Forum: HF, Funk und Felder [F] OCXO 10-MHz-Frequenzstandardreferenzmodul


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von Hobby B. (bastler2022)


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Hallo zusammen,

es gibt ja nun fast Überall diese sehr günstigen Module.
Hat damit einer zufällig schon mal ein paar Test gemacht. Oder kennt 
einen Link zu Test oder Projekten, mit diesen Modulen. Konnte dazu 
leider nichts finden.

Gruß und schönes Wochenende.
bastler2022

von Rüdiger B. (rbruns)


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von Georg S. (randy)


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Ich habe eine OCXO-Platine auf ebay gekauft der genau so aussieht. Bei 
der war die Schaltung um das Poti R5 falsch gebaut so dass sich am 
Steuereingang nur minimal die Frequenz verstellen ließ. Bitte berichte 
ob das bei dir genauso ist.

von Hobby B. (bastler2022)


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Georg S. schrieb:
> Bitte berichte
> ob das bei dir genauso ist.

Habe 2 Stück bestellt, sobald die da sind kann ich das machen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Georg S. schrieb:
> Ich habe eine OCXO-Platine auf ebay gekauft der genau so aussieht.
> Bei
> der war die Schaltung um das Poti R5 falsch gebaut so dass sich am
> Steuereingang nur minimal die Frequenz verstellen ließ. Bitte berichte
> ob das bei dir genauso ist.

Moin,

Das kann ich bestätigen. Ich modifizierte die Beschaltung, um den 
Abstimmbereich zu erweitern. Allerdings ist das schon eine Zeitlang her 
und erinnere mich nicht mehr an die Details. Ist aber leicht 
verbesserbar. Danach war Kalibrierung kein Problem und die Stabilität 
war gut. Ich verglich es mit einem LPRO.

In Anbetracht des Preises ist das Modul durchaus brauchbar. Ich kaufte 
es damals als Ersatz eines defekten HP10544A im HP3335A Synthesizer. 
Habe es allerdings noch nicht eingebaut, weil ich den LPRO extern 
einspeise und meine Tendenz zur Prokrastination überwiegend war:-)

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Hobby B. (bastler2022)


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Gerhard O. schrieb:
> In Anbetracht des Preises ist das Modul durchaus brauchbar.

Danke, für die Info zum Modul.

Gerhard O. schrieb:
> Ich verglich es mit einem LPRO.

Okay, das ist natürlich besser als mein GPSDO.
Aber für den Hobbybereich sollte das trotzdem ausreichend sein.

Gruß bastler2022

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hobby B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> In Anbetracht des Preises ist das Modul durchaus brauchbar.
>
> Danke, für die Info zum Modul.
>
> Gerhard O. schrieb:
>> Ich verglich es mit einem LPRO.
>
> Okay, das ist natürlich besser als mein GPSDO.
> Aber für den Hobbybereich sollte das trotzdem ausreichend sein.
Nicht wirklich. Eigentlich ist es umgekehrt. Dein GPSDO ist 
wahrscheinlich genauer als die jährliche Alterungstendenz meines LPRO. 
Aber für mich genügt es.
>
> Gruß bastler2022

...

von Gunnar F. (gufi36)


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weiß jemand, was dieser Satz in der Artikelbeschreibung bedeuten soll?

Bitte beachten Sie, dass der neue Typ und der alte Typ dieses Produkts 
gesendet werden nach dem Zufallsprinzip und stellen Sie vor der 
Bestellung sicher, dass es Ihnen nichts ausmacht.

Das steht in mehreren der ebay-Angebote.

von Al (almond)


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Das heißt frei übersetzt:
kaufen - zahlen - fröhlich sein.

Diese Module sind deswegen so günstig, weil Surplus VC-OCXO aus 
ausgeschlachteten GSM/UMTS Basistationen verwendet werden. Je nachdem 
welche Typen gerade vorliegen, können sie mit unterschiedlichen Typen 
bestückt sein.

Eine große Schwachstelle ist das Spindelpoti zur Justierung der 
Abstimmspannung auf die genaue Frequenz des voltage-controlled OCXO. Die 
sind recht kritisch einzustellen und sind auch temperaturabhängig. Wer 
eine wirklich stabile Referenz möchte, sollte einen GPSDO mit PLL 
vorziehen. Da erübrigt sich das Justieren und Nachstimmen der Frequenz. 
Denn OCXO altern und ändern ihre Frequenz über die Zeit. Zwar nicht 
viel, aber für sehr genaue Anwendungen durchaus merklich.

: Bearbeitet durch User
von Soul E. (soul_eye)


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Gerhard O. schrieb:
>> Okay, das ist natürlich besser als mein GPSDO.

Das LPRO-101 ist ein Rubidium-Normal, und die NAVSTAR GPS-Satelliten 
nutzen ebenfalls Rubidium. Allerdings haben die jeweils drei Stück an 
Bord.

von Hobby B. (bastler2022)


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Hobby B. schrieb:
> Georg S. schrieb:
>> Bitte berichte
>> ob das bei dir genauso ist.
>
> Habe 2 Stück bestellt, sobald die da sind kann ich das machen.

Hallo,

Lieferung ist heute schon bei Zeiten erfolgt.
Habe eins der Module mal 30 min warmlaufen lassen. Der Regelbereich ist 
wirklich extrem begrenzt. Wird also sicher auch angepasst werden müssen.

Al schrieb:
> Eine große Schwachstelle ist das Spindelpoti zur Justierung der
> Abstimmspannung auf die genaue Frequenz des voltage-controlled OCXO. Die
> sind recht kritisch einzustellen und sind auch temperaturabhängig.

Ja das kann ich hier, so auch erstmal bestätigen.
Na mal schauen werde eins dieser Module mal in ein Gehäuse einbauen.
Aber erst nachdem eine kleine Anpassung um R5 erfolgt ist dann.

Gerhard O. schrieb:
> Ich modifizierte die Beschaltung, um den
> Abstimmbereich zu erweitern. Allerdings ist das schon eine Zeitlang her
> und erinnere mich nicht mehr an die Details.

Falls Dir dazu doch noch was einfallen sollte, wie Du es Modifiziert 
hast hast wäre es nett wenn dazu noch was schreiben würdest. Oder Bilder 
davon hättest.

Gruß bastler2022

von Gerhard O. (gerhard_)


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Hobby B. schrieb:
> Falls Dir dazu doch noch was einfallen sollte, wie Du es Modifiziert
> hast hast wäre es nett wenn dazu noch was schreiben würdest. Oder Bilder
> davon hättest.

Das wird schwierig sein, weil ich damals keine Notizen machte und mich 
momentan nicht einmal erinnere wo ich es hin gesteckt habe.

Beim ersten Einschalten konnte ich es wegen der schon existierenden 
Alterung nicht auf die korrekte Frequenz hinziehen.

Dann untersuchte ich die Schaltung und verstand den Sachverhalt. Ich 
modifizierte die Trimm-Schaltung mit einer einfacher Änderung und hatte 
dann genug Einstellbereich um die korrekte Frequenz treffen zu können.

Die nominale Vt ist ca. 2V. Bau es so um, daß Du mit dem Poti eine 
Spannung von 1-4V einstellen kannst und gut ist.

Ich werde heute Abend nachschauen.

von Manfred K. (4for)


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Gerhard O. schrieb:
> mit dem Poti eine Spannung von 1-4V einstellen kannst

der Abgleich dürfte damit ziemlich fummelig sein..

von Gerhard O. (gerhard_)


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Manfred K. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> mit dem Poti eine Spannung von 1-4V einstellen kannst
>
> der Abgleich dürfte damit ziemlich fummelig sein..

Mit einem Multi-Turn Trimm-poti ist es nicht zu schlimm. Sobald man weiß 
wo die aktuelle Einstellspannung sein muss, kann man den Einstellbereich 
des Potis mit externen Widerstand im Spannungsteiler eingrenzen. 
Abgesehen davon ist der interne Einstellbereich auch sehr begrenzt.

Am besten kalibriert man solche OCXO mit einem OSzilloskope und 
Vergleich. Man versucht dann den OCXo so abzugleichen, daß sich im 
Idealfall die beiden Signale nicht mehr gegeneinander bewegen und lange 
Zeit fuer eine Verschiebung brauchen. Man muss mit hoher Zeitbasis 
Auflösung arbeiten, um genügend Einstellauflösung zu haben. Es hilf die 
Eingänge des Oszi zu übersteuern, so daß die Sinusflanken zwecks 
besserer Beobachtung möglichst vertikal werden. Selbstverständlich muss 
der Referenzkanal ein hoch-stabiles Signal erhalten (z.B. GPSDO)

Die meisten Frequenzzähler haben nicht genug Auflösung um Abweichungen 
im 1e-10 Bereich vernünftig anzeigen zu können. Da ist die beschriebene 
Oszi Methode zweckmäßigerweise.

von Al (almond)


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Manfred K. schrieb:
> der Abgleich dürfte damit ziemlich fummelig sein..

Die OCXO haben einen Abstimmbereich von bis zu plusminus 2ppm, das wären 
bei 10 MHz plusminus 20 Hz.

Da die VC-OCXO Ausschlachtteile aus Basisstationen sind, haben die schon 
einige Jahre auf dem Buckel. In einigen Fällen sind die Quarze schon so 
weit gealtert, dass der Abstimmbereich recht eingeschränkt ist. Die 
meisten die ich hatte, liegen aber noch gut in der MItte.

Da Euer chinesisch wahrscheinlich recht schlecht ist, hänge ich mal ein 
übersetztes Datenblatt des verwendeten OCXO an.

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Al schrieb:
> Da Euer chinesisch wahrscheinlich recht schlecht ist, hänge ich mal ein
> übersetztes Datenblatt des verwendeten OCXO an.

Danke!

von Georg S. (randy)


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Ich hab die Notiz gefunden. Der Entwickler hat einen LT1009 spendiert, 
aber dann den Spannungsteiler mit dem Poti vermurkst. Wie auch immer 
sowas bis zur Serie durchrutscht.

Was nervig war: Die Brücke am Poti zwischen Mittel- und Endkontakt war 
auf der PCB Oberseite unter dem Poti. Das musste ich auslöten um sie zu 
unterbrechen. War wegen der Massefläche gar nicht so einfach.

Dann noch R3 mit 0 Ohm überbrückt. Die Doppel-Line markiert 
Unterbrechungen.

von Hobby B. (bastler2022)


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Al schrieb:
> Da Euer chinesisch wahrscheinlich recht schlecht ist, hänge ich mal ein
> übersetztes Datenblatt des verwendeten OCXO an.

Auch von mir Danke.

Gerhard O. schrieb:
> Am besten kalibriert man solche OCXO mit einem OSzilloskope und
> Vergleich.

> Selbstverständlich muss
> der Referenzkanal ein hoch-stabiles Signal erhalten (z.B. GPSDO)

So wollte ich das dann auch machen. Wenn die Reglung angepasst ist.
Der schnelle Test heute war nur wegen dem Abstimmbereich.

Gruß bastler2022

von Hobby B. (bastler2022)


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Georg S. schrieb:
> Ich hab die Notiz gefunden.

DANKE!

von Al (almond)


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Zum Kalibrieren mit Hilfe eines GPSDO oder eines Rubidioum Normals 
empfehle ich den TinyPFA. Das ist eine sehr nützliche Firmware von Erik 
Kaashoek für einen Phase Frequency Analyzer und zur Allen-Deviation 
Messung, die man als Firmware auf einen billigen NanoVNA Hardware der 1. 
Generation aufspielen kann. Damit wird der nanoVNA zum hochgenauen 
Phasendifferenzmesser.

Man kann das Geräte als TinyPFA fertig kaufen oder die Firmware auf 
einen vorhandenen NanoVNA aufspielen.

https://www.tinydevices.org/wiki/pmwiki.php?n=TinyPFA.Homepage

: Bearbeitet durch User
von Helmut -. (dc3yc)


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Gerhard O. schrieb:
> Am besten kalibriert man solche OCXO mit einem OSzilloskope und
> Vergleich. Man versucht dann den OCXo so abzugleichen, daß sich im
> Idealfall die beiden Signale nicht mehr gegeneinander bewegen und lange
> Zeit fuer eine Verschiebung brauchen.

Dafür wurden die Lissajous-Figuren erfunden. Ein Signal auf X, das 
andere auf Y. Und wenn sich das Ei nicht mehr dreht, sind beide 
Frequenzen gleich.

von Al (almond)


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Was einen guten Referenzoszillator ausmacht ist nicht nur die 
Frequenzgenauigkeit, sondern auch dessen Stabilität, die genauso wichtig 
ist. Ein guter Referenzoszillator muss beides sein: genau in der 
Frequenz und gut in der Stabilität. Die Stabilität eines VC-OCXO hängt 
in hohem Maße von der Reinheit der Abstimmspannung ab.

Die Frequenzabweichung kann man mit dem Oszi und einem 
Referenzoszillator als Lissajous Figur grob vergleichen. Vorausgesetzt 
beide Signal sind sinusförmig. Was bei dem o.G. OCXO nicht der Fall ist.

Um die Stabilität zu messen, muss man die Allen Deviation ermitteln. 
Auch eine Phasendifferenz in Bruchteilen von Grad zu ermitteln, ist mit 
der optischen Beurteilung mit der Lissajous Figur schwerlich möglich. 
Wir reden hier schließlich von einem Oszillator mit einer Genauigkeit 
von 10^-9. Bei einem milliHertz Abweichung bräuchte die Lissajous Figur 
1000 Sekunden um zu drehen. Bei so was hilft die TinyPFA Software.

Zur Erläuterung auf was es beim Referenzoszillator ankommt, gibt es eine 
hervorragende Abhandlung von Ulricht Bangert (†)

"Über die Stabilität von Oszillatoren und Frequenzormalen"

http://ulrich-bangert.de/AMSAT-Journal.pdf

: Bearbeitet durch User
von R. L. (roland123)


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Al schrieb:
> Die Stabilität eines VC-OCXO hängt
> in hohem Maße von der Reinheit der Abstimmspannung ab.

bei den ebay Angeboten gibt es auch welche von Vectron. Die haben im 
Gegensatz zu den o.g. einen 4V Ausgang für das Abstimmpoti.

von Gerhard H. (ghf)


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Ich habe mal ein paar Oszillatoren ausgemessen:

<    http://www.hoffmann-hochfrequenz.de/downloads/VCXO_tuning.pdf    >

Gruß, Gerhard

von Hobby B. (bastler2022)


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Hier mal noch ein Link den ich gefunden habe, zu dem Modul.

https://miltschek.de/article_2024-05-06_OSC5A2B02-based+10+MHz+Oscillator.html

von Peter D. (peda)


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Hobby B. schrieb:
> es gibt ja nun fast Überall diese sehr günstigen Module.

Wo, Bezeichnung, Preis?

von Manfred K. (4for)


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Kennst du Google?

von Hobby B. (bastler2022)


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Peter D. schrieb:
> Hobby B. schrieb:
>> es gibt ja nun fast Überall diese sehr günstigen Module.
>
> Wo, Bezeichnung, Preis?

z.B. Ali, Ebay und Amazon und noch von vielen anderen.
10MHz OXCO oder OSC5A2B02 oder OXCO Modul
Meist so ab 10 Euro aufwärts

Gruß bastler2022

von Helmut -. (dc3yc)


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Hobby B. schrieb:
> z.B. Ali, Ebay und Amazon und noch von vielen anderen.
> 10MHz OXCO oder OSC5A2B02 oder OXCO Modul

Wenn, dann sollte man nach OCXO suchen, nicht nach OXCO!

von Mi N. (msx)


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Für kleines Geld mit großer Adresse: 
https://de.aliexpress.com/item/1005007475865985.html?spm=a2g0o.productlist.main.1.691d6f27I0wJd8&algo_pvid=4e229aad-7630-49fd-aaa3-2b0e9a131b0d&algo_exp_id=4e229aad-7630-49fd-aaa3-2b0e9a131b0d-0&pdp_npi=4%40dis%21EUR%217.87%217.49%21%21%2158.25%2155.44%21%40211b813b17375598928721462e4e34%2112000040907120004%21sea%21DE%216008852945%21X&curPageLogUid=PwPz5JxWNJ0h&utparam-url=scene%3Asearch%7Cquery_from%3A

Ultrastabil :-)

Spezifikation:
Artikeltyp: Frequenz-Standard-Referenzmodul
Stromverbrauch: Vorheizstufe. Aufwärmzeit: ca. 5 Minuten
Kalibrierungsgenauigkeit: ±0,01 Hz
Frequenzstabilität: 5e-12
Ausgangspegel:
DBm: 10 dBm ± 2 dBm bei 50 Ω;
VRMS: 0,7071 V bei 50 Ω;
VPeak: 1,0 V bei 50 Ω;
VP P: 2,0 V bei 50 Ω
Ausgangsimpedanz: 50 Ω
Schnittstellentyp: SMA-Buchse
Produktverwendung: Konstante Temperatur 10 MHz, extrem niedrige 
Phasenrauschen, Frequenzreferenzmodul, Frequenzreferenzquelle, 
OCXO-Frequenzreferenzquelle, verwendet für Instrumentenbenchmarkungen 
wie Audiosysteme, Decoder, Kurzwellenradio, Frequenzmessgeräte, 
Signalquellen usw.

von Hobby B. (bastler2022)


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Helmut -. schrieb:
> Wenn, dann sollte man nach OCXO suchen, nicht nach OXCO!

Das passiert wenn, man etwas falsch liest und nebenbei schreibt. Siehe 
Bild.

Danke! :-)

Gruß bastler2022

: Bearbeitet durch User
von Hobby B. (bastler2022)


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Mi N. schrieb:
> Für kleines Geld mit großer Adresse:

Gutes Angebot, zwar nur eins pro Kunde.

: Bearbeitet durch User
von Mi N. (msx)


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Hobby B. schrieb:
> Gutes Angebot, zwar nur eins pro Kunde.

Vermutlich siehst Du ein Lockangebot, wie es üblicherweise 0,99 Euro 
kostet - selbstverständlich versandkostenfrei ;-)
Angemeldet lese ich dort 6,79 bei >= 10 Stück.

von Georg S. (randy)


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Noch ein Hinweis: Wenn man C14 raus lötet und damit den Sinus-Ausgang 
deaktiviert schaut die Wellenform des Rechteck-Ausgangs wesentlich 
besser aus.
Der Sinus-Ausgang ist lediglich der Rechteck durch einen Tiefpass 
geschickt.

von Hobby B. (bastler2022)


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Georg S. schrieb:
> Noch ein Hinweis: Wenn man C14 raus lötet und damit den Sinus-Ausgang
> deaktiviert schaut die Wellenform des Rechteck-Ausgangs wesentlich
> besser aus.

Ja, mit ein paar Modifikationen sind die für den Hobbybereich nicht so 
verkehrt.

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Mi N. schrieb:

> Ultrastabil :-)
> Frequenzstabilität: 5e-12
>
Da hat der Chinamann mal schnell wieder eine Stelle dazu geschmuggelt 
;-)
lt, Datenblatt OCXO sind es 0,05ppb (1s) und das bezieht sich auf 
Neuware und nicht mit Hammer und Meisel ausgeschlachtete Oszillatoren. 
Die sehen auf dem Bildern auch etwas malträtiert und gespachtelt aus.

Für die üblichen 7/8 stelligen Zähler und dem Preis sind die auf jeden 
Fall ausreichend genau.

von Manfred K. (4for)


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sind halt ordentlich vorgealtert und damit stabiler ;-)

von Mi N. (msx)


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Hans-Georg L. schrieb:
>> Ultrastabil :-)
>> Frequenzstabilität: 5e-12
>>
> Da hat der Chinamann mal schnell wieder eine Stelle dazu geschmuggelt
> ;-)
> lt, Datenblatt OCXO sind es 0,05ppb (1s)

... und die angegebene 'Kalibriergenauigkeit' von 0,01 Hz entspricht 1 
ppb.

> Für die üblichen 7/8 stelligen Zähler und dem Preis sind die auf jeden
> Fall ausreichend genau.

So sieht es aus und das für wenig Geld.
Selber würde ich bei dem Modul zusehen, es auf direkten 5 V Betrieb 
umzurüsten oder den 5 V Regler auf das OCXO-Gehäuse zu 
löten/kleben/pressen. Da wird die (Ab-)Wärme besser genutzt.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Mi N. schrieb:
> Hans-Georg L. schrieb:
>>> Ultrastabil :-)
>>> Frequenzstabilität: 5e-12
>>>
>> Da hat der Chinamann mal schnell wieder eine Stelle dazu geschmuggelt
>> ;-)
>> lt, Datenblatt OCXO sind es 0,05ppb (1s)
>
> ... und die angegebene 'Kalibriergenauigkeit' von 0,01 Hz entspricht 1
> ppb.
>
>> Für die üblichen 7/8 stelligen Zähler und dem Preis sind die auf jeden
>> Fall ausreichend genau.
>
> So sieht es aus und das für wenig Geld.
> Selber würde ich bei dem Modul zusehen, es auf direkten 5 V Betrieb
> umzurüsten oder den 5 V Regler auf das OCXO-Gehäuse zu
> löten/kleben/pressen. Da wird die (Ab-)Wärme besser genutzt.

Moin,

Mit Veränderungen des thermischen Gefälles muß man vorsichtig sein. Es 
ist wichtig, dass die Heizung genug thermische Last hat, um nicht 
unstabil zu werden. Wenn man das OCXO Gehäuse fast perfekt thermisch von 
der Umfeldtemperatur abschirmen will, um z.B. so wenig wie möglich Strom 
zu verbrauchen, könnte die Regelung unstabil werden, weil die thermische 
Zeitkonstante unsymmetrisch wird. Heizen und kühlen sollten von der 
thermischen Zeitkonstante einigermassen symmetrisch sein. Wenn das nicht 
der Fall ist, können sich Regelschwingungen einstellen, weil die 
Abkühlungszeitkonstante zu groß wird und dafür die Regelverstärkung 
nicht mehr passend ist.

Dein Vorschlag, das OCXO Gehäuse mit dem Dreibeinregler thermisch zu 
verbinden sollte in Ordnung sein, so lange noch genug Abwärme in die 
Luft abgegeben werden kann. Trotzdem würde ich hach dieser Änderung den 
Thermostatenstrom überwachen, ob nach den anfänglichen 
Einregelungsschwingungen sich ein stabiler Ofenstrom einstellt. Deshalb 
empfehle ich, diese Möglichkeit nicht zu übersehen.

Normalerweise müssen sich solche Thermostaten nach dem Einschalten 
einschwingen. Wenn man den Einschaltstrom zeitlich beobachtet, wird man 
merken, daß einige gedämpfte Schwingungen auftreten, bis sich die 
Endtemperatur einpendelt. Erst dann ist die Regelschleife stabil. Dieses 
Verhalten ist dadurch bedingt, um für genaue Einhaltung der Temperatur, 
die Regelverstärkung sehr hoch sein muß und die Bemessung der 
Regeldynamik sehr kritisch ust. Sehr teure OCXOs verwenden übrigens 
Doppelthermostaten. Auch dort arbeitet man mit genügendem 
Temperaturunterschied, so dass das thermische Gefälle ausreichend ist.

Übrigens, hat auch der Typ des Quarzes Einfluß auf die aktuelle 
Arbeitsstemperatur, die durch den sogenannten thermischen Umkehrpunkt 
(UKPT) des Quarzes bestimmt wird. Sogenannte SC-Cut Quarze haben meist 
UKPT um 85C. AT-Cut Quarze üblicherweise um 65C.

Ein Hersteller (HP) nützte übrigens mit einer interessanten Methode das 
Temperaturverhalten von Quarzen aus, indem ein SC-Cut Quarz im Overton 
gleichzeitig auf zwei benachbarte Resonanzen erregt wurde, um dann durch 
Mischen der beiden Frequenzen die resultierende ZF durch Frequenzmessung 
zur Steuerung der Thermostatenregelung ausnützen zu können. Diese 
Methode hat den Vorteil, daß die Temperatur des Quarzplättchen direkt 
gemessen werden kann. Man hat sogar Quarze entwickelt, wo der 
Heizerbelag direkt auf dem Quarzplättchen aufgetragen wurde, um den 
Quarz direkt zu heizen. Das hat sicherlich allerhand Vorteile bezüglich 
Einlaufzeit und Leistungsverbrauch.

Für mich ist OCXO ein überaus faszinierendes und interessantes Thema.

Gruß,
Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Hobby B. (bastler2022)


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Gerhard O. schrieb:
> Für mich ist OCXO ein überaus faszinierendes und interessantes Thema.

Ja dem stimme ich zu.

Werde mal sehen ob ich noch ein oder zwei jeweils mit 5MHz, 10MHz und 
20MHz günstig bekomme. Also nur den OCXO dann.

Gruß bastler2022

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Hobby B. schrieb:
> Gerhard O. schrieb:
>> Für mich ist OCXO ein überaus faszinierendes und interessantes Thema.
>
> Ja dem stimme ich zu.
>
> Werde mal sehen ob ich noch ein oder zwei jeweils mit 5MHz, 10MHz und
> 20MHz günstig bekomme. Also nur den OCXO dann.
>
> Gruß bastler2022

Wenn es dir nur ums besitzen geht...
Aber wenn du OCXO mit 1E-11 vermessen willst brauchst einen Zähler mit 
einer Auflösung von < 10ps (1s Messzeit) und da ist nichts mehr günstig. 
Für den obengenannten TinyPFA brauchst du zusätzlich einen 2ten und 
möglichst besseren OCXO mit der gleichen Frequenz gegen den du messen 
kannst. Dazu noch 2 Abschwächer und bis 5Mhz runter kann er nicht 
messen.
Du kannst auch mal bei Michael (Mi N.(msx)) nach einem Zähler Bausatz 
mit dem AS6501 nachfragen oder versuchen einen BG7BTL FA-2, den gab es 
mal unter 100€, zu bekommen. Die neueren sind viel teurer gehen aber 
dafür immer weiter in den GHz Bereich.

Das Thema kann süchtig machen ;-)

von Al (almond)


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Hans-Georg L. schrieb:
> Aber wenn du OCXO mit 1E-11 vermessen willst brauchst einen Zähler mit
> einer Auflösung von < 10ps (1s Messzeit)

Die Auflösung des Zählers ist nicht entscheidend, die kann man beliebig 
gross machen. Das Zeitnormal des Zählers muss in Genauigkeit und 
Stabilität eine Zehnerpotenz besser sein, als der zu messende Ozillator.

In den Dimensionen, die hier zur Debatte stehen, bewegt man sich an 
physikalischen Messgrenzen. Da sind viele Störparameter zu 
berücksichtigen, die eine Messung verfälschen.

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

Für den Zweck der Zeitbasis Kalibrierung kann man auch anders vorgehen 
und es  geht auch ohne hochauflösenden FZ. Ich verwende einen Spectracom 
8161 Phasenvergleicher zur Kalibrierung von Oszillatoren gegen den LPRO 
oder GPSDO oder auch WWVB. Man kann es aber anstatt auch mit einem 
ordentlichen Zweikanal-Oszilloskop durchführen.

Das Verfahren beruht auf die Möglichkeit den Frequenzunterschied durch 
Phasenvergleich festzulegen. Dabei misst man einfach die 
Phasenabweichung in s und teilt diesen Wert durch die Beobachtungszeit 
wieder in s.

Frequenzfehler = Phasenunterschied / Messzeit ( in s )

Man muß natürlich für hohe Auflösung eine lange Beobachtungszeit in Kauf 
nehmen. Die Berechnungsformel ist:

Nehmen wir mal an, der Phasenunterschied zwischen beiden Signalen in 
einer Stunde beträgt 0.1us.

Dann ist der Frequenzfehler bzw. Unterschied 0.1E-6/3600 = 2.78E-11

Voraussetzung ist, daß als Referenz ein Zeitstandard ausreichender 
Stabilität und bekannter Genauigkeit zur Verfügung steht. Ein GPSDO oder 
vergleichbar kommt hier üblicherweise zum Einsatz. Auch muß man danach 
trachten, den Vorabgleich auf die korrekte Frequenz so präzise wie 
möglich zu justieren.

Man muß also geduldig sein. Je länger die Messzeit ist, desto mehr 
Auflösung ist möglich. So mache ich es bei mir, da mir kein 
hochauflösender FZ zur Verfügung steht. Bei mir ist bei 0.1Hz Auflösung 
Schluss, was FZ angeht.

Gerhard

: Bearbeitet durch User
von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Al schrieb:
> Hans-Georg L. schrieb:
>> Aber wenn du OCXO mit 1E-11 vermessen willst brauchst einen Zähler mit
>> einer Auflösung von < 10ps (1s Messzeit)
>
> Die Auflösung des Zählers ist nicht entscheidend, die kann man beliebig
> gross machen.

Damit man Zähler vergleichen kann hat sich eingebürgert das man die 
Auflösung bei 1s Messzeit angibt. Auch bei OCXO wird die 
(Kurzzeit)Stabilität bei 1 sec angegeben. Bei Mittelung über beliebig 
langen Messzeiten hast du keine Aussage was dein Messobjekt dazwischen 
gemacht hat.

Meine besten OCXO sind 2 HP10811 mit einer Kurzzeitstabilität von 5E-12 
(1s) und 1E-11 (100s). Wenn ich messen will ob die noch OK sind und ihre 
Daten einhalten nützt mir eine Mittelung über Stunden nicht viel.
Bei meinen RB Normalen ist das etwas anderes da interessiert mich eher 
wie die im Monat/Jahr driften.

> Das Zeitnormal des Zählers muss in Genauigkeit und
> Stabilität eine Zehnerpotenz besser sein, als der zu messende Ozillator.
So die Theorie ...
Leider hat nicht jeder eine Cäsium Fontäne daheim herum stehen ;-). Ein 
gutes GPS Normal (Stanford FS752) kommt auch erst nach Mittelung über 
ca. 3000s auf 1E-12. Siehe Bild (blaue linie). Die Kurzzeitstabilität 
eines GPSDO wird vom verbauten OCXO bestimmt(rote Linie).
Das zeigt sich auch bei meinem GPSDO UCCM von Samsung, mit Lady Heather 
aufgezeichnet. Die gab es mal vor 3 oder 4 Jahren für 35€ aus China.

> In den Dimensionen, die hier zur Debatte stehen, bewegt man sich an
> physikalischen Messgrenzen. Da sind viele Störparameter zu
> berücksichtigen, die eine Messung verfälschen.

Optische Uhren liegen bei 1E-14 und 1E-15 sind schon im Bereich des 
möglichen oder sogar schon erreicht.

von Mi N. (msx)


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Hobby B. schrieb:
> Werde mal sehen ob ich noch ein oder zwei jeweils mit 5MHz, 10MHz und
> 20MHz günstig bekomme. Also nur den OCXO dann.

So günstig wie diese Module wirst Du sicherlich keine 5 MHz oder 20 MHz 
Ausführungen bekommen. Wozu auch überhaupt?

Wie schon geschrieben, gibt es bei höherer Genauigkeit deutliche Grenzen 
und Störquellen, wobei die größte Störquelle erst einmal dieser OCXO 
selbst ist ;-) Stundenlang Kurven auf einem Oszilloskope zu betrachten 
finde ich ermüdend und wenig aufschlußreich, da sich kein 
reproduzierbares qualitatives Ergebnis ergibt.
Hans-Georg hat ja dankenswerterweise auf reziproke Frequenzzähler mit 
AS6501 verwiesen, wobei für diese OCXO-Module auch günstigere Messmittel 
ausreichen würden. Mein Tipp für Dich wäre ein reziproker Zähler, der 
mit statistischer Unterstützung (Regressionsberechnung anhand von 
Zeitstempeln), hinreichende Auflösung und Genauigkeit liefern kann. Eine 
Schaltung mit einem STM32G431 läßt sich für rund 10 Euro aufbauen und 
liefert schon Ergebnisse, die Dir die Grenzen dieser OCXOs aufzeigen. 
Ein Link: http://mino-elektronik.de/fmeter/fm_software.htm#bsp_G431 ff.
Alles, was darüber hinausgeht, kostet nicht nur deutlich mehr Geld 
sondern auch endlos viel Zeit!

von Hobby B. (bastler2022)


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Hans-Georg L. schrieb:
> Für den obengenannten TinyPFA brauchst du zusätzlich einen 2ten und
> möglichst besseren OCXO mit der gleichen Frequenz gegen den du messen
> kannst. Dazu noch 2 Abschwächer und bis 5Mhz runter kann er nicht
> messen.

Na ich werde mir den TinyPFA mal zulegen. Mal sehen wo man den mit einer 
kurzen Lieferzeit bekommt.
Ein GPSDO ( https://www.ebay.de/itm/285831093075 ) habe ich bereits 
hier.

Passende Abschwächer für den TinyPFA, gibt es dazu eine Empfehlung.

Laut der Beschreibung soll er von 1MHz bis 290MHz gehen. Hier wird aber 
oben gesagt das er das nicht kann ( "bis 5Mhz runter kann er nicht 
messen" ).
Ist das Model abhängig, oder gilt das für alle dann.

Gruß bastler2022

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Mi N. schrieb:
> Hans-Georg hat ja dankenswerterweise auf reziproke Frequenzzähler mit
> AS6501 verwiesen

Michael, ich habe mit Absicht dein Lieblingswort "reziproke" weggelassen 
grinst

Wenn man allgemein Frequenzen messen will interessiert die absolute 
Genauigkeit der Frequenz und die Messzeit ist dabei (in Grenzen) 
flexibel.

Will man Oszillatoren vermessen interessiert die Stabilität über die 
Zeit. Die absolute Genauigkeit ist dabei, auf die letzte Kommastelle, 
nicht so wichtig (lässt sich ja trimmen). Dabei können Messzeiten sehr 
kurz sein wenn z.B. Einschwingvorgänge beobachtet werden sollen. Für 
solche Geräte sollte man(ich) vielleicht besser den Begriff TIA (Time 
Interval Analyzer) verwenden um Verwirrung zu vermeiden.

Von diesem 5MHz Oszillator träume ich schon lange;-)
http://www.ke5fx.com/bva.htm

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Hobby B. schrieb:

> Na ich werde mir den TinyPFA mal zulegen. Mal sehen wo man den mit einer
> kurzen Lieferzeit bekommt.
Ich habe meinen hier gekauft
https://eleshop.eu/tinypfa-phase-frequency-analyzer.html

> Ein GPSDO ( https://www.ebay.de/itm/285831093075 ) habe ich bereits
> hier.
Ist das nicht das Überraschungsei mit zusammengewürfelten Komponenten 
vom Schrottplatz ? Ein STM Fake Bluepill, ein auf UBlox umgestempelter 
GPS Empfänger und einem OCXO was gerade da ist umgestempelt auf was 
gerade IN ist. Von Lady Heather (http://www.ke5fx.com/heather/readme.htm 
) wird das bestimmt auch nicht unterstützt also nicht überprüfbar.

sorry aber ...
du bist zu spät dran ... vor 4/5 Jahren haben die Chinesen noch 
komplette Baugruppen, von renommierten Herstellern, ausgebaut und 
angeboten.


> Passende Abschwächer für den TinyPFA, gibt es dazu eine Empfehlung.

Wenn du mit HF bastelst und dort auch Abschwächer brauchst kauf dir was 
gescheites.

Wenn es nur für max 20MHz ist kannst dir das selbst mit Widerständen 
basteln.
https://dl6gl.de/pi-und-t-abschwaecher-berechnen.html

> Laut der Beschreibung soll er von 1MHz bis 290MHz gehen. Hier wird aber
> oben gesagt das er das nicht kann ( "bis 5Mhz runter kann er nicht
> messen" ).
> Ist das Model abhängig, oder gilt das für alle dann.
>
Es gab mal eine Anfrage für 5MHz in der "Time Nuts mail list" und da hat 
Eric Kaashoek erklärt warum das so ist. Kann mich aber nicht mehr genau 
daran erinnern.
Der TinyPFa ist kein Frequenzzähler er funktioniert nach dem DMTD 
Prinzip.
Vielleicht gibt es bei 5Mhz und 1Hz Beatfrequenz mit dem internen 
Transferoszillator Probleme. Im Eleshop gibt es Links auf Wiki und FAQ 
da kannst du Eric vielleicht mal direkt fragen.

Hier noch ein PDF:
https://www.rfseminar.nl/cms/wp-content/uploads/2023/04/tinyPFA_RF_Seminar.pdf

Nachtrag: du solltest dir dann noch TimeLab herunterladen 
(https://www.miles.io/timelab/beta.htm). Läuft unter Windows.

von Hobby B. (bastler2022)


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Hans-Georg L. schrieb:
> Ist das nicht das Überraschungsei mit zusammengewürfelten Komponenten
> vom Schrottplatz ? Ein STM Fake Bluepill, ein auf UBlox umgestempelter
> GPS Empfänger und einem OCXO was gerade da ist umgestempelt auf was
> gerade IN ist.

Überraschungsei oder BH3SAP GPSDO, ist genau dieses Teil. Bei github 
gibt es auch alternative Firmware dafür.

https://github.com/dankar/gpsdo-fw

Hans-Georg L. schrieb:
> sorry aber ...
> du bist zu spät dran ... vor 4/5 Jahren haben die Chinesen noch
> komplette Baugruppen, von renommierten Herstellern, ausgebaut und
> angeboten.

Ja das glaube ich Dir gern. Hätte auch nie gedacht das ich mich mal mit 
dem Thema beschäftige. Aber irgendwie ist das wohl ansteckend. 
Eigentlich wollte ich nur meine alten Frequenzzähler etwas aufbessern.

Danke für die Links.

Gruß bastler2022

von Hobby B. (bastler2022)


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Mi N. schrieb:
> Eine
> Schaltung mit einem STM32G431 läßt sich für rund 10 Euro aufbauen und
> liefert schon Ergebnisse, die Dir die Grenzen dieser OCXOs aufzeigen.
> Ein Link: http://mino-elektronik.de/fmeter/fm_software.htm#bsp_G431 ff.

Danke auch hier für den Link und die Infos. Ist auch ein schönes 
Projekt, leider nix für mich da alles SMD.

Gruß bastler2022

von Gerhard H. (ghf)


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Sehr interessant zum Thema Frequenzstabilität:

<  https://rubiola.org/     >

Es besteht allerdings die Gefahr, dass man sich dort verläuft und
erst nach langer Zeit vom Rettungsdienst gefunden wird.

von Motopick (motopick)


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Gerhard H. schrieb:
> Sehr interessant zum Thema Frequenzstabilität:
>
> <  https://rubiola.org/     >
>
> Es besteht allerdings die Gefahr, dass man sich dort verläuft und
> erst nach langer Zeit vom Rettungsdienst gefunden wird.

Metrologie ist wie Mathematik nur eine "Huelfswissenschaft".
Ist man sich dessen bewusst, braucht Mann auch keinen Rettungsdienst.

von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Hans-Georg L. schrieb:
> Optische Uhren liegen bei 1E-14 und 1E-15 sind schon im Bereich des
> möglichen oder sogar schon erreicht.

Wir sind in der Zwischenzeit schon unter 1E-15.
Und zur Abwechslung wird gekühlt auf 6 Kelvin.
Da werden wir wohl noch ein wenig warten dürfen bis die Chinesen uns das 
für < 100€ liefern ;-)

https://teams.femto-st.fr/equipe-ohms/cryogenic-sapphire-oscillators

von Gerhard O. (gerhard_)


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Moin,

"Immer langsam mit den jungen Pferden!" Oder lasst mal die Kirche im 
Dorf.

Es mag ja faszinierend sein, als Hobbyist da mitspielen zu wollen.

Konträr dazu, gebe ich mich eigentlich zufrieden was GPSDO oder auch der 
lokale Rb-Standard, zu leisten vermag.

Der LPRO lässt mich Frequenzen mit einer Genauigkeit von 0.1Hz bei 1GHz 
ermitteln. Mit GPSDO kalibriert noch ein oder zwei Größenordnungen 
besser. Was will man eigentlich mehr? Für meine Heim-Metrologie oder AFU 
ist es total ausreichend. Was will man eigentlich mehr?

Eine Genauigkeit im 1e-11 Bereich würde eine Uhr im Jahr nur 0.33ms 
falsch gehen lassen.

In meiner Anfangszeit hätte ich nicht einmal zu träumen gewagt, eines 
Tages billig und leicht einen Frequenzstandard daheim besitzen zu 
dürfen, der mir die erwähnten Genauigkeiten zur Verfügung stellt. Ich 
vergleiche meinen Rb Standard mit dem GPSDO nur einmal im Jahr zum Zweck 
einer möglichen notwendigen Kalibrierung.

Die meisten Konzepte, die darüber hinausgehen, sind zu exotisch und in 
der Regel unbezahlbar.

Was die gebrauchten OCXOs betrifft, dürften diese gebrauchten Quarze 
ziemlich gut eingelaufen sein. Wenn man dann noch die Möglichkeit 
besitzt, sie zu vergleichen, hat man damit einen ziemlich guten 
Hausstandard ohne andauernd auf einem GPSDO angewiesen zu sein. Das 
einzige Caveat ist, wie lange sich diese OCXOs noch trimmen lassen. 
Hochwertige Quarzoszillatoren weisen einen sehr begrenzten Trimm-Bereich 
auf und man wird eventuell an die Grenze des Abgleichbereichs kommen. 
Ist mir zwar selber noch nicht passiert, aber prinzipiell ist dies im 
Langzeitbetrieb unvermeidlich.

Einen OCXO nur intermittent zu betreiben, hat wegen der bekannten 
Neustart Hysterese von Quarzen auch Nachteile. (Nach jedem Neustart wird 
die Frequenz von der vorhergehenden Frequenz ein bisschen abweichen. Das 
nennt man Quarz-Hysterese). Da erscheint mir ein kooperativer Betrieb 
von OCXO und GPSDO eine willkommene Möglichkeit zu sein, wenn man 
temporäre Unabhängigkeit aus bestimmten Gründen erzielen möchte.

In der Hinsicht sind Stratum III OCXOs günstiger, weil sie ein 
gutmütiges Verhalten haben, was Holdover betrifft. In nachgeführten 
Konzepten könnte dieses Verhalten vorteilhaft sein.

Gruß,
Gerhard

von Gerhard H. (ghf)


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Gerhard O. schrieb:

> Es mag ja faszinierend sein, als Hobbyist da mitspielen zu wollen.

Einen Wasserstoff-Maser habe ich schon mal an ein Cäsium angebunden.
Wasserstoff wegen geringem Phasenrauschen, Cäsium weil's per Definition
richtig ist. Dual mixer time difference und so. Ist halt nicht nur 
Hobby.

> Was die gebrauchten OCXOs betrifft, dürften diese gebrauchten Quarze
> ziemlich gut eingelaufen sein.

Na ja, ich habe mindestens 1 Morion MV89A, der eher rausgelaufen
ist, aus dem Fangbereich nämlich. Er hat halt schon ein Leben auf
einem Telekom-Turm in China hinter sich, bei 87°C für den SC-Quarz
mit der damit verbundenen schnellen Alterung.

> Einen OCXO nur intermittent zu betreiben, hat wegen der bekannten
> Neustart Hysterese von Quarzen auch Nachteile. (Nach jedem Neustart wird
> die Frequenz von der vorhergehenden Frequenz ein bisschen abweichen. Das
> nennt man Quarz-Hysterese).

Das ist beim Rubidium nicht anders. Das ist auch nur ein Quarzoszillator
der von der optischen Dämpfung in der Rubidiumgas-Zelle auf seine
Sollfrequenz gezerrt wird.

> Da erscheint mir ein kooperativer Betrieb
> von OCXO und GPSDO eine willkommene Möglichkeit zu sein, wenn man
> temporäre Unabhängigkeit aus bestimmten Gründen erzielen möchte.

"Ordentliche" GPSDOs haben natürlich auch einen doppelten Quarzofen.
Ich habe mal einen erbeutet, den HP für Lucent gebaut hat. Das war
ein Ersatzteil, noch originalverpackt. Mit Redundanz, da läuft im
Slave-Einschub ein 2. MTI-260 Ofen mit. Die Redundanz-Units haben
keinen GPS-Empfänger und blieben bei Pyro-Joe in Florida wie Blei
im Regal liegen. Es wusste halt keiner von dem MTI-260. Er hat mir
dann ein Angebot gemacht das ich unmöglich ablehnen konnte. Ich hab'
jetzt genug von den 5 MHz-Dingern, auf Lebenszeit. Von dem MTI-260
existieren Versionen, die mit kleinen Rubidia mithalten können.

Aber immer wenn ich im benachbarten Idar-Oberstein (Heimat von
Bruce Willis) ins Deutsche-Edelstein-Museum gehe und sehe diese
riesigen Saphir-Klunker, dann muss ich überlegen, wie man daraus
einen Whispering gallery resonator schleift  :-)

Whisp.G.-Oszillatoren gibt es übrigens von Poseidon in Australien
im Schuhschachtel-Format.


> Gruß,
 Gerhard H    DK4XP

: Bearbeitet durch User
von Gerhard O. (gerhard_)


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Halllo Gerhard,

Ich vermute, daß man Dich zu den Mitgliedern des "Time Nut Clubs" zählen 
darf.

Aus verschiedenen Gründen bin ich als Pragmatiker mit den Möglichkeiten 
daheim zufrieden.

Ich habe noch einen FTS-1130 Doppelofen Frequenzstandard den ich als 
Gerät umsetzen sollte, bin aber noch nicht dazu gekommen.

Ich restaurierte vor Jahren einen 304D Rb. Der hat eine zehnmal bessere 
Stabilität als mein treuer LPRO. Hat aber wenig Sinn, den ausser zum 
Spielen einzuschalten, weil der einige Stunden warmlaufen muss und erst 
nach einer Stunde in Phase Lock gerät. Dann braucht er mir zu viel 
Strom.

Wenn ich den LPRO intermittent betreibe, schalte ich gleichzeitig den 
Spectracom WWVB Phasenvergleicher ein, um zu sehen, ob eine unerwartete 
Abweichung vorliegt. Übermässige Hysteresis Effekte habe ich eigentlich 
keine feststellen können. Für den Alltagsgebrauch im Labor braucht jan 
sich nicht darum kümmern.

In den 90ern schenkte mir Bliley zwei SC-Cut 5MHz Quarze. Die haben dem 
Datenblatt nach ein Q von 5e6. Ich baute damals einen Versuch Standard 
Oszillator. Die Temperatur musste auf 85C eingeregelt werden. Die 
Stabilität war hervorragend. Ich entdeckte dann, dass er scheinbar aufs 
Erdmagnetfeld reagierte. Wenn ich ihn um 90 Grad am Tusch drehte, 
veränderte sich die Frequenz um 2e-11. das konnte man schön am 
Phasenschreiber sehen. Wenn man ihn wieder in die Originalstellung 
brachte, war diese Shift rückgängig.

Ich machte übrigens auch Versuche mit 1kHz Stimmgabeln als 
Frequenzreferenz für ein Uhrenprojekt. Wenn man ihn Temperatur 
stabilisiert war der auch im 1e-6 Bereich stabil. Allerdings litt er 
unter Hysterese Effekte und zufällige zeitweise Abweichungen.

Ich habe einen uralten 4kHz Quarz im Glasgehäuse. Den kann man akustisch 
hören. Der ist über 10cm lang.

Die historischen Arbeiten von Adolf Scheibe aus Zeulenroda fand ich auch 
sehr faszinierend. D hat damals an sehr interessanten Qzarz Oszillator 
Projekten gearbeitet. Ich bin sehr an historischer 
Quarzoszillatortechnik interessiert.

Dr. L. Rohde entwickelte in den 30er Jahren eine sehr interessante 
Quarzuhr (CFQ) wo ein 100kHz Q.O. eine 1kHz Schwinggabel mittels einer 
PLL an den Quarz anband, um mit der verstärkten 1kHz einen 100-poligen 
Synchronmotor anzutreiben. Das war die erste transportable Quarzuhr und 
Frequenzstandard. Sie war pro Tag 2ms genau. Das sind immerhin nur 0.7s 
Abweichung im Jahr, wenn man Alterung mal ignoriert. Ich habe große 
Lust, so eine Quarzuhr, allerdings nicht mit Röhren, sondern diskreter 
Transistor Technik, auf seinem Konzept beruhend, nachzubauen. Mal sehen 
ob etwas daraus wird...

https://www.cdvandt.org/CFQ.pdf

Auch Marrison leistete viel auf dem Gebiet. Hier ist eine interessante 
Arbeit von ihm zu finden:

http://www.leapsecond.com/pages/marrison/

Gruß,
Gerhard

von Gerhard O. (gerhard_)


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"Na ja, ich habe mindestens 1 Morion MV89A, der eher rausgelaufen
ist, aus dem Fangbereich nämlich. Er hat halt schon ein Leben auf
einem Telekom-Turm in China hinter sich, bei 87°C für den SC-Quarz
mit der damit verbundenen schnellen Alterung."

Wenn man so einen ausgelaufenen, aber superstabilen Oszillator hat und 
er wirklich gut ist, könnte man mittels DDS eine synthetische 
Soll-Frequenz von 10MHz erzeugen und dann mit Quarzfilter spektral 
säubern, um die unvermeidlichen DDS Aliasprodukte auszufiltern und 
Phasenrauschen einzuengen. So könnte so ein Oszillator wieder nützliche 
Arbeit leisten, weil dann die absolute Abweichung nicht mehr von 
Bedeutung ist. Wäre möglicherweise ein nützliches Projekt.

von Hans-Georg L. (h-g-l)


Angehängte Dateien:

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Hallo Gerhard,
und schon wieder die Ironie Tags vergessen ;-)

Ich habe über 50 OCXO in allen Schattierungen, 4 Rb Normale und ein 
GPSDO.

Und an meinem Messgerät dazu bastle ich schon ein Weilchen und die 
Versuche bisher sehen nicht schlecht aus. Im Anhang der "noise floor" 
und das Histogramm eines auf 100KHz herunter geteiltes 10MHz Signals.

Beitrag #7817773 wurde von einem Moderator gelöscht.
von Kay-Uwe R. (dfias)


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Was sagen uns die vielen 9.:0E-6 auf der Abszisse? Wenn Mean abgezogen 
wurde, müsste der Schwerpunkt nicht bei null liegen?
PS: kHz hat übrigens ein kleines k für Kilo (sind ja keine Kelvinhertz)!

von Rick (rick)


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Wofür nimmt man denn die 5 MHz Referenzen?
Eine verteilte 10 MHz Referenz kann ich an jedem vernünftigen Oszi, 
Spekki und Signalgenerator einspeisen. Aber 5 MHz? Da gehen mir die 
Ideen aus.

von Gerhard H. (ghf)


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Rick schrieb:
> Wofür nimmt man denn die 5 MHz Referenzen?
> Eine verteilte 10 MHz Referenz kann ich an jedem vernünftigen Oszi,
> Spekki und Signalgenerator einspeisen. Aber 5 MHz? Da gehen mir die
> Ideen aus.

5 MHz ist ein sweet spot für Quarzoszillatoren. Die Quarzscheibe
wird nicht zu dick/dünn/zerbrechlich, vernünftige Impedanzen...

Sogar ein 10 MHz Morion MV-89A besteht intern aus einem 5 MHz-
Oszillator und einem Verdoppler. Und man kann die Grundwelle
durchaus im Spektrum sehen.

Gerhard H

: Bearbeitet durch User
von Gerhard H. (ghf)


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Hans-Georg L. schrieb:

> Und an meinem Messgerät dazu bastle ich schon ein Weilchen und die
> Versuche bisher sehen nicht schlecht aus. Im Anhang der "noise floor"
> und das Histogramm eines auf 100KHz herunter geteiltes 10MHz Signals.

Beim Teilen der Frequenz durch 100 wird natürlich auch der Störhub
kleiner und ein gleicher Phasendetektor würde 100* weniger Spannung
liefern. 40 dB weniger Phasenrauschen macht fast jeden Oszillator
schön.

Ich habe ein Timepod nachgebaut, ein paar italienische Bekannte
haben sich die Mühe mit Altium gemacht & ich habe einen Satz Platinen
für's error checking abgefasst. Die Schaltung wurde offengelegt
bevor das Ding kommerziell wurde. Ich wollte ursprünglich eins
kaufen, kam aber 14 Tage zu spät als sich der Preis plötzlich mehr
als verdreifacht hat.

Genau so würde ich das Layout nicht selber machen; ich würde die
Eingangsstufen auf getrennte Platinchen verteilen, das erleichtert
die Fehlersuche wenn 1 Kanal unerwartert schlechter ist als die
anderen. Das Timepod spielt direkt mit Timelab als Oberfläche
zusammen.

Oder überhaupt die Lösung von Holme.
<  http://www.aholme.co.uk/PhaseNoise/Main.htm     >
Ein Spartan 6 Eval board hab' ich noch.


Gerhard H

von Kay-Uwe R. (dfias)


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Gerhard H. schrieb:
> Sogar ein 10 MHz Morion MV-89A besteht intern aus einem 5 MHz-
> Oszillator und einem Verdoppler. Und man kann die Grundwelle
> durchaus im Spektrum sehen.
Damit hast du einen systematischen Phasenjitter auf den 10 MHz. Ergo: 
Besser filtern!

von Gerhard O. (gerhard_)


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Kay-Uwe R. schrieb:
> Gerhard H. schrieb:
>> Sogar ein 10 MHz Morion MV-89A besteht intern aus einem 5 MHz-
>> Oszillator und einem Verdoppler. Und man kann die Grundwelle
>> durchaus im Spektrum sehen.
> Damit hast du einen systematischen Phasenjitter auf den 10 MHz. Ergo:
> Besser filtern!

Moin,

Das stimmt nicht unbedingt. Es kommt auf das "Wie" an. Wenzel hatte vor 
Jahren eine Reihe von Artikeln, wie man so etwas bewerkstelligt. Hier 
sind einige Ressourcen zum Thema:

http://www.ko4bb.com/~bruce/FrequencyMultipliers.html

https://www.quanticwenzel.com/library/time-frequency-articles/two-diode-odd-order-frequency-multipliers/

https://qsl.net/bg6khc/Low_Phase_Noise_Frequency_Doubler.htm

Viele der HP Präzisions OCXO mit 5MHz SC-Cut Quarz haben Verdoppler mit 
Quarzfilter Ausgang.

Die veröffentlichten Designs sollten auf alle Fälle ausreichend für den 
Amateurbereich sein.

Gerhard

von Gerhard H. (ghf)


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Ich habe das mit den Nebenwellen so gelöst:

<  http://www.hoffmann-hochfrequenz.de/downloads/DoubDist.pdf  >

Den weitab gelegenen Dreck wird man mit einem Filter auf der
Nutzfrequenz leichter los, aber in einem Mindestphasensystem
hat man an den -3dB-Punkten +-45° Phasenverschiebung und die
Eckfrequenz driftet mit dem TK der Spulen und Kondensatoren.
Dann driftet auch die absolute Phase. Die Notchfilter sind
auf der Nutzfrequenz einfach nicht da.


Gruß, Gerhard H    DK4XP

: Bearbeitet durch User
von Hans-Georg L. (h-g-l)


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Gerhard H. schrieb:

> Beim Teilen der Frequenz durch 100 wird natürlich auch der Störhub
> kleiner und ein gleicher Phasendetektor würde 100* weniger Spannung
> liefern. 40 dB weniger Phasenrauschen macht fast jeden Oszillator
> schön.

Das ist richtig für das Oszillatorsignal, wenn der Teiler nicht weitere 
Störungen erzeugt(Jitter, Crosstalk, Ground bouncing). Der Teiler ist 
ein notwendiges Übel, weil ich 10 Mhz nicht direkt messen kann.

Bei jeder (10µs)Periode, die ich messe, kommt die Quantisierung durch 
den TDC noch dazu. Wenn ich den digitalen Messwert dann mathematisch 
(ADEV,MDEV,LR usw.) bis zu  1s weiter mittle reduziere ich damit auch 
das Quantisierungsrauschen des TDC.
Mein Ziel ist  < 10E-12 noise bei 1s zu erreichen um meine HP10811-6011 
zu messen.

> Ich habe ein Timepod nachgebaut, ein paar italienische Bekannte
> haben sich die Mühe mit Altium gemacht & ich habe einen Satz Platinen
> für's error checking abgefasst. Die Schaltung wurde offengelegt
> bevor das Ding kommerziell wurde. Ich wollte ursprünglich eins
> kaufen, kam aber 14 Tage zu spät als sich der Preis plötzlich mehr
> als verdreifacht hat.

> Genau so würde ich das Layout nicht selber machen; ich würde die
> Eingangsstufen auf getrennte Platinchen verteilen, das erleichtert
> die Fehlersuche wenn 1 Kanal unerwartert schlechter ist als die
> anderen.

Meine Eingangsstufen sind mit Eingangs Übertrager und dem LTC6957 der 
leider abgekündigt aber noch gut erhältlich ist. Im Moment spiele ich 
noch mit einseitigem Lochraster mit Kupferfolie auf der Rückseite.

> Das Timepod spielt direkt mit Timelab als Oberfläche
> zusammen.

Timelab kann fast alles lesen und John Miles(KE5FX) ist im EEVblog 
unterwegs und sehr hilfsbereit. Er hat mir mal eine schnellere Version 
für meinen HP 1740A Time Analyzer gemacht.

> Oder überhaupt die Lösung von Holme.
> <  http://www.aholme.co.uk/PhaseNoise/Main.htm     >
> Ein Spartan 6 Eval board hab' ich noch.

Ich hätte sogar noch einen HAMCAD1520 Eval Board, das auf eines meiner 
Zedboards passt.

Hier gibt es auch noch viel zu lesen :
https://www.wriley.com

von Georg S. (randy)


Angehängte Dateien:

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Ich habe im CW Modus festgestellt dass aus dem Steuersender Nebenlinien 
raus kommen, die da nicht sind wenn die interne Referenz benutze (die 
aber recht stark driftet). Und ja, nach der Aufwärmphase kann man am 
10MHz Ausgang Linien sehen die im kalten Zustand nicht da sind, siehe 
Anhang. Bei SSB fällt das gar nicht auf, aber bei CW.
Das hab ich bei beiden OCXOs die ich habe. Kondensatoren (100nF oder 
100uF) an den Vcc- oder Steuerpin des OCXO machen keinen Unterschied.
Ist das bei euch auch aufgefallen?

von Gerhard H. (ghf)


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Das sieht so aus, als ob es alle 100 Hz einen Träger gibt.
Es könnte sein, dass Du dir gegentakt-gleichgerichtete Netzfrequenz
einfängst.
Wenn Du statt des Mikrofons einen CW-Tongenerator benutzt,
dann ist das Nebenwellenspektrum vermutlich auch bei SSB da.

Gruß  Gerhard DK4XP

von Stefan K. (stk)


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Georg S. schrieb:
> Ich hab die Notiz gefunden. Der Entwickler hat einen LT1009 spendiert,
> aber dann den Spannungsteiler mit dem Poti vermurkst. Wie auch immer
> sowas bis zur Serie durchrutscht.

Danke für den Schaltplan. Ich hatte bei meinem Modul festgestellt, dass 
nur ein kleiner Bereich am unteren Ende nutzbar war und die Einstellung 
damit extrem fummelig. Nach Blick auf den Schaltplan war klar warum: der 
Spindeltrimmer ist viel zu hochohmig. Rechnerisch sollten R1, R3 und der 
Trimmer zusammen ja in einem Bereich um 20k einstellbar sein um mit den 
5k von R2 die 2,5V auf etwa 2V herunterzuteilen. Ich habe den Trimmer 
durch einen 10k Typen ersetzt, die Schaltung sonst aber unverändert 
gelassen. Damit  ist ein sehr viel feinfühligeres Einstellen der 
Frequenz möglich. Wahrscheinlich wäre bei meinem Modul ein 5k Trimmer 
noch besser gewesen da ich nach Einstellung am Trimmer nur etwa 2k 
messe.

von Johannes F. (jofe)


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Stefan K. schrieb:
> Spindeltrimmer

Macht nicht eigentlich der Spindeltrimmer mit seinem miserablen 
Temperaturkoeffizienten die Stabilität des ganzen Systems kaputt? Bzw. 
der LT1009 wäre vermutlich unnötig, wenn dahinter ein Trimmer kommt.

Wäre nicht eine Lösung mit einem passenden DAC statt des Trimmers 
besser? Da es ja nur um eine Gleichspannung geht, wäre vermutlich eine 
PWM plus Tiefpass ausreichend?

von Stefan K. (stk)


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Argh!. Da habe ich das Modul bekommen, an den Frequenzzähler 
angeschlossen, die Frequenzeinstellung getestet und für schlecht 
befunden, den Spindeltrimmer gewechselt und habe dabei nicht gesehen, 
dass ich REV:0.0.3 habe sonden blind dem Schaltplan von REV:0.0.2 
vertraut.
Bei der neuen Version hat sich einiges geändert: Schlitze in der 
Leiterplatte um den Spannungsregler und unter dem OCXO, eine blaue LED 
statt der roten, ein SMD-Ferrit in der Spannungsversorgung des OCXO, 
eine geänderte Schaltung um die Spannungsreferenz und VC des OCXO und 
eine geänderte Beschaltung der beiden Ausgänge.
Aber der 200k Spindeltrimmer wurde beibehalten und das trotz eines jetzt 
deutlich niederohmigeren Spannungsteilers hinter dem LT1009.
Fotos kommen heute Abend.

von Old P. (Firma: nix) (old-papa)


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Johannes F. schrieb:
> Stefan K. schrieb:
>> Spindeltrimmer
>
> Macht nicht eigentlich der Spindeltrimmer mit seinem miserablen
> Temperaturkoeffizienten die Stabilität des ganzen Systems kaputt? Bzw.
> der LT1009 wäre vermutlich unnötig, wenn dahinter ein Trimmer kommt.

Es kommt darauf an in welchem Verhältnis dieser in die Einstellung 
eingeht. In der oben handgezeichneten Originalschaltung würden sich 
Temperaturänderungen weniger auswirken, als in der geänderten Schaltung, 
wo sich das deutlich drastischer auswirken würde.

Darum nimmt man ja im Teiler Festwiderstände mit engen 
Temperaturabhängigkeiten und stellt mit einem Trimmer (Poti, 
Einstellregler...) nur das letzte Fitzelchen ein.

> Wäre nicht eine Lösung mit einem passenden DAC statt des Trimmers
> besser? Da es ja nur um eine Gleichspannung geht, wäre vermutlich eine
> PWM plus Tiefpass ausreichend?

Das wäre dann die Holzhammermethode. Es geht eigentlich nur darum einige 
Millivolt der Steuerspannung zu verstellen, das geht mit PWM eher 
schlecht.

Old-Papa

: Bearbeitet durch User
von Henrik V. (henrik_v)


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Wenn nur die gemittelte Frequenz stimmen soll, könnte man PWM verwenden.
Aber man möchte auch ein geringes Phasenrauschen, und das macht eine 
zitterige Abstimmspannung kaputt.
Daher ist eine konstante und saubere Spannungsversorgung für den 
Oszillator und seine Abstimmspannung wichtig.

von Johannes F. (jofe)


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Old P. schrieb:
> Darum nimmt man ja im Teiler Festwiderstände mit engen
> Temperaturabhängigkeiten und stellt mit einem Trimmer (Poti,
> Einstellregler...) nur das letzte Fitzelchen ein.

Hmm, man müsste dann also erstmal provisorisch die Festwiderstände 
überbrücken, mit dem Trimmer die notwendige Spannung für geringste 
Frequenzabweichung suchen, danach dann die Festwiderstände für einen 
möglichst kleinen Einstellbereich ausrechnen und einsetzen und mit dem 
Trimmer erneut feinjustieren. Das ist so wahrscheinlich die beste 
Methode für Einzelstücke, wenn es auf den Aufwand nicht ankommt.

Henrik V. schrieb:
> Wenn nur die gemittelte Frequenz stimmen soll, könnte man PWM verwenden.
> Aber man möchte auch ein geringes Phasenrauschen, und das macht eine
> zitterige Abstimmspannung kaputt.

Ja OK, das stimmt natürlich. Könnte man theoretisch ein R2R-Netzwerk als 
DA-Wandler bemühen, mit z.B. 16-bit-Auflösung? Da es ja nicht auf hohe 
Linearität ankommt, müssten auch normale 1%-Widerstände genügen? Oder 
möglicherweise gibt es auch R2R-DA-Wandler als IC, habe bisher noch nie 
danach gesucht ...

von Old P. (Firma: nix) (old-papa)


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Johannes F. schrieb:

> Hmm, man müsste dann also erstmal provisorisch die Festwiderstände
> überbrücken, mit dem Trimmer die notwendige Spannung für geringste
> Frequenzabweichung suchen, danach dann die Festwiderstände für einen
> möglichst kleinen Einstellbereich ausrechnen und einsetzen und mit dem
> Trimmer erneut feinjustieren. Das ist so wahrscheinlich die beste
> Methode für Einzelstücke, wenn es auf den Aufwand nicht ankommt.

Nö, die Festwiderstände über dem E-Regler (in der Originalschaltung) 
sind ja Teil des Spannungsteilers, die kannst Du nicht überbrücken.
Du musst halt Step by Step die Festwidetrstände variieren, bis Du in die 
Nähe einer halbwegs brauchbaren Einstellung mit dem E-Regler kommst, 
welcher dabei in Mittelstellung bleibt.
Das könnte man auch alles ausrechnen, aber Trail & Error geht wohl 
schneller.
Old-Papa

von Stefan K. (stk)


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Stefan K. schrieb:
> Fotos kommen heute Abend.

Hier sind die Fotos von REV:0.0.03, die Änderungen hatte ich ja schon 
aufgelistet. Den 200k Spindeltrimmer R5 habe ich ausgelötet und 
vorläufig durch einen 10k Typen auf der Unterseite ersetzt.
Die Schlitze am Spannungsregler sollen ihn wohl thermisch vom Rest der 
Schaltung abkoppeln, berauben ihn aber auch seiner Kühlfläche wodurch er 
bei 12V am Eingang sehr heiß wird.
Unter den OCXO ist ein weiterer winkelförmiger Schlitz von der rechten 
unteren Ecke nach oben und unten nach links bis kurz vor dem Ausgang.
Am Ausgang des OCXO sind die drei 18R Widerstände R8-R10 neu.
Bei der Schaltung zur Frequenzeinstellung habe ich die Kondensatoren 
weggelassen.
Der Spannungsregler und die Spannungsreferenz werden wahrscheinlich 
"Nachbauten" sein.

: Bearbeitet durch User
von R. L. (roland123)


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Stefan K. schrieb:
> Unter den OCXO ist ein weiterer winkelförmiger Schlitz von der rechten
> unteren Ecke nach oben und unten nach links bis kurz vor dem Ausgang.

weißt du wozu der Schlitz gut ist?
ich entwerfe gerade eine Platine für solch einen OCXO und wäre nicht auf 
die Idee gekommen, da irgendwelche Schlitze reinzumachen.

von Hobby B. (bastler2022)


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Stefan K. schrieb:
> Hier sind die Fotos von REV:0.0.03

Hallo Stefan,

wo hast Du denn Bestellt? Link wäre nett oder falls Du mehrere bestellt 
hast wäre ich an einen oder zwei Interessiert.

Gruß bastler2022

: Bearbeitet durch User
von Wolf17 (wolf17)


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R. L. schrieb:
> weißt du wozu der Schlitz gut ist?
Der soll die Abwärme vom restlichen Platinenteil fernhalten.

von Stefan K. (stk)


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Hobby B. schrieb:
> wo hast Du denn Bestellt?

Das OCXO_Modul habe ich vom ebay-Verkäufer huo683 erhalten. Nichts in 
dem Angebot deutete auf eine neue Version hin, weder Fotos noch 
Beschreibung. Auch jetzt weden dort nur Fotos von Rev:0.0.2 gezeigt. Ich 
habe dort bestellt weil es eins der günstigsten Angebote auf ebay war. 
Dass es eine neue Version ist ist mir erst aufgefallen als ich mit dem 
Testen begonnen und sogar den Trimmer schon getauscht hatte.

Bei manchen anderen Angeboten dieses Moduls findet sich am Ende der 
Beschreibung der von Gunnar F. bereits in Beitrag #7814135 zitierte 
Satz:

"Bitte beachten Sie, dass der neue Typ und der alte Typ dieses Produkts 
gesendet werden nach dem Zufallsprinzip und stellen Sie vor der 
Bestellung sicher, dass es Ihnen nichts ausmacht."

Ob sich das auf Rev002 und eine mögliche Vorgängerversion bezieht oder 
Rev002 und Rev003 ist unklar, nur dass man irgendwas erhält wenn man 
bestellt ist relativ sicher.

: Bearbeitet durch User
von Hobby B. (bastler2022)


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Stefan K. schrieb:
> Das OCXO_Modul habe ich vom ebay-Verkäufer huo683 erhalten.

Danke für die Info.

Gruß bastler2022

von Stefan P. (form)


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Wenn ihr eure Module umbaut, spendiert vor den Ausgängen am besten auch 
einen Buffer (74HC00 o.ä.). Wenn die Ausgänge so direkt am OCXO-Ausgang 
hängen wie im Auslieferungszustand ändert sich die Frequenz geringfügig 
je nach Impedanz der angeschlossenen Last!

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