Hallo Forum ich habe wieder mal eine Frage. Ich habe vor längerer Zeit mal angefangen, mich mit dem "Dual Mixer Time Difference" Verfahren zu befassen und habe die im Anhang gezeigte Schaltung entworfen. Die Idee mti den ECL-Gattern stammt eigentlich aus dem EEVBlog, dort wurde allerdings ein ECL-Komparator verwendet, den es heute allerdings nicht mehr gibt. Jedenfalls wird das ECL-Gatter verwendet, um das (sinusförmige) Eingangssignal in ein Rechteck umzuwandeln, der Mischer wird dadurch als Schaltermischer betrieben. Das funktioniert eigentlich prinzipiell auch. Allerdings habe ich festgestellt, dass ich, wenn ich die beiden Ausgangssignale an X1 und X2 vergleiche, eine deutliche Variation der Phase über die Zeit habe, selbst wenn ich als DUT überall den selben Oszillator anschliesse. Also z.B. DUT1 = DUT2 = 10MHz, LO1 = 10MHz + 10Hz. Dann kommt ein schönes 10Hz Rechteck bei X1 und X2 heraus, allerdings driftet die Phasenverschiebung zwischen den 2 wie verrückt hin und her, und zwar im Mikrosekunden-Bereich. Ich frage mich, weshalb. Die ECL-Gatter haben einen Jitter von 0.2ps gemäss Datenblatt, daran sollte es also eigentlich nicht liegen, zumal das im EEVBlog vorgestellte System ja auch ECL verwendet und dort das Problem anscheinend nicht auftritt. Könnte mein Problem daran liegen, dass ich X7R Kondensatoren verwendet habe? kann man das Tiefpassfilter nach dem Mischer als Ursache ausschliessen, da es ja sowieso im Niederfrequenzbereich liegt?
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Tobias P. schrieb: > Könnte mein Problem daran liegen, dass.... Moin Tobias, So können wir deine Frage schlecht beantworten. Unser aller Problem ist, dass dein Schaltbild hier kaum entzifferbar ist. Ich habe mal versucht, es anders aufzubereiten; hoffentlich klappt es. Michael EDIT: Ein wenig besser... :)
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Michael M. schrieb: > Tobias P. schrieb: >> Könnte mein Problem daran liegen, dass.... > > Moin Tobias, > So können wir deine Frage schlecht beantworten. Unser aller Problem > ist, dass dein Schaltbild hier kaum entzifferbar ist. Ich habe mal > versucht, es anders aufzubereiten; hoffentlich klappt es. > Michael > > EDIT: Ein wenig besser... :) warum kannst du mein Schema nicht lesen? ist doch ein PDF? :-O
>Dann kommt ein schönes 10Hz Rechteck bei X1 und X2 heraus, >allerdings driftet die Phasenverschiebung zwischen den 2 wie verrückt >hin und her, und zwar im Mikrosekunden-Bereich. Ich frage mich, weshalb. Du musst vor jeder Messung kalibrieren, wieso wird hier im Video erklärt: https://youtu.be/99u53V7uDFY?t=978
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Tobias P. schrieb: > warum kannst du mein Schema nicht lesen? ist doch ein PDF? :-O Hier im Forum ist die Auflösung besch... Dann muss ich einen separaten Tab aufmachen (umständlich). Deswegen... ;-) Frage: Ist/sind dein/e Mischer an allen Ports mit reellen 50R abgeschlossen? Ich fürchte, dass du das ZF-Signal besser aufbereiten musst. Die Anstiegszeit vom LT1007 ist nicht wirklich der Hit, um ein möglichst jitterarmes Rechteck zu erzeugen. Richtig? Michael
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Hm, Riley http://www.wriley.com/A%20Small%20DMTD%20System.pdf benutzt den LT1028, der ist in der Tat etwas schneller. Ob das allein der Grund sein kann?
In der Annahme, dass du die übliche Pflichtlektüre zum Thema kennst (z.B. U. Bangert u.a.): Mich hat dieses Dokument http://www.ham-radio.com/sbms/LPRO-101.pdf Seite 17 ff. beeindruckt; einfach und recht effektiv, d.h. wenig Phaserauschen. Ich habe dahingehend selbst noch nicht experimentiert, weil anderes auf dem Tisch liegt. ;-/ Was ist mit den Mischer-Abschlüssen? Michael
Ah ja dieses Dokument kenne ich. Ich habe ECL aus dem Grund verwendet, weil ich damit Frequenzen bis circa 1 GHz analysieren kann. Ich habe einige Oszillatoren um 100 und 400 MHz herum, die ich auch gern mit dem DMTD anschauen möchte, da macht ECL schon sinn. Die Mischerabschlüsse sind 50 Ohm auf der Seite der ECL-Gatter (siehe z.B. R81/82/87/88), auf der niederfrequenz-Seite hat der Mischer einen kapazitiven Abschluss, sieht also keine 50 Ohm - während dies die Isolation etwas verschlechtert, erhöht es die Mischer-Ausgangsspannung. Die Bangertpublikation kenne ich natürlich.
Tobias P. schrieb: > ....Die Mischerabschlüsse sind 50 Ohm auf der Seite der ECL-Gatter (siehe > z.B. R81/82/87/88)... Ich hätte da Diplexer (bridged T) eingesetzt und nicht nur einfach mit Rs beschaltet. Michael
Die ECL Beschaltung ist eigentlich gemäss Datenblatt https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8020-D.PDF Seite 10. Mit den Widerstandswerten sollten sich ungefähr 50 Ohm ergeben.
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Lt. dem verlinkten ECL-DB ist das Gatter mit einem solchen Abschluss wie deinem sicherlich zufrieden. Jedoch: Ist der Mischer mit diesem Abschluss ebenfalls zufrieden oder sieht er (aus dem Eingang nach draußen geguckt) evtl. etwas ganz anderes als reelle 50R? Mal 'ne prinzipielle Frage... Warum bereitest du das Signal der DUTs (und wahrscheinlich ebenso das des Tranfer-Oszillators) mit einem ECL auf? Nur, damit der Mischer "schöne" Schalt-Rechteckflanken bekommt? Ich gehe davon aus, dass Ulrich Bangert in seiner Prinzipschaltung (s. Anhang) nicht nur "aus Spaß" vermerkt hat, dass dem Mischer Sinus-Signale zugeführt werden und ebensolche auch herauskommen. Michael
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Hier https://www.eevblog.com/forum/metrology/dmtd-board/ funktioniert es auch mit Rechtecken. Der Vorteil ist, dass man mit den ECL-Gattern einen sehr breitbandigen Gain bekommt, und auch eine Art Pegel-Regelung: fast egal mit welchem Pegel man in das ECL-Gatter rein geht, es kommt am Output immer der selbe Pegel raus. So die Idee.
> fast egal mit welchem > Pegel man in das ECL-Gatter rein geht, es kommt am Output immer der > selbe Pegel raus. So die Idee. 'Das ist mir auch klar... Gibt's da einen Link zur Schaltung?
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Andere Konzepte http://www.stable32.com/A%20Small%20DMTD%20System.pdf mischen erst analog und machen dann den digitalen TIC. Hast Du das mal probiert?
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> eigentlich aus dem EEVBlog, dort wurde allerdings > ein ECL-Komparator verwendet, den es heute allerdings > nicht mehr gibt. > Jedenfalls wird das ECL-Gatter verwendet, um das > (sinusförmige) Eingangssignal in ein Rechteck umzuwandeln, > der Mischer wird dadurch als Schaltermischer betrieben. > Das funktioniert eigentlich prinzipiell auch. Schöne ECL-Komparatoren gibt es schon noch, hier z.B. ein ADCMP580 auf einem selbstgeätzten Board. OK, das ist die CML-Geschmacksrichtung. Das Macro-Photo ist wirklich unbarmherzig. Unten gehen die 2 SemiRigid-Kabel weg, zu den beiden Eingängen des scopes. Rise & fall time am Ausgang sind schon ganz ordentlich. ECL-Gatter mögen das eigentlich nicht, wenn man den Common mode-Bereich verlässt. Wenn man schon keinen Komparator hat, sollte es wenigstens ein line receiver sein. Ich würde bei 1 GHz trotzdem eher Ringmischer nehmen. Bei 100 MHz haben sich bei mir SRA1-H ganz gut bewährt. Mit den steilen Flanken mischt man sich das Rauschen von allen Oberwellen auch ins Ausgangsignal. Gruß, Gerhard
Gerhard H. schrieb: > .... Mit den steilen Flanken mischt man sich das Rauschen von > allen Oberwellen auch ins Ausgangsignal. Moin auch Gerhard, ...und nicht gewünschte Intermodulationsprodukte?! Michael
Tobias P. schrieb: > Die ECL Beschaltung ist eigentlich gemäss Datenblatt > https://www.onsemi.com/pub/Collateral/AND8020-D.PDF > Seite 10. Mit den Widerstandswerten sollten sich ungefähr 50 Ohm > ergeben. Tobias P. schrieb: > Die Mischerabschlüsse sind 50 Ohm auf der Seite der ECL-Gatter (siehe > z.B. R81/82/87/88)... R81,82,87,88 usw. bilden eine diff. 100 Ohm Last für das PECL-Gatter. Hinzu kommt der LO-Port des Mischers als zusätzlicher Lastwiderstand. Der Ausgangswiderstand des Gatters (= Quellwiderstand für den Mischer) liegt je Ausgang bei etwa 7 Ohm (14 Ohm differentiell). R81,82 sind überflüssig. Mit zwei zusätzlichen 18 Ohm Widerständen in Reihe zu den Gatterausgängen würde der Mischer eine 50 Ohm Quelle sehen. Beim LO-Port würde ich auf den Serienwiderständen allerdings verzichten, da der Spannungshub von ECL-Bausteinen nicht gerade üppig ausfällt.
Hallo zusammen ich habe an meinem DMTD ein wenig weiter herum gepröbelt. Ich habe mittlerweile einige Verbesserungen erzielen können, indem ich die Verstärkung der ersten Stufe (N3) reduziert habe. Statt einem Gain von 100 verwende ich jetzt nur noch 20. Offenbar hat der LT1007 ein Problem damit, wenn er am Ausgang clippt - das macht er jetzt nicht mehr und dadurch ist die Stabilität viel besser geworden! jetzt habe ich um 1..2e-13 bei 1sec. Noisefloor. @ Gherhard: Gerhard H. schrieb: > Schöne ECL-Komparatoren gibt es schon noch, hier z.B. ein > ADCMP580 auf einem selbstgeätzten Board. OK, das ist die > CML-Geschmacksrichtung. Das Macro-Photo ist wirklich > unbarmherzig. Unten gehen die 2 SemiRigid-Kabel weg, zu den > beiden Eingängen des scopes. Rise & fall time am Ausgang > sind schon ganz ordentlich. > > ECL-Gatter mögen das eigentlich nicht, wenn man den Common > mode-Bereich verlässt. Wenn man schon keinen Komparator hat, > sollte es wenigstens ein line receiver sein. > > Ich würde bei 1 GHz trotzdem eher Ringmischer nehmen. > Bei 100 MHz haben sich bei mir SRA1-H ganz gut bewährt. > Mit den steilen Flanken mischt man sich das Rauschen von > allen Oberwellen auch ins Ausgangsignal. Mein MC100EL16 ist ein Line Receiver. Sogar einer mit "High Gain". Wo verlasse ich den Common Mode Bereich? der ADE-1 oder ADE-2 sind beides auch Ringmischer. Der Punkt ist, dass am Eingang zum Mischer ein Verstärker notwendig ist, um eine gewisse Rückwärtsisolation zu gewährleisten. Da ich aber später auch Oszillatoren mit >400MHz testen möchte, muss dieser Eingangsverstärker schon ein bisschen was können. Den Vorteil der ECL-Gatter habe ich darin gesehen, dass der Ausgangspegel mehr oder weniger konstant ist, wenn die Frequenz oder der Eingangspegel sich ändern. Übrigens habe ich gerade nachgeschaut im ADCMP580 Datenblatt. Dieser hat auch 200fs Jitter, dürfte also eigentlich ncht besser als der MC100EL16 sein. Sollte ich evt die Spannungsversorgung der ECL Gatter noch verbessern? bessere Abblockkondensatoren oder die Filter weglassen/verbessern?
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Tobias P. schrieb: > Ich habe mittlerweile einige Verbesserungen erzielen können, indem ich > die Verstärkung der ersten Stufe (N3) reduziert habe. Statt einem Gain > von 100 verwende ich jetzt nur noch 20. Offenbar hat der LT1007 ein > Problem damit, wenn er am Ausgang clippt - das macht er jetzt nicht mehr > und dadurch ist die Stabilität viel besser geworden! Das kann ich mir gut vorstellen, dass er sauberer arbeitet, wenn er nicht "gezwiebelt" wird. ;-) Wenn dein Aufbau noch das Teststadium darstellt, hätte ich nun anstelle dieses lahmen OPV mal einen ultraschnellen ZVS/Komparator (LT1016/7 oder besser) eingesetzt. Der 1007 ist mit 10 MHz ja auch schon an seiner Grenze (s. Großsignal im DB). > Der Punkt ist, dass am Eingang zum Mischer ein Verstärker notwendig ist, > um eine gewisse Rückwärtsisolation zu gewährleisten. Da ich aber später > auch Oszillatoren mit >400MHz testen möchte, muss dieser > Eingangsverstärker schon ein bisschen was können. Konstanter Pegel in richtiger/passender Größe und Puffer - alles OK, da bin ich vollkommen bei dir. Trotzdem wage ich zu behaupten, dass ein reeller und breitbandiger Abschluss mit 50R am Mischereingang die bessere Wahl, wenn nicht sogar eine Notwendigkeit ist, so meine Recherchen. Einwandfreie Signalkonditionierung ist das A und O beim Vorstoß in solch niedrige Potenzen unserer Zeitmessung. Ich habe da immer U. Bangert vor Augen: "Slope to noise ratio", Bild 6 und 7 und natürlich die dazu gehörigen Zeilen drumherum. ;) Michael
> Übrigens habe ich gerade nachgeschaut im ADCMP580 Datenblatt. Dieser hat auch 200fs Jitter, dürfte also eigentlich ncht besser als der MC100EL16 sein. Solche Angaben kannst in die Tonne kloppen. Ich habe speziell beim Hersteller von ECL Teilen angefragt. Wie misst man das ? Sie koennen's nicht, Ein Sampling Scope bringt das nicht, mussten aber etwas angeben. Wir wollten ein rechtes Stueck drunter kommen. Solange man die Dinger im linearen Bereich verwendet.. tut man aber eigentlich nicht. Wegen der Nichtlinearitaet gibt's einen Delay, welcher zB temperaturabhaengig ist, aber nicht in dem Sinne einen Jitter. > Trotzdem wage ich zu behaupten, dass ein reeller und breitbandiger Abschluss mit 50R am Mischereingang die bessere Wahl, wenn nicht sogar eine Notwendigkeit ist, so meine Recherchen. Nur hat ein Mischer aber keine 50 Ohm, denn er ist nichtlinear.
Michael M. schrieb: > Gibt es inzwischen denn Fortschritte? ein bisschen. Im Time-Nuts Archiv findet man noch meine Diskussion dazu https://febo.com/pipermail/time-nuts_lists.febo.com/2021-April/103347.html aber bisher war ich noch immer nicht im Stande, einen Floor von 1e-13 bei 1sec zu unterbieten. Irgendwas rauscht einfach immer noch gehörig ;-) Purzel H. schrieb: >> Übrigens habe ich gerade nachgeschaut im ADCMP580 Datenblatt. Dieser hat > auch 200fs Jitter, dürfte also eigentlich ncht besser als der MC100EL16 > sein. > > Solche Angaben kannst in die Tonne kloppen. Ich habe speziell beim > Hersteller von ECL Teilen angefragt. Wie misst man das ? Sie koennen's > nicht, Ein Sampling Scope bringt das nicht, mussten aber etwas angeben. > Wir wollten ein rechtes Stueck drunter kommen. Solange man die Dinger im > linearen Bereich verwendet.. tut man aber eigentlich nicht. Wegen der > Nichtlinearitaet gibt's einen Delay, welcher zB temperaturabhaengig ist, > aber nicht in dem Sinne einen Jitter. > >> Trotzdem wage ich zu behaupten, dass ein reeller und breitbandiger > Abschluss mit 50R am Mischereingang die bessere Wahl, wenn nicht sogar > eine Notwendigkeit ist, so meine Recherchen. > > Nur hat ein Mischer aber keine 50 Ohm, denn er ist nichtlinear. wer hat denn jetzt recht mit denn 200fs? soll ich dem ADCMP Datenblatt glauben oder dem MC100EL16? oder sollte beide etwa gleich schlecht sein? Dass ein Temperaturabhängiger Delay vorhanden ist, ist klar. Das sieht man auch deutlich - wenn man den DMTD einschaltet und mit kalten ICs einen Test fährt, dann sieht man, wie sich der Noisefloor deutlich verändert, während die ICs aufheizen. Irgendwann ist dann der stationäre Punkt erreicht und es driftet nicht mehr.
Ein Eingangs-Transistor ist ebenfalls nicht linear. Trotzdem sieht man je nach Erfordernis eine Leistungs- oder Rauschanpassung vor.. ;-)
Der ADCMP dürfte deutlich mehr Bandbreite haben. Damit sammelt er natürlich auch das Rauschen auf viel mehr Frequenzen ein. Wer's richtig machen will, braucht mehrere Stufen aus (Filtern, dann Verstärken). Das ist die Idee hinter dem bekannten Oliver-Collins-Artikel. < https://www.febo.com/pipermail/time-nuts/2012-August/069476.html > Ob die Ringmischer linear sind oder auch nicht spielt exakt überhauptgarkeine Rolle. Was aus den RF- und IF-Ports rauskommt muss auch draussen bleiben; was wieder reinreflektiert wird, das nimmt an einer fröhlichen 2. Mischrunde teil, mit desaströsen Folgen für den IP3/5, der ja n*f1 & m*f2-Komponenten braucht. Ob das beim DMTD stört ist eine andere Frage.
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Gerhard H. schrieb: > Wer's richtig machen will, braucht mehrere Stufen aus > (Filtern, dann Verstärken). > Das ist die Idee hinter dem bekannten Oliver-Collins-Artikel. > < https://www.febo.com/pipermail/time-nuts/2012-August/069476.html >> richtig. Darum hat mein DMTD auch 2 Stufen von Verstärkern, wobei die 2. Stufe dann etwas mehr Bandbreite hat als die 1. Stufe.
Michael M. schrieb: > Gibt es inzwischen denn Fortschritte? Hallo Michael zufällig habe ich gerade dies hier noch gefunden http://www.leapsecond.com/pages/adev-avg/ und dieses Dokument bringt noch weiteres Licht ins Dunkel. Mein HP 5335A Counter hat nur 1ns Auflösung und dürfte damit durchaus den Noisefloor schon nur dadurch etwas anheben. Es muss also erstmal ein besserer Counter her, bevor man weitere Aussagen darüber treffen kann, wie gut der Noisefloor von diesem DMTD wirklich ist. Andere Leute benutzen ja den TAPR TICC. Eventuell muss ich da auch sowas besorgen. Oder einen HP 53131A, wie er schon lange auf meiner Wunschliste steht.
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