein C=130pF zur Masse? Ich habe deine Schaltung mit diesen Daten simuliert und komme auch auf eine extrem schmale Bandbreite durch den Einfluß der 130pF - keine Überraschung. Anbei eine Simulation mit dem FET, wobei das C parallel zu RT mit 8pF noch großzügig angenommen ist (Schalt- und Eingangskapazität der Folgestufe). Die Neutro-Kapazität ist hier 9,5pF, was dem effektiven Quarz-Cp entspricht (12,5pF in Serie mit 37pF). Wenn der Sourcewiderstand kleiner als der Drainwiderstand ist (also etwas Grundverstärkung, falls gewünscht), wird das Neutro-C entsprechend größer. Probier's einfach mal mit den Daten aus der Simulation (ob Source/Drain 330 oder 220Ohm, ist hier egal). Bei drei Stufen wäre ca. b3= ca. 50Hz pro Sektion einzustellen, wenn die Gesamtbandbreite um 20Hz liegen soll. Dein email habe ich gerade gesehen. MfG, Horst
Mist, ich habe nur die Schaltung statt Simulation angehängt...
HST schrieb: > an deiner Schaltung fallen mir zwei Ungereimzheiten auf:... ... und dein Beitrag vom 13.08.2020 11:32... Moin Horst, danke für deinen Kommentar; dazu kurz der Werdegang und meine Überlegungen, die dazu führten. Basis: Schaltung nach DJ6EV Seite 11, Fig. 16, also Rt = 1M, Ct + Lt vorhanden mit Rs (variabel) zur BB-Beeinflussung. Wirkung: Je größer Rs, desto "schlechter" wird Ls (Güte klein). Unter dieser Voraussetzung ist jedoch Ct immer (noch) wirksam vorhanden.. (im Kopf behalten). Ich ließ also gemäß > ...kannst du übrigens den LC-Kreis weglassen.... den LC-Kreis komplett weg. Abgleich auf Resonanz mit Cz und Cn ergab fr leider deutlich über fr=77500, trotz C-Werten bereits in Richtung 100 pF. >>Enttäuschung. Da kann was nicht stimmen<< .... Außerdem BB bei deutlich um 100Hz (sollte ja schmaler sein). Variation von Rt in Richtung ca. 500k brachte keinen großen Erfolg, vor allem nicht bez. fr. > ...Wieso gibt es da ein C=130pF zur Masse?... Überlegung: In der Orig.-Schaltung ist ja (im Kopf behalten) immer noch Ct in gleicher Größe drin, denn nur Lt wird per Rs "unwirksam" gemacht. Also mal einen Ct in (nicht einmal in der Frequenz adäquaten Größe) reingelötet. Ergebnis: JETZT konnte ich mit passablen Werten für Cz und Cn die fr = 77500 problemlos erreichen. Rt mit 1M "schmeckte" nebenbei ganz gut, passt in der Größe zum erwarteten Gen.-R des FET. Positiv: Die relative Verstärkung ist mit 3,5 dB zu verzeichnen. ____________ Fazit: Wieder was gelernt... :-) Ich werde das gemäß deiner Ausführung ändern und berichten, vielleicht heute Abend...? Michael
Hallo Michael, ich hoffe, dass das nicht zu speziell wird. Ist alles etwas verwirrend, da das originale Zweikreisfilter komplexer ist, als es aussieht Im Original (Seite 13ff) bildet der LC-Kreis mit dem Quarz ein Bandfilter. Ist aber nur sinnvoll, wenn die LC-Bandbreite selbst etwas kleiner als die gewünschte Filterbandbreite ist. Das funktioniert hier nicht, da eine Güte von über 1000 notwendig wäre. RT wird durch den Resonanzwiderstand des LC-Kreises gebildet - der 1MOhm-Widerstand beeinflusst nur dessen Güte für die Bandbreitenregelung (reduziert Resonanz-RT). Der alternative Rs hat den gleichen Effekt. Durch Weglassen des LC-Kreises entsteht ein schmales Einkreisfilter, dessen Abschluss RT relativ niedrig sein muss. Michael M. schrieb: > Abgleich auf Resonanz mit Cz und Cn ergab fr leider deutlich über > fr=77500, trotz C-Werten bereits in Richtung 100 pF. Richtig, das liegt am viel zu hohen RT. Ich habe es mal mit dem Simulator nachempfunden - siehe Bild. Bei RT>100kOhm marschiert fs über 77,5kHz. Es ergibt auch einen Spannungsanstieg. Probier's mit den Werten für RT zwischen 5 und 20kHz. Ich bin sicher, dass du dann erfolgreich bist. Viel Erfolg, Horst
So, nun habe ich ca. 50 Hz BB erreicht. Die Bildchen mal auf die "Uralt"-Methode, da ich leider keinen passenden Demo-TK und außerdem keinen Lin/Log-Wandler auf die Schnelle besitze. :-( Jetzt habe ich schon leichte Verstärkung im Eingangs-FET (220/330); die ist nun aber auch dringend nötig. 1. Bild: X = 20 Hz/Dev; Y = ca. 2 mV/dev 2. Bild: X = 200 Hz/Dev; Y = ca. 2 mV/dev 3. Bild: die vorherige Version mit 2,5 Hz BB (da sieht man auch schön das Ausklingeln...) Bauteilewerte muss ich noch ausmessen... Michael
Update: Bild 1: So sieht jetzt die Schaltung aus.. Bild 2: H = 20 Hz/D, V = ca.5 mV/D, Sweep = 2 s Mit Cn lässt sich die Symmetrie sehr gut einstellen, siehe Bild 2. Folgende Beobachtungen: 1. Bei noch niedrigeren Werten von Rs wird das Filter wieder schmaler (?). Horst, du hattest ja vorgestern spät abends eine Simulation eingestellt, die genau das wiedergibt. Nur widerspricht es dem grundsätzlichen Verhalten, dass ein Filter bei starker Bedämpfung breiter wird; das (im umgekehrten Sinn) hatte ich ja mit Rt = 1 M schon gesehen. Woher kommt dieses Verhalten? 2. Vermissen tu ich die von DJ6EV geschilderte geringe Dämpfung (fast 0) und das sogenannte flache Dach (bei der größeren Breite); ich kann mich irren (dass das Dach trotzdenm flach ist); natürlich vermittelt die lineare Darstellung hier einen erhebllich anderen Eindruck als eine log-Darstellung.... Ich habe jetzt eine Dämpfung von 12 dB. Das ist schon erheblich, obwohl ich dem FET einwenig Verstärkung spendiere. Versuchsweise habe ich mal Cn über das Maß hinaus erhöht. Damit handle ich mir jedoch sofort eine derbe Unsymmetrie des Filters ein, aber die Dämpfung sinkt auf ca. 6 dB. Alles hat seine zwei Seiten, klar. Jedoch kann ich mir die Phänomene leider nicht erklären.... :-( Wie sollte ich weiter vorgehen? Michael
Hallo Michael, jetzt geht's doch ins Eingemachte ;-)) zu 1) Auch wenn es nicht so offensichtlich ist: Der Quarz als Serienkreis liegt mit R2 und R4 in Serie. Je kleiner R4 wird, desto größer wird die Betriebsgüte Qb des Quarzes wie im Quarzmessplatz --> kleinere Bandbreite. Die Frequenzverschiebeung liegt daran, dass auch Kapazitäten beteiligt sind. Der höchste Wert für RT (in meiner Simulation) liegt bei ca. 90kOhm, wenn fm erade noch auf 77,5kHz liegen soll (kein Cz). Die resultierende maximale Bandbreite läge dann bei ca. 150Hz. Man kann noch mehr "Funnies" erzeugen, wenn ein C parallel zu RT vergrößert wird. Führt aber hier zu weit. Zu 2) Nur ein Filter mit mindestens zwei Kreisen kann einen Flat-Top aufweisen (i.e., Quarz mit LC-Kreis). Wie ich schon oben aufgezeigt habe, geht das hier nur bei Bandbreiten >300Hz (bei LC-Qu 150-200), oder mit LC-Qu deutlich >1000 bei Bandbreiten um 50Hz. Ein Filter mit nur einem Resonator (Quarz allein) kann nur eine Spitze zeigen. Verstärkung/Dämpfung Im Artikel wird eigentlich nur die relative Dämpfung gezeigt. Die absolute Verstärkung hängt von mehreren Faktoren ab. Mein Vorschlag: Miss die Grundverstärkung der Schaltung (Cn weg, Quarz-Cz durch 100nF ersetzen). Die müsste ja dann ca. 1-2db betragen. Messung der DC-Spannung über R3. Sollte mindestens 2V betragen (ID ca. 9mA). Die Daten der BC264B weisen sehr niedrige Werte für Steilheit und IDss auf. In meiner Simulation wird der BF245 mit einer Steilheit von 5mA/V angesetzt. Wenn ich das für den BC264B auf 1,5mA/V setze, reduziert sich die Verstärkung um gut 6db. Wenn du sie hast, probiere es mal mit J310 oder BF245/246. Was mich doch erstaunt: Stimmt die Skalierung mit 20Hz/Div in deinem Schirmbild wirklich? Das würde ja eine b3db von <10Hz bedeuten. Bei RT=27kOhm sollte die aber bei über 50Hz liegen. 200Hz/Div wären da einleuchtender. Hast du das Filter evtl. auch manuell (punktweise) durchgemessen? So, ich hoffe das hilft weiter. Ich kann ja nur mit dem (zuverlässsigen!) ARRL-Simulator herumbasteln. Aber im Prinzip sieht es ja schon recht gut aus. MfG, Horst
Moin Horst, nur noch ganz kurz jetzt (**erst eben gelesen)... Die 20 Hz/Dev stimmen sicher; ich hatte sie direkt vom FG (Start/Stop) in die Bilddatei übertragen. Ja, ein besserer FET ist angesagt. Wird wohl der BF246 werden; mit dem BC264 sind so nur 2,7 mA I-D erreichbar. ** Ich habe zwischenzeitlich recherchiert. Mir geht die lineare Darstellung gehörig auf den Keks. ;-) Nun brauche ich ein wenig Zeit, um das "eben mal" zu realisieren. Ich melde mich zum Rest i.L.d.T. Michael
Moin Horst, HST schrieb: > Man kann noch mehr "Funnies" erzeugen, wenn ein C parallel zu RT > vergrößert wird. Führt aber hier zu weit. Das Thema hatte ich ja schon. ;-) > Nur ein Filter mit mindestens zwei Kreisen kann einen Flat-Top > aufweisen (i.e., Quarz mit LC-Kreis). Ja, wenn ich doch abends mein Hirn nicht so früh ausschalten würde... :-( > Miss die Grundverstärkung der Schaltung (Cn weg, Quarz-Cz durch 100nF > ersetzen). Die müsste ja dann ca. 1-2db betragen. Folgt. Ich habe noch ein paar BF246 und E310, hoffentlich insgesamt genügend. > Hast du das Filter > evtl. auch manuell (punktweise) durchgemessen? Nein, bis jetzt nicht. Was das Messen angeht: Michael M. schrieb: > Mir geht die lineare Darstellung > gehörig auf den Keks. ;-) Nun brauche ich ein wenig Zeit, um das > "eben mal" zu realisieren. Ich habe in meinen Schachteln noch einen NE614 ausgegraben, den ich jetzt aktivieren werde. Er ist nicht der Weisheit letzter Schluss, was die Genauigkeit angeht, aber erst einmal eine relativ schnelle Lösung. Dann kann ich auch schöner anzusehende Bildchen produzieren. :-) Michael
Einfach nur mal zum Ansehen: Die erste logarithmische Darstellung des Q-Filters; es ist noch einiges zu optimieren, auch der Detektor (gerade eben betriebsbereit geworden) gefällt mir noch nicht wirklich... Bild: 77,0kkHz - 78,0 kHz, also H = 100 Hz/D, V = ca. 6dB/D Das Filter braucht dringend andere FETs... Michael
Michael M. schrieb: > Ja, ein besserer FET ist angesagt. Wird wohl der BF246 werden; mit dem > BC264 sind so nur 2,7 mA I-D erreichbar. Die unterschiedliche Anschlussreihenfolge ist dir bekannt? Der BF247 hat bei gleichem Chip die normale Folge D-S-G. Arno
Danke Arno für deinen Hinweis. Ich pflege sehr wohl, DB vorher zu lesen... ;-) Das schließt natürlich Unachtsamkeit und Irrtum nicht aus.... Michael
Hallo Michael, und noch 'ne Nachteule am Werk ;-)) Sieht doch schon mal sehr gut aus, unabhängig von den FETs. Das jetzt sichtbare "Loch" zeigt, dass Cn zu groß ist (oder das Cp ist kleiner als bisher angenommen). Der Einschwingvorgang rechts der Spitze ist auch zu sehen - Wobbelung etwas zu schnell, aber für einen Abgleich ist das ja ok. So langsam schleichst du dich an den Erfolg an... MfG, Horst
HST schrieb: > und noch 'ne Nachteule am Werk ;-)) Moin Horst, das hatte auch ziemliche Folgen (komatöses Schlafbedürfnis). :-D Ich wollte das gestern unbedingt noch sehen... > Das jetzt sichtbare "Loch" zeigt, dass Cn zu groß ist (oder das Cp ist > kleiner als bisher angenommen). Meinst du die Lücke bei 77,2k (kommt m.E. von der Verzögerung des Kamera-Auslösers) oder die Polstelle bei 77,4k (Serienresonanz?)? Ja klar, ich hätte es noch ein wenig langsamer machen können/müssen. Mal sehen, was das Wochenende (heute und SOnntag) so bringt. Jedenfalls muss ich den NE614 noch einmal etwas unter die Lupe nehmen. Die nächtlich kurz mal ermittelte Bandbreite war erfreulich gut, >=25 MHz. Ich muss noch mit der Ankopplung zwischen dem 1. und 2. internen Verstärkerzug etwas spielen; die "Richt"spannung (=RSSI) ist bei ca. -30 dBm nicht exakt log., also noch deutlich zu große Abweichung vom Ideal. Michael
... Die Polstelle, da ich annehme, dass du das FET-Filter gemessen hast.
Ja natürlich, das ist das FET-Filter in seinem bisherigen Zustand.
HST schrieb: > Miss die Grundverstärkung der Schaltung (Cn weg, Quarz-Cz durch 100nF > ersetzen). Die müsste ja dann ca. 1-2db betragen. > Messung der DC-Spannung über R3. Sollte mindestens 2V betragen (ID ca. > 9mA). Moin Horst, ich habe das noch nachzuliefern: Die Grundverstärkung liegt bei -10,2 dB. Den größten Pegel-Verlust habe ich am Ausgangs-FET (I-D >= 2 mA). Im Eingangs-FET fließen 2,9 mA, entsprechend 0,6 V an R3. Es sind eben keine steilen Hochstrom-FETs; das werde ich nachher ändern. ;-) Michael
Michael, das hatte ich noch nicht gefragt/erwähnt: Wie groß ist die Lastimpedanz am Ausgang des Sourcefolgers? Bei einer 50 Ohm-Last wären nämlich 9-10db Dämpfung normal. Falls eine hochohmige Last, dann liegt's wohl an den FETs. Horst
Late Night News.... HST schrieb: > Wie groß ist die Lastimpedanz am Ausgang des Sourcefolgers? Ja, ich bin hochohmig dran mit einem 1:1-TK. EDIT: Ich habe geschummelt !! Mein log-Detektor hat ja einen 50R-Abschluss am Eingang; das habe ich jetzt total verdrängt. Aber auch direkt mit dem Oszi-TK ist/war ebenso ein deutlicher Verlust zu messen, ohne den Detektor. Nur die Filter-Resonanz peppt(e) das noch wieder ein wenig auf. Die anderen FETs (BF246C) kommen schon ganz gut in's Schwitzen: Über 11 mA.... So, erst einmal die Bildchen zum Ansehen. Daten folgen später (morgen/nachher) :-) Michael
:
Bearbeitet durch User
Nachlieferung der Daten: Bandbreite: B(-3 dB) = 47 Hz; Ablage von fr-Soll = -4 Hz Dämpfung über alles: -8,9 dB an 50 R -5,2 dB an 1 M Somit kann ich mich (langsam aber sicher) an den Aufbau eines 3-fach-Filters setzen. Vielleicht gehen noch etwas andere Arbeitspunkte der FETs; sie werden schon reichlich warm (P = 100 mW am Eingangs-FET) :-( DJ6EV sagte im PDF: "Die Widerstände sollten so klein wie möglich gewählt werden – in etwa gleich dem Verlustwiderstand Rm des Quarzes." Schaun wir mal... Anbei die Schaltung mit den aktuellen Werten und ein Bild des Log.-Detektors. Letzterer geht bereits bei wenigen kHz los und ist mit etwas verminderter Empfindlichkeit bis ca. 25 MHz brauchbar, dieNachweisgrenze liegt bei ca. 50 MHz. :-) Sweep des F-Gangs kann ich ebenso noch nachliefern. Michael
Hallo Michael, das sieht doch schon sehr gut aus. Der erste FET hat wirklich ein sehr großes IDss, wenn er bei fast -4V Gatevorspannung schon rund 17mA zieht. Im Prinzip aber kein Problem (du kannst ihn ja auch gegen einen FET mit kleinerem IDss austauschen). Deine Daten zeigen auch, dass offensichtlich die Quarzparameter von den bisher bekannten Werten abweichen (Lm größer und CP so um 8,5pF statt 12,5pF). Aber da du das ja für jede Stufe einfach abgleichen kannst, ist das nicht so wichtig. Wenn du die drei Stufen einzeln auf gleiche Filterwerte abgeglichen hast, kannst du die Stufen wie im Bild gezeigt direkt hintereinander schalten, da jede Stufe mit Rs=220 und Rd=330 Ohm praktisch keine Dämpfung aufweist. Der Verlustwiderstand Rm (350-400 Ohm) der Quarze spielt praktisch keine Rolle, da der Lastwiderstand RT mit >20kOhm dagegen sehr hoch ist. Deine gemessenen Dämpfungen dürften offensichtlich am Sourcefolger am Ende liegen. MfG, Horst
HST schrieb: > Deine gemessenen Dämpfungen dürften > offensichtlich am Sourcefolger am Ende liegen. Moin Horst, das hatte ich glatt wieder vergessen zu erwähnen. Das Filter selbst hat knappe 3 dB bis zum G des S-Folgers. Die restliche Dämpfung geht auf dessen Konto; bei Kaskadierung fällt diese natürlich nur ein Mal an. Folglich brauche ich mir kaum noch Sorgen um die Nachverstärkung machen. Mit dem darauf folgenden TCA440 stehen an die 100 dB (geregelt) zur Verfügung. Ich hätte anfangs nicht daran geglaubt, dass der Pegelverlust des gesamten Filters so erfreulich niedrig ist, dank deiner Mühen, Hinweise und Ratschläge... :-) und viel Lerneffekt für mich. Das wird jetzt ein wenig Zeit (die momentan knapp ist) in Anspruch nehmen, weil ich nun gleich in den endgültigen Bau des Nachsetzers einsteigen werde. Ich halte euch natürlich auf dem Laufenden... ;-) > Deine Daten zeigen auch, dass > offensichtlich die Quarzparameter von den bisher bekannten Werten > abweichen (Lm größer und CP so um 8,5pF statt 12,5pF) Das heißt, dass ich evtl. mal nach einer besseren/genaueren Mess-Möglichkeit (Brücke) Ausschau halten sollte.... Michael
Tobias P. schrieb: > darf ich was fragen zu dem Testadapter IEC444: > * warum muss dieser so ausgelegt sein, dass er um 29dB dämpft, und > * warum muss an den Quarzanschlüssen eine Impedanz von 12.5 Ohm Ich weiß es auch nicht. > müsste man, um den Quarz sehr genau ausmessen zu können, diesen > Testadapter nicht wegkalibrieren? Eigentlich schon. Ich habe in Seminarunterlagen von AXTAL die angehangenen Setups nach IEC 60444 gefunden. Sieht recht ähnlich aus. Tobias P. schrieb: > (Notiz an mich: mal so einen Adapter bauen, und schauen, wie man ihn > trotzdem raus kalibrieren kann und ein Quarzmodell an die S11/S21 > Messung ran fitten kann.) Bist du diesbezüglich weitergekommen? Ich habe - in meinem jugendlichen Leichtsinn - einfach einen 10 MHz Quarz genommen und direkt mit dem Netzwerkanalysator eine S21-Messung gemacht (die Zuleitungskabel wurden wegkalibriert). Die Leistung des NWA wurde auf -20 dBm gestellt, aber die Messkurve sieht bei 0 dBm identisch aus. Das Resultat, mit all den Nebenresonanzen, sieht aus, wie die Darstellung im Lehrbuch.
Bernd schrieb: > Ich habe in Seminarunterlagen von AXTAL die angehangenen Setups nach IEC > 60444 gefunden. Sieht recht ähnlich aus. interessant. Danke. Bernd schrieb: > Bist du diesbezüglich weitergekommen? noch nicht. Ich habe mich in der Zwischenzeit mit ein paar anderen Baustellen befasst, aber die Quarzdinger stehen noch aus. Zwar habe ich einen HP 4195A Impedanzanalyser, der mit direkt die Impedanz in Abhängigkeit der Frequenz misst, und dann ein Quarzmodell ausspuckt, aber es wäre trotzdem interessant, das auch selber noch zu versuchen. Eigentlich fällt mir dazu auch grade ein, dass es gar nicht nötig sein wird, S11 und S21 zu messen, sondern es genügt im Prinzip S21. Denn wenn man da den Frequenzgang eines Quarzes mit Lm, Cm, Rs und C0 ran fittet, dann sollte das eindeutig möglich sein. Bernd schrieb: >> müsste man, um den Quarz sehr genau ausmessen zu können, diesen >> Testadapter nicht wegkalibrieren? > Eigentlich schon. wenn man mit nicht zu hohen Frequenzen arbeitet, sollte es vermutlich genügen, wenn man den IEC60444 Adapter raus kalibriert, indem man eine "Thru" Messung macht, also den Quarzsockel mit einem Draht überbrückt. Das gibt zwar ein paar parasitäre Effekte, wie Streukapazität und Längsinduktivität der Drahtbrücke, aber die fallen vermutlich nicht ins Gewicht, da die Lm und C0 des Quarzes viel grösser sein werden. Aber wie gesagt, getestet habe ich es noch nicht. Bernd schrieb: > Ich habe - in meinem jugendlichen Leichtsinn - einfach einen 10 MHz > Quarz genommen und direkt mit dem Netzwerkanalysator eine S21-Messung > gemacht (die Zuleitungskabel wurden wegkalibriert). > Die Leistung des NWA wurde auf -20 dBm gestellt, aber die Messkurve > sieht bei 0 dBm identisch aus. > > Das Resultat, mit all den Nebenresonanzen, sieht aus, wie die > Darstellung im Lehrbuch. ja, Resultat sieht in der Tat gut aus. Die Leistung sollte wohl nicht zu hoch sein, da offenbar Quarze komische Sachen machen, wenn sie überlastet werden, aber der Testadapter gibt ja noch 2x ca. 15dB Dämpfung. Tobias
Hallo Bernd & Tobias vielleicht beantwortet die angehängte Doku (auch von der DK7JB Webseite ladbar) einige eurer obigen Fragen. Speziell die Seiten 37, 40, 43 und evtl. auch 47 & 50. Das dort erwähnte Dishal Programm gibt es bei DK7JB auch in der Version 2.0.5.2, die automatisch Netlisten für 3 Simulatoren (u.a. für LTSpice) erstellt. Bei der Methode nach IEC444 wird einfach kalibriert, indem man statt des Quarzes eine Drahtbrücke einsetzt. MfG, Horst
Vielen Dank, Horst! Ein sehr schönes Dokument. Ich sehe gerade, der TO hatte es erwähnt, aber nicht verlinkt. Entscheiden ist wohl dieser Satz: > Je kleiner die Werte für Z1 und Z2 sind, desto weniger wird der Quarz bedämpft. Dadurch verringert sich > seine zu messende Bandbreite, aber seine durch Rm bewirkte Einfügungsdämpfung steigt, was deren > exaktere Messung ermöglicht. Hier muss man also die richtige Balance zwischen der Genauigkeit der > Frequenz- und der Amplitudenmessung finden. Anbei noch die erwähnten Dokumente von K8ZOA bzgl. der Quarzparameterermittlung. Ich habe meine Messung mit zwei zusätzlichen 20dB-Dämfungsgliedern (eins vor und eins nach dem Quarz) wiederholt, aber keinen signifikanten Unterschied feststellen können.
Hallo, die im obigen PDF angegebenen Links zu Clifton Labs sind nicht mehr gültig, da K8ZOA sein Geschäft verkauft hat. Seine interessanten Dokumente sind aber zum Glück unter folgenden Links archiviert: https://web.archive.org/web/20161210025341/http://www.cliftonlaboratories.com/ ---> https://web.archive.org/web/20161204010955/http://www.cliftonlaboratories.com/Documents.htm Hier kann man die von Bernd angehängten PDFs finden und vieles mehr. Achtung: der Aufbau dieser Seiten kann bis zu 5 sec dauern. MfG, Horst
Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.