77,5kHz Generator aus 20MHz Takt ATtiny45-20 Assembler 10MHz Frequenznormal

[beo bachta (Gast)]

Maxim B. schrieb:
> Wichtig ist aber, daß mit CDCE906 und ähnlichen IC auch ziemlich
> "krumme" Frequenzverhältnisse realistisch sind.

Das mag für dich wichtig sein, ist aber eine Eigenschaft die
jeder Chip mit Fraktionalteilung in sich trägt. Insofern kann
das fast jeder Chip. Und schon ist die ganze versprochene
Magie weg:

Maxim B. schrieb:
> Es gibt CDCE906 von TI. Löst alle Probleme

[Bernhard S. (bernhard)]

Version-2:

- Jitter 77.500Hz 0,05µs,
  besser geht es mit einem einfachen 20Mhz µC
  ohne weitere Hardware nicht.
- Ausgangsfrequenz 10MHz
- Genauigkeit 0,01ppm, im Versuchsaufbau,
  ohne großen Aufwand, ohne Temperaturregelung.

Im Versuchsaufbau hat sich nach ca. 20 Minuten die Phasenlage
DCF/ATtiny um 12µs verschoben.

[c-hater (Gast)]

Bernhard S. schrieb:

> - Jitter 77.500Hz 0,05µs,

OK, immerhin lernfähig.

Wäre noch schicker, hättest du den Arsch in der Hose, dich bei den 
Ideenlieferanten zu bedanken statt sie vollzunölen...

[Abdul K. (ehydra)]

Maxim B. schrieb:
> ...
> Offensichtlich: bei fVCO_min 80 MHz und 7 bit Ausgangsdivider kann
> CDCE906  am Ausgang kaum Frequenz unter 630 kHz machen ...

Der CS2000 sollte das können, soweit ich das auf der Weichplatte 
erinnere.
Also DCF77 rein und z.B. 10MHz raus.

[Bernd (Gast)]

Bernhard S. schrieb:
> - Genauigkeit 0,01ppm, im Versuchsaufbau,
>   ohne großen Aufwand, ohne Temperaturregelung.
Wie ermittelst Du die Genauigkeit?

[Michael M. (michaelm)]

Maxim B. schrieb:
> Z.B. so:
> Quarz 16 MHz.
> PLL1: M=80, N=403, P2 = 65, FG=80,6 MHz, Fout=1,24 MHz (16 * 77500)
> PLL2: M=2, N=15, P0=12, FG=120 MHz, Fout=10 MHz

Erklär uns doch mal den "Vorteil", zwei komplette PLLs zu beschäftigen 
im Gegensatz zu zwei einfachen Teilern.

Deine Einschätzung:
Mit welchem Verfahren ist das Ergebnis nachher "sauberer", also mit 
weniger Jitter behaftet? Für den nachfolgenden Phasenvergleich werden 
doch (i.A.) zwei Signale gleicher Frequenz benötigt.
Ich habe Zweifel an den 2 PLLs... ^^

Wenn der Lokal-Osz. mit 20 MHz taktet, wozu bitte eine PLL? Da reicht 
eine Teilung durch 2 (1 x D-FF), um auf 10 MHz zu kommen. ;-)

> Daß 77,5 KHz 16x ausgegeben wird, kann für Demodulator sogar von Vorteil
> sein.

Hm, 1,24 MHz ... Wofür sollen die dann gut sein?
Der folgende Phasenvergleich findet entweder mit dem Org.-Signal von DCF 
(77500) oder einem geradzahligen Bruchteil davon statt. Also welcher 
Vorteil bitte?
Es muss danach sowieso eine gehörige Integration stattfinden.

Natürlich ist es möglich, dass ich einen Knoten habe; Ich kann deinen 
Gedankengng überhaupt nicht nachvollziehen...

[Michael M. (michaelm)]

Bernhard S. schrieb:
> Version-2:
>
> - Jitter 77.500Hz 0,05µs,
>   besser geht es mit einem einfachen 20Mhz µC
>   ohne weitere Hardware nicht.
> - Ausgangsfrequenz 10MHz
> - Genauigkeit 0,01ppm, im Versuchsaufbau,
>   ohne großen Aufwand, ohne Temperaturregelung.

Schön wäre nun, a) das org. DCF-Signal auf dem Zähler zu sehen 
(Kurzfilm) und b) den Oszi auf DCF zu triggern (und nicht auf dem 
uC-Ausgang), ebenso Kurzfilm.
Dann wage ich eher eine Beurteilung der Lage.
Ein Info über den verwendeten DCF-Empfänger (Schaltung) wäre auch von 
Interesse, so nebenbei.

[m.n. (Gast)]

Bernhard S. schrieb:
> - Genauigkeit 0,01ppm, im Versuchsaufbau,

Dein angezeigter Wert hat eine Auflösung von 0,1 ppm. Eine Genauigkeit 
von 0,01 ppm läßt sich daran nicht nachweisen.

[Maxim B. (max182)]

Michael M. schrieb:
> Erklär uns doch mal den "Vorteil", zwei komplette PLLs zu beschäftigen
> im Gegensatz zu zwei einfachen Teilern.

Kleinere Jitter.

[Michael M. (michaelm)]

Maxim B. schrieb:
> Michael M. schrieb:
>> Erklär uns doch mal den "Vorteil", zwei komplette PLLs zu beschäftigen
>> im Gegensatz zu zwei einfachen Teilern.
>
> Kleinere Jitter.

Ein einzelnes FF hat auch nur kleinen Jitter. :-D

[Michael M. (michaelm)]

Michael M. schrieb:
> Ein einzelnes FF hat auch nur kleinen Jitter. :-D

Dazu Nachtrag...
Kurze Recherche im Netz ergab: einfache FFs der 74er-Logikfamilien 
erreichen deutlichst unter 10 ps Jitter. Im Vergleich schneidet deine 
Empfehlung des 5- bis 10-fach teureren TI-Wunderkäfers (= eierlegende 
Wollmilchsau?) absolut schlecht ab, auch wenn vom Prinzip her eine 
PLL-Aufbereitung den Jitter positiv beeinflusst. Seine im DB 
dargestellten Ergebnisse sind leider um mindestens Faktor 5-10 
schlechter.

Fazit:
Für die hier benötigte Anwendung ist jede geradzahlige Teilung (mein 
Beispiel) mit einfachen Logik-Bausteinen einer gebrochenen Teilung 
meilenweit überlegen und erfüllt den Zweck mit Bravour. ;-)

[Abdul K. (ehydra)]

Die paar ps kann Bernhard aber niemals auf seinem Zweistrahler sehen.

[Michael M. (michaelm)]

Abdul K. schrieb:
> Die paar ps kann Bernhard aber niemals auf seinem Zweistrahler sehen.

Das behaupte(te) ich keinesfalls und die braucht Bernhard auch nicht 
sehen (können).
Ich wollte nur verdeutlichen, dass dieser "Wunderkäfer" von TI an der 
Stelle die gestellte Aufgabe für einen relativ hohen Preis zwar 
einigermaßen erfüllt, jedoch eine andere, viel simplere Lösung leichter 
zum Ziel führt, und im Ergebnis sogar besser.
Der TI-Chip hat sicher seine Daseinsberechtigung und seine Technik ist 
prinzipiell in der Lage, den Jitter des Eingangssignals zu mindern. Das 
jedoch als Argument für genau diese Applikation zu benutzen (s. Maxim 
B.), entbehrt jeder sinnvollen Grundlage.

Das Ziel von Fragesteller Bernhard lautet: Erzeugung eines F-"Normals" 
mit Hilfe einer PLL-Anbindung an DCF. Der Weg dorthin ist jetzt schon 
gepflastert von Problemen (gebrochene Teilung, daraus entstehender 
Jitter, und und ...)
Warum sucht "man" sich unbedingt den schwierigsten Weg zum Ziel aus? Nur 
um die Befriedigung zu haben, dass man mit viel Mühe und Fleiß das Ziel 
(nicht einmal sicher und sehr treffgenau) erreichen kann?

Die Alternative: Man verlässt einfach diesen "steinigen" Weg des 
gebrochenen Teilfaktors, weil er zusätzliche Probleme und 
Zusatzaufwand aufwirft.
Dann hat man (bis dahin) eine bequemere, preiswertere und einwandfrei 
arbeitende Lösung, eine Punktlandung zu erreichen. Das ist von 
Anbeginn mein Anliegen, Bernhard auf diesen einfacheren Weg zu führen; 
leider war eine Kommunikation dahingehend nicht möglich.

Die o.g. paar ps sieht nachher kein Mensch, um die geht es ja auch nicht 
und sie fallen sie fallen im Gesamt-System eh nicht auf.
Es werden im Zusammenhang mit DCF später noch andere "Fallen" 
auftauchen, an die Bernhard möglicherweise noch garnicht denkt. Schaun 
wir mal... ;-)

[Never Gonna Give You Up (Gast)]

Wahnsinn.

Wie ein Kaugummi unrter der Schuhsohle....

[Michael M. (michaelm)]

Never Gonna Give You Up schrieb:
> Wahnsinn.
>
> Wie ein Kaugummi unrter der Schuhsohle....

Wie lautet deine noch viel bessere und optimalere Lösung?

[Abdul K. (ehydra)]

Ich denke, Bernhard bleibt einfach gerne in seinem AVR-Universum.

[Michael M. (michaelm)]

Dann kann ihm keiner helfen... ^^

[c-hater (Gast)]

Abdul K. schrieb:

> Ich denke, Bernhard bleibt einfach gerne in seinem AVR-Universum.

Nichtmal das. SEIN AVR-Universum ist nämlich auch noch sehr viel 
kleiner als das tatsächliche AVR-Universum...

Nur will er das nicht wirklich wahrhaben und schon garnicht öffentlich 
zugeben.

[Bernhard S. (bernhard)]

Die Temperaturkonstanthaltung ist nicht zu unerschätzen.

Wenige Grad Abweichung des Quarzes und/oder der Kondensatoren bewirkt 
eine deutliche Frequenzänderung.

50°C--> 77.500,00Hz
37°C--> 77.499,80Hz

Die Soll-Temperatur des Ofens ist auf 50°C eingestellt.

In der Praxis schwankt es leicht zwischen 49,6 und 49,7°C.

Nach ca. 30 Minuten ist die Schaltung auf Betriebstemperatur und die 
Frequenz ist gleich der Voreingestellten Frequenz.

Nach 60 Minuten hatte sich im Versuchsaufbau die Phase des DCF Signals 
und des ATtinys um 360 Grad verschoben, das entspricht 0,0036ppm.

[Bernd (Gast)]

Bernhard S. schrieb:
> Nach ca. 30 Minuten ist die Schaltung auf Betriebstemperatur und die
> Frequenz ist gleich der Voreingestellten Frequenz.
Ich würde da noch 1 bis 2 cm Styropor um die Kiste drumrum packen. Sonst 
wird nicht nur der Quarz, sondern auch das Zimmer mit geheizt...

[Michael M. (michaelm)]

Bernhard S. schrieb:
> Die Temperaturkonstanthaltung ist nicht zu unerschätzen.
Große Worte gelassen ausgesprochen. :-D So ist das nun mal, besonders 
bei Quarzen oder Q-Oszillatoren, die immer für eine definierte 
Betriebs-Temperatur spezifiziert sind...
Diese (Temp.) muss von vorn herein erst einmal bekannt sein, sonst baust 
du nur Richard-Kimbel-Oszillatoren (= immer auf der Flucht). :-(

> Wenige Grad Abweichung des Quarzes und/oder der Kondensatoren bewirkt
> eine deutliche Frequenzänderung.
Von welchem Quarz sprichst du?

Ich sehe in deiner Schaltung
a) einen Quarz (10 MHz) am uC, mit rot beschriftet, und
b) einen (wahrscheinlich) Q-Oszillator mit 10 MHz, der jedoch nur an 
die Betriebsspannung angeschlossen ist und sonst nirgendwo.

Fragen:
Haben die beiden etwas miteinander zu tun?
Handelt es sich etwa um den selben Schwingungserzeuger?
Wolltest du ursprünglich nicht einen 20 MHz-Schwinger/Oszillator 
einsetzen?
Wenn es separate Teile sind, welcher von beiden wird "geheizt"? Einer 
oder sogar beide?
Welchen TK besitzen die Cs am Quarz des uC und welche grundsätzlich Art 
von C sind es?

> In der Praxis schwankt es leicht zwischen 49,6 und 49,7°C.
Nur zur Info: Z.B. in einem OCXO wird die Temperatur noch erheblich 
konstanter gehalten, und zwar nicht ohne Grund analog geregelt.

> Nach ca. 30 Minuten ist die Schaltung auf Betriebstemperatur und die
> Frequenz ist gleich der Voreingestellten Frequenz.
Die Frequenz aus dem uC kommend oder die aus dem separaten 
Oszillator(-Modul), der keine Verbindung zur restlichen Schaltung hat?

> Nach 60 Minuten hatte sich im Versuchsaufbau die Phase des DCF Signals
> und des ATtinys um 360 Grad verschoben, das entspricht 0,0036ppm.
Also eine relative Änderung der beiden zueinander erkenne ich als 
Erklärung an.
a) Die Frequenz bzw. Phase eines DCF-Empfangssignals kann und wird je 
nach Tages-/Nachtzeit durchaus innerhalb von 60 Minuten eine 
Phasenabweichung in solcher (und deutlich größerer) Höhe aufweisen.

Ich gehe davonaus, dass du mit "DCF-Signal" in Wirklichkeit die vom uC 
erzeugten 77,5 kHz meinst, oder? Es ist ja keinerlei DCF-Empfänger zu 
sehen.
b) Dein(e) Oszillator(en) driften ebenso mit der Temperatur; nur die 
Frage ist, wohin.

Wenn beide (oder allgemein: zwei) Frequenzen eine Drift in gleicher 
Richtung besitzen, fälscht dir das eine scheinbare Konstanz bzw. 
Stabilität vor, die real garnicht vorhanden ist und dir einen 
vermeintlichen Erfolg vorspiegelt. Bewusst gewesen? ^^

1. Wo ist überhaupt dein DCF-Empfangssignal, mit dem du doch laut 
Startbeitrag vergleichen wolltest? Hast du das Konzept jetzt geändert 
und wenn ja, warum erwähnst du das nicht (als absolut entscheidenden 
Punkt)?

2. Ich erkenne auch nirgends einen Hauch von "Vergleich", schon garnicht 
eine PLL... :-( Eine Beschreibung des "Systems" wäre sehr hilfreich. ;-)

3. Hast du während deiner Beobachtungszeit mal die Konstanz der 
Betriebssapnnung(en) geprüft bzw. protokolliert, wie sie sich durch 
die Erwärmung der gesamten Schaltung mit deiner (ich nenne es mal) 
"Pauschal-Heizung" verändern?
Bernd hat einen Punkt bereits erwähnt: Die Heizleistung muss (punktuell) 
dort sein/bleiben, wo sie gebraucht wird, also entweder am Quarz des uC 
oder/und dem Q-Oszillator. Klärung s.w.o.
Bedenke: Auch digitale Elektronikverhalten sich bei wechselnden 
Temperaturen (mindestens) geringfügig anders, was z.B. Laufzeiten 
angeht.

4. Wozu ist eigentlich dieser GPS-"Block" an dem zweiten Schnelldenker 
gut? Davon war oben überhaupt noch keine Rede...

Bilanz: Ich sehe da noch erheblichen Nachholbedarf, was die Klarheit der 
Dokumentation und Herangehensweise angeht. Es hat offenbar mit dem 
Ursprungs-Konzept auch nur noch wenig zu tun.
Zunächst wäre es sehr hilfreich, mal die Fragen zu klären, denn so kann 
man das nicht wirklich nahvollziehen, was eigentlich passieren soll.
Viel Erfolg!

[Bernhard S. (bernhard)]

...die etwas ausführlichere Schaltung, mit Oszi und gewohnten 20MHz 
Quarz am ATtiny.

Am Trimmer erfolgt per Hand die Einstellung der 20MHz Quarzfrequenz, so 
dass keine Phasenverschiebungsänderung der beiden 77,5 kHz Signale 
(DCF/ATtiny) erkennbar ist.

Auf die DCF-Signalaufbereitung, GPS-Uhr, 50Hz-Uhr, 50Hz-Frequenzzähler 
wird in diesem Thread nicht weiter eingegangen.

[Michael M. (michaelm)]

Bernhard S. schrieb:
> die etwas ausführlichere Schaltung, mit Oszi und gewohnten 20MHz
> Quarz am ATtiny.

Vielleicht sagen wir besser: Die "tatsächlich aktuelle" Schaltung?
Wobei mir immer noch nicht klar ist, was der 10 MHz-Oszillator da soll; 
einfach nur Strom in Wärme wandeln?
Auch die Bezeichnung als "Dummy" hilft nicht weiter. :-(

> Auf die DCF-Signalaufbereitung, GPS-Uhr, 50Hz-Uhr, 50Hz-Frequenzzähler
> wird in diesem Thread nicht weiter eingegangen.

Das war ja auch nicht das Thema; allerdings interessiert schon, was 
für ein Empfänger da werkelt (welcher prinzipielle Aufbau). Lass dir 
doch bitte nicht alle Würmer einzeln aus der Nase ziehen. ^^

> Am Trimmer erfolgt per Hand die Einstellung der 20MHz Quarzfrequenz, so
> dass keine Phasenverschiebungsänderung der beiden 77,5 kHz Signale
> (DCF/ATtiny) erkennbar ist.
Naja, das kann man so machen, wenn man viel Zeit hat und des öfteren 
Lust verspürt, nachzutrimmen..... 8-)
_________

Viel interessanter finde ich deine folgenden Äußerungen:

Bernhard S. schrieb:
> 50°C--> 77.500,00Hz
> 37°C--> 77.499,80Hz
>
> Die Soll-Temperatur des Ofens ist auf 50°C eingestellt.
>
> In der Praxis schwankt es leicht zwischen 49,6 und 49,7°C.

...Ofen...
Ich gehe immer noch davon aus, dass du darunter die *gesamte 
Plasikschachtel* mitsamt der gesamten Elektronik verstehst.

> Nach ca. 30 Minuten ist die Schaltung auf Betriebstemperatur und die
> Frequenz ist gleich der Voreingestellten Frequenz.

... Voreingestellten Frequenz....
Vermutung: Es handelt sich um die Frequenz des 20 MHz-Quarzes und die 
daraus abgeleiteten 77,5 kHz, die du dann auf dem Oszi betrachtest.

Dann lass uns doch al ein wenig rechnen:

Du hast also Temp.-Schwankungen von 0,1 K gemessen. Mit welcher 
Genauigkeit? Zu deinen Gunsten nehme ich mal eine absolute G. an....
Mit den obigen Angaben muss also die Frequenz 77,5 kHz bei der 
Ist-Temperatur (49,6-49,7 °C) um 0,2 Hz / 130 = 1,54 mHz schwanken.
Das entspricht bezogen auf 77,5 kHz knapp 20 ppb bzw. 0,02 ppm.

Andere Einflüsse wie z.B. Abhängigkeit von der 
KonstanzSpannungsversorgung, Tag-oder Nacht-Empfang des DCF (damit 
verbundene Ph.-Abweichungen bzw. -Schwankungen!) sind noch nicht 
berücksichtigt und werden/können ihren (negativen) Beitrag zusätzlich 
einbringen.

Gretchenfrage bzw. welche Stabilität du tatsächlich erreichst:

> Nach 60 Minuten hatte sich im Versuchsaufbau die Phase des DCF Signals
> und des ATtinys um 360 Grad verschoben, das entspricht 0,0036ppm.

Kann das wirklich so sein? Mir fehlt der Glaube (den ich eh nicht 
habe). ^^
Wir sehen bis jetzt für dein Frequenz-"Normal":

- einen einfachen (Gatter-)Oszillator (im uC),
- einen einfachen Quarz, von dem (bis jetzt) jegliche Spezifikation 
unbekannt ist, besonders die im DB spezif. Betriebs-Temperatur
- einen uC, der jitternd von 20 MHz auf 77,5xx kHz teilt,
- einen "Ofen", der offenbar alles mögliche beheizt, nur nicht genau 
das, was zu beheizen wäre,
- keine Nachführung (PLL??) durch die vom DCF gelieferte Referenz, 
sondern einen händischen Abgleich.

Vielleicht hast du ja ganz größes Glück und einige unstabile 
Parameter (die du und wir nicht kennen) kompensieren sich gerade so 
weit, dass das Ergebnis zufällig eine solche Stabilitäts-Größenordnung 
(um Faktor 5,5 "besser" als die T.-Konstanz alleine) zeigt?
Ich bin sicher, du weißt es nicht und wir natürlich auch nicht... :-(

Dein 20 MHz-Quarz wird ja durch zwei geteilt und liefert die gewünschte 
lokale Ref.-Frequenz von 10 MHz. Die Unsicherheit liegt hier 
(entsprechend der berechneten Temp.-Unsicherheit) im günstigsten Fall 
schon bei 1,29^(-6), also ca. 1,3 ppm, entsprechend knapp 13 Hz.
In der Praxis rechne der Vorsicht halber mit einer Größenordnung 
schlechter. 8-(

Ich bin gespannt auf weitere (evtl. sogar ausführliche?) Informationen 
vielleicht sogar Antworten auf die Fragen w.o. .....
Die Hoffnung stirbt ja bekanntlich zuletzt. ;-)

[Blindfisch-Erkennungsdienst (Gast)]

Mein lieber Mann, Michael M.!

Ich sehe das von Bernhard gepostetete Bild EINMAL an und erkenne sofort:

Er hat einen "Ofen", der einen Attiny 45 mit 20MHz Quarz dran und einen 
separaten 10 MHz Quarzoszillator zur Kontrolle der Drift im gleichen 
Ofen.
Der Ofen wird geregelt beheizt.

Wenn Du das Alles nicht erkennst, dann leg Dich wieder hin und hör auf, 
die Leute zu provozieren, die etwas Brauchbares aufbauen und mittels 
Prototy testen.

[Michael M. (michaelm)]

Blindfisch-Erkennungsdienst schrieb:
> Mein lieber Mann,....

Wolltest du Bernhard und uns Mitlesern nun hilfreiche und zielführende 
Hinweise zum Kern des Themas geben oder

war das etwa garnicht deine Absicht?

[Blindfisch-Erkennungsdienst (Gast)]

Michael M. schrieb:
> Blindfisch-Erkennungsdienst schrieb:
>> Mein lieber Mann,....
>
> Wolltest du Bernhard und uns Mitlesern nun hilfreiche und zielführende
> Hinweise zum Kern des Themas geben oder
>
> war das etwa garnicht deine Absicht?

Bernhard bedarf ganz sicher nicht meiner Ratschläge. Meine Absicht 
hingegen war, einem Störsender namens "Michael M." die Modulation zu 
kappen.

[Michael M. (michaelm)]

Hast du nun endlich sachliche Argumente beizutragen oder nicht?

[Blindfisch-Erkennungsdienst (Gast)]

Michael M. schrieb:
> Hast du nun endlich sachliche Argumente beizutragen oder nicht?

Damit bist Du wohl zuerst am Zug. Du spitzt den Mund -kannst aber nicht 
pfeifen!

[Michael M. (michaelm)]

Also -wie zu befürchten- ..... ***** Zensur ****

Traurig, wenn du dich keinerlei sachlichen Diskussion stellst bzw. 
stellen willst und dich dann noch "namenlos anonym versteckst". Dein 
vermeintlicher Glaube, anonym sich mehr oder andere "Freiheit(en)" (im 
Zweifel sogar Rechte) zu verschaffen, ist leider irrig.

Wenn du Wissen besitzen würdest, was Bernhard weiterhelfen könnte und 
dieses für dich behältst, ist ein Forum grundsätzlich sicher nicht der 
richtige Spielplatz. Wenn du keine weiterführenden Informationen für 
Bernhard und alle anderen Teilnehmer hast, sind deine "Absonderungen"

Trollerei

Ebenso schlimm, wenn du noch nicht einmal erkennst, wer der Störfaktor 
ist. :-/ Auf diese, deine Weise werden mal wieder Themen unnütz 
aufgebläht, ohne dass ein Fortschritt in der Sache erkennbar wird.

Es wäre sehr einfach, Bernhard (oder Fragesteller allgemein) in's offene 
Messer laufen zu lassen; wenn das das odr dein Ziel sein sollte, hätte 
jeder Fragende hier schwere Lernprozesse durchzumachen. Du kannst dich 
dann -die Verantwortung betreffend- nicht lossagen, weil du nämlich 
absolut NICHTS Sinnvolles dazugegeben hast.

[Thomas K. (thomas2021)]

Michael M. schrieb:
> Für die hier benötigte Anwendung ist jede geradzahlige Teilung (mein
> Beispiel) mit einfachen Logik-Bausteinen einer gebrochenen Teilung
> meilenweit überlegen und erfüllt den Zweck mit Bravour. ;-)

Hallo Michael, hast da evtl, einen Schaltplan wie man mit einfach Mittel 
ein 10 MHz Ferquenznormal aus DCF77 erzeugt ???
Ich habe bisher nix einfaches gefunden.

[Michael M. (michaelm)]

Hallo Thomas,
der simple und echt zielführende Weg (mal ohne Schaltbild):

a) DCF, also 77,5 kHz durch 31 teilen, ergibt (haargenau) 2500 Hz.
b) 10 MHZ durch 4000 teilen, ergibt (ebenso haargenau) 2500 Hz.

Das Ganze natürlich ausschlie0lich unter Verwendung von 
Synchronteilern; das ist der entscheidende Punkt.
Damit stehen die beiden frequenzgleichen Signale grundsätzlich recht 
jitterarm dem Phasenvergleich zur Verfügung.
Theoretisch, weil bekanntermaßen das DCF-Signal zum Großteil (80-90%) 
der Sekunden-Periode pseudo-phasenmoduliert ist. Das mittelt sich über 
die Zeit zwar heraus, jedoch kann man dem bereits von vorn herein 
entsprechend begegnen.
Die 2500 Hz werden in ihrer Phase verglichen (z.B. X-OR, CD/HC4046) und 
man erhält nach einer "angemessenen" Integration das Korrektursignal zum 
Nachführen des 10 MHz-Oszillators. "Angemessen" liegt im Bereich einiger 
bis etlicher Stunden.
Das ist analog nicht wirklich realisierbar; hier muss digitale 
Schaltungstechnik helfen, wenn man gewisse Anforderungen an die 
Genauigkeit und Stabilität stellt. ;-) Diese Anforderungen sollten 
sinnvollerweise vor Beginn eines solchen Projekts feststehen.

Diese Basis der Aufbereitung findet man in schätzungsweise 2/3 der 
Veröffentlichungen. Es gibt natürlich auch einige "ungeeignete" 
HW-Designs (gesamt gesehen angefangen vom Empfänger-Frontend durch bis 
zum PLL-Ph.-Vergleich), die oft meinen, es ginge anders ja viel, viel 
besser... ^^

"Einfach" (und v.a. übersichtlich) ist das Konzept jedenfalls; es hat 
aber auch seine eigenen Tücken in Details, die man kennen sollte.

[ff (Gast)]

Bernhard S. schrieb:
> ein 20MHz getakteter µC soll 77,5kHz und gleichzeiig 10MHz generieren.

Das wäre eine Nö-Tickung... 485 DX2 oder was gabs noch um 1990?

[J. S. (engineer)]

Mario M. schrieb:
> 29 mal durch 258 teilen und 2 mal durch 259.
1/258 hoch 29?
Du meinst sicher einen Zähler umkonfigurieren, das ergibt aber enormen 
Jitter.

Michael M. schrieb:
> a) DCF, also 77,5 kHz durch 31 teilen, ergibt (haargenau) 2500 Hz.
> b) 10 MHZ durch 4000 teilen, ergibt (ebenso haargenau) 2500 Hz.
Auf so geringer Frequenz die Phase nachzuregeln führt aber zu keinem 
guten Verhältnis.

Eine digitale PLL von 20MHz auf 620 und von dort aus runter auf die 
beiden
10 MHz : 62
77 kHz : 8000

... und die PLL dann schnell (und wenig) durch den Vergleich mit dem 
Normal ziehen. (Mache ich erfolgreich in meinem Frequenzgenerator) Was 
mir nur noch fehlt ist ein gutes und bezahlbares 10MHz-Normal.

[Content B. (Firma: Da) (contentblocker_da)]

Thomas N. schrieb:
> Eine interessante Frage. Hier wird gezeigt wie man das mit
> konventioneller TTL Technik löst.
> http://www.cadt.de/dieter/dcf/dcfqu.htm
> Ich bin gerade dabei diese Schaltung zu testen. Die 4 Teiler durch einen
> Mikrocontroller zu ersetzen wäre natürlich toll.
>
> - Thomas

Da wird auch noch von DDR 1 geredet. Dem Ostdeutschen Fernsehsender 
Kanal 1...

[Plus Eins (Gast)]

Blindfisch-Erkennungsdienst schrieb:
> Mein lieber Mann, Michael M.!
>
> Ich sehe das von Bernhard gepostetete Bild EINMAL an und erkenne

+1

[Der Klaus (Gast)]

Dividend schrieb:
> Einfach die 20 MHz durch 258.064516129 teilen.

Peinlich, peinlich - sollte sich der Troll aeehmmmm... Divident etwa 
verrechnet haben?

calc 258.064516129 * 77500
19999999.9999975

[Abdul K. (ehydra)]

Für sowas nimmt man einen Rechner, der mit echten Brüchen umgehen kann.

[Egon D. (Gast)]

Jürgen S. schrieb:

> Mario M. schrieb:
>> 29 mal durch 258 teilen und 2 mal durch 259.
> 1/258 hoch 29?
> Du meinst sicher einen Zähler umkonfigurieren,

Klar.
Nennt sich m.W. "fractional divider". -- Man kann auch
zwei Teiler nehmen, zwischen denen umgeschaltet wird.


> das ergibt aber enormen Jitter.

Bitte nicht SCHON WIEDER...

1. Das DCF77-Signal hat eine Periodendauer von ca. 12,9µs.

2. Die ausbreitungsbedingten Laufzeitschwankungen können
   etwa in der Größenordnung der Periodendauer liegen.

3. Die dem Signal sendeseitig aufgeprägte Phasenmodulation
   hat einen Phasenhub von ca. +/-12°, das sind ungefähr
   +/-430ns. Der entstehende Phasenfehler mittelt sich über
   eine Sekunde zu exakt Null heraus.

4. Der durch den fractional divider verursachte Fehler
   beträgt +/-25ns (entspricht +/-0,7°) und mittelt sich
   innerhalb von 0,4ms (=400µs) zu exakt Null heraus.

Die praktische Relevanz der einzelnen Fehleranteile mag
jeder für sich selbst beurteilen...

[Jobst M. (jobstens-de)]

Anstatt mit irgendwelchen krummen Teilern zu arbeiten, möchte ich 
folgenden Ansatz vorschlagen:

Dem Tiny direkt 10MHz als Takt geben.
Diese 10MHz durch 125 teilen - ergibt 80kHz
Da der Tiny nur 8-Bit Timer hat, müssen die 80kHz an den 2. Timer 
gegeben werden und dort nochmal durch 32 geteilt werden - ergibt 2,5kHz.
Beide Ausgangsfrequenzen so gut es geht zu einem Sinus formen. 
(Tiefpass)

Die 77,5kHz mischt man nun mit 80kHz z.B. mit einem NE602 und erhält 
(neben 157,5kHz) 2,5kHz. (nächster Tiefpass) - diese vergleicht man nun 
mit den 2,5kHz aus dem Tiny.

Wenn die 10M nun um z.B. +1ppm (10Hz) abweicht, dann:
Steigen die beiden erzeugten Frequenzen ebenfalls um 1ppm.
Bei 80kHz also +80mHz und 2,5kHz um +2,5mHz (kleines m = milli!)

Die gemischten 2,5kHz liegen aber um 80mHz drüber - also alle 12s 360° 
Phasenverschiebung zwischen beiden 2,5kHz Signalen. Auch diese könnte 
man nochmals miteinander mischen und erhält nach Filterung eine prima 
Regelspannung für den Quarz. (Varicaps als Quarzlast)

Weiterer Vorteil: Es werden in der Schaltung keine 77,5kHz erzeugt, die 
den Empfang stören könnten.


Gruß
Jobst

[Gerhard H. (ghf)]

Hans-Georg L. schrieb:


> Der GPSDO ist über GPS geregelt. Das Rb ist freilaufend.
> Die Kurzzeitsabilität am Anfang ist begrenzt durch das Rauschen des
> Rubidiums, des GPSDO und dem FA-2.

Äh, nein, das Rubidium ist nicht freilaufend. Im besten Fall ein
Quarzofen der von einer Photozelle nachgeregelt wird.

[Gerhard H. (ghf)]

Gerhard O. schrieb:
> Noch ein Hinweis bezüglich LW Ferrit Antennen.
>
> In meiner abgestimmten aktiven Ferrit-Antenne sind neun 25cm lange
> Ferritstäbe zusammen gelegt und wiegt fast zwei kg. Die meisten Radiouhr
> Antennen sind im Vergleich Spielzeug. Das ist jetzt nicht abwertend
> gemeint. Trotzdem zeigen meine guten DX Empfangsergebnisse auf, daß
> "Größe wichtig" ist oder "Size matters";-) ich habe leider keine kleine
> Antenne; trotzdem wäre ein Vergleich lehrreich.

Die Antenne in meiner Armbanduhr wiegt 2g???, trotzdem synchronisiert
das Ding auf UTC. In Europa auf DCF77, in USA auf WWV, in Asien auf
Fukushima, wenn's den noch gibt. Das Zifferblatt ist eine Photozelle,
die liefert den Strom rund um die Uhr (pun intended), und die Uhr darf
auch mal 14 Tage im Dunkeln liegen. Weiß der Geier wie die das alles
gemacht haben.

2 Kg scheint mir dann doch übertrieben. Vor allem parallele Stäbe
dürften kaum was bringen weil der Rückweg der Feldlinien sowieso
durch die Luft geht. Verbesserung > Faktor 2 ist nicht.

> Auch NASA brauchte
> das System kritisch notwendig für die damaligen Raumfahrtprojekte. Man
> sollte nie übersehen, daß das GPS System noch relativ jung ist.

Vor 40 Jahren gab's das jedenfalls schon.


> Es ist heutzutage billig mit GPS zu prunken. Aber man sollte aber nicht
> vergessen, daß GPS erst vor relativ kurzer Zeit lebensnotwendig für die
> moderne Zivilisation wurde. Vorher war nämlich GPS und GLONASS das
> alleinige Spielzeug für das Militär. Erst später durfte ein weiterer
> Teil der Welt GPS mit degradierter Genauigkeit benutzen weil nur wenige
> Zugang zum P Modus hatten und der Rest mit SA leben musste.

Nein, die zivilen Frequenzen konnte man schon immer benutzen, von
Anfang an. Und die Aufgabe von SA war eher ökonomischer Druck und die
Einsicht, dass man sich SA in, genau.
Als das konzipiert wurde, konnte man sich nicht vorstellen, dass
jemand auf die Trägerphase locken könnte, geschweige denn jeder Heini.
Das passt eben heute so nebenbei auf den Chip.

> Es ist gut, daß das eventuell aufgehoben wurde.

Totes Pferd, absteigen & so.


> Manchmal geht mir die ganze GPS Prunkerei der Welt auf die Nerven. Seid
> froh, daß man es frei benützen darf. Komisch, jeder schimpft und hasst
> die USA.

Seit "We, the people" etwa 12 Jahre Frieden, hauptsächlich während
der Großen Rezession, als man keine Unternehmungen vorfinanzieren
konnte. Wen wundert's?

> Aber alle, Freund oder Feind, verwenden das GPS mit einer
> selbsternannten Selbstverständlichkeit. Ach, ja. Es gibt ja noch
> GLONASS, euer Galileo und noch ein paar andere...

Was ist daran selbsternannt? Es ist da, billige Hardware, und es
gab ja wohl genug Bestrebungen, Galileo zu verhindern, etwa durch
Torpedierungs-Versuche bei der Frequenzwahl.
Glonass ist nicht so der grosse zivile Bringer; jeder Sat hat eine
andere Frequenz und jeder Downconverter braucht einen anderen
Oszillator, das kostet eine Menge Strom.

Gruß, Gerhard H.

[Egon D. (Gast)]

Jobst M. schrieb:

> Dem Tiny direkt 10MHz als Takt geben.
> Diese 10MHz durch 125 teilen - ergibt 80kHz

Kann man machen -- aber welchen Vorteil hat das gegenüber
der Teilung durch 128, die 78'125Hz ergibt?


> Da der Tiny nur 8-Bit Timer hat, müssen die 80kHz an
> den 2. Timer gegeben werden und dort nochmal durch 32
> geteilt werden - ergibt 2,5kHz.

Geht -- aber warum die 78'125Hz nicht durch 125 teilen,
umd 625Hz zu bekommen?
Alternativ kann man auch 3125Hz oder 15'625Hz erzeugen
und als Samplingfrequenz für Direktabtastung verwenden...


> Die 77,5kHz mischt man nun mit 80kHz z.B. mit einem NE602
> und erhält (neben 157,5kHz) 2,5kHz.

Warum nicht direkt auf 625Hz mischen?
Welchen Vorteil hat die 2. ZF von 2,5kHz?


> Wenn die 10M nun um z.B. +1ppm (10Hz) abweicht, dann:
> Steigen die beiden erzeugten Frequenzen ebenfalls um
> 1ppm. Bei 80kHz also +80mHz und 2,5kHz um +2,5mHz
> (kleines m = milli!)
>
> Die gemischten 2,5kHz liegen aber um 80mHz drüber - also
> alle 12s 360° Phasenverschiebung zwischen beiden 2,5kHz
> Signalen. Auch diese könnte man nochmals miteinander
> mischen und erhält nach Filterung eine prima Regelspannung
> für den Quarz. (Varicaps als Quarzlast)

Richtig -- das ist das Wesen der PLL: Der (letzte) Mischer
fungiert als Phasendetektor; hinter dem folgenden Tiefpass
liegt nur noch eine Gleichspannung an, die die Phasen-
verschiebung repräsentiert und als Stellgröße dient.

Bleibt die Frage, welchen Vorteil die 2. ZF von 2500Hz hat.

[Egon D. (Gast)]

Egon D. schrieb:

...unsinniges Zeug.

> Warum nicht direkt auf 625Hz mischen?
> Welchen Vorteil hat die 2. ZF von 2,5kHz?

Es handelt sich ja gar nicht um eine ZWEITE ZF.

Der Unterschied liegt nur darin, dass Jobst mit
80kHz Oszillatorfrequenz auf 2500Hz ZF mischen will,
mein Vorschlag aber darauf hinausläuft, mit 78,125kHz
Oszillatorfrequenz auf 625Hz ZF zu mischen. Der Rest
ist genau gleich.
--> Vergesst meinen Beitrag.

[Abdul K. (ehydra)]

Nö, ist schon interessant.

Ich fand allerdings noch nirgends eine Idee, ob 625 oder 2500Hz bessere 
Empfangswerte bringen in Bezug auf lokale Nutz-Frequenzkonstanz.

[Jobst M. (jobstens-de)]

Ich denke, prinzipiell ist es immer besser schnelle Signale zum Regeln 
zu benutzen.

Mir ist noch eine Modifikation in den Sinn gekommen:

Mittels 80kHz Timer den ADC starten und mit diesem die 77,5kHz samplen.
Ergebnis ist ein 2,5kHz Sinus.
Das samplet man auf 10kHz herunter (jeden 8. Wert oder eine 
Mittelwertbildung von jeweils 8 Werten) und kann mit 4 Werten der 
gesamten 2,5kHz Schwingung die Phase nachdrehen. Ein Pin des AVRs würde 
dann normal Tri-State sein, unterbrochen von kurzen 0en und 1en, mit 
denen man die Frequenz nachführt.


Gruß
Jobst