Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Hameg Frequenzzähler 8021-3 Oszillator pendelt


von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Ich habe ein Problem mit meinem Hameg Frequenzzähler 8021-3
Der 10MHz TXCO für die Interne Referenz ist anscheinend am Ende. Nach 
dem Einschalten ist noch alles gut und die Messwerte sind stabil, nach 
einiger Betriebszeit pendeln die Messwerte eines 10MHz OXCO jedoch um 30 
bis 50Hz langsam um die 10MHz.
Ich suche jetzt am besten einen passenden TXCO mit 12V Betriebsspannung 
und TTL Ausgang. Auf dem bisher verbauten Oszillator steht leider nur 
"Hameg TXCO" kein Hersteller oder Typ. Evt wäre auch eine Adapterplatine 
mit einem anderen 10Mhz TXCO möglich.
Ich wäre für bezahlbare Bezugsquellen von 10Mhz TXCO in Metallgehäuse 
dankbar.

von T. K. (Firma: keine) (t-k)


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Hallo, aus der Zeit als es noch keine Fake-Bauteile gab kann ich einen 
ISOTEMP OCXO 134-10 anbieten. Ob der in das Gerät passt must Du selber 
sehen, die Daten sind alle dabei. Weiteres gern per Mail. Grüße

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Hallo, Danke für das Angebot, aber ich würde schon gern bei einem TCXO 
bleiben wegen der Aufwärmzeit des OCXO.
Auch preislich ist das dann die günstigere Lösung.

LG
Hinnerk

von Mi N. (msx)


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Laut gefundener Daten soll die Stabilität des eingebauten TCXO bei +/- 
0,5 ppm zu liegen. Im 2x3 mm² (oder 3x5) SMD Gehäuse gibt es (VC)TCXOs 
für wenige Euro. Mit Adapterplatine mit Spannungsregler und Impulsformer 
sollte ein Ersatz für < 10 Euro machbar sein.
Wenn Du viel Platz hast, könnte ich Dir eine unbestückte Platine eines 
meiner Frequenzzähler anbieten, bei der ein VCTCXO auch per Poti 
abgeglichen werden kann. Einen 10 MHz VCTCXO von Taitien müßte ich auch 
noch haben.

Ansonsten müßtest Du mal bei zum Beispiel Mouser nach einem geeigneten 
Typ suchen. 0,5 ppm sind noch günstig bei 0,2 oder 0,1 ppm geht der 
Preis dann deutlich in den zweistelligen Bereich.

von Wolf17 (wolf17)


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Hinnerk P. schrieb:
> Ich suche jetzt am besten einen passenden TXCO mit 12V Betriebsspannung
> und TTL Ausgang
Angesteuert wird davon ein mit 5V? versorgter 74HC04. Der benötigte High 
Input Level bei Ub4,5V ist >3,15V, bei 6V >4,2V.

Hier ein 12V TCXO 10MHz mit HCMOS Ausgang. Das Teil ist aber 
wahrscheinlich zu groß, zu teuer und die Ausgangsspannung mit >4V 
vielleicht zu hoch.
https://morion-us.com/catalog_pdf/MV88.pdf


Ich empfehle diesen 10€ TCXO plus 3,3V Regler auf eine Adapterplatine zu 
setzen. Der ist 10x stabiler als die billigeren Typen. Notfalls vorher 
drei Drähte an die Ecken löten.
https://www.mouser.de/ProductDetail/ECS/ECS-TXO53-S3-33-100-BN-TR?qs=amGC7iS6iy%2FPZ7tHgcW%2FYg%3D%3D
Dahinter noch eine mit 5V versorgte kurzschlussfeste Pufferstufe. (ein 
NPN nach GND mit Pullup nach +5V und Basiswiderstand)

: Bearbeitet durch User
von Volker B. (Firma: L-E-A) (vobs)


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Hinnerk P. schrieb:
> Ich habe ein Problem mit meinem Hameg Frequenzzähler 8021-3
> Der 10MHz TXCO für die Interne Referenz ist anscheinend am Ende. Nach
> dem Einschalten ist noch alles gut und die Messwerte sind stabil, nach
> einiger Betriebszeit pendeln die Messwerte eines 10MHz OXCO jedoch um 30
> bis 50Hz langsam um die 10MHz.

Hast Du Dir die 12V-Versorgung des HM8001 schon einmal genauer 
angeguckt?
Evtl. sind dort die Elkos am Ende und die Spannungsreglung arbeitet 
nicht mehr richtig?

Wenn Du sowieso bereits an eine Adapterplatine denkst, dann hast Du doch 
jede Menge Freiheitsgrade, da sich dort neben dem TCXO auch noch ein 
oder zwei Spannungsregler, ein Pegelwandler auf 5V und ggf. auch noch 
ein Teiler unterbringen lassen.

Grüßle,
Volker

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Vom Platz her habe ich geplant am ursprünglichen Platz des Hameg TCXO 
eine Platine aufzusetzen, die die Lötpads auf dem Mutterboard nutzt. So 
muss ich dann auf dem Hameg Mutterboard keine Veränderungen vornehmen. 
Vom Platz her sind das etwa 3*3 cm. Einen Impulsformer braucht es nicht, 
das Signal des TCXO geht direkt auf einen 7404, der sollte das schon 
richten. 5V könnte man sich auf dem Mutterboard abgreifen, somit 
bräuchte ich nur einen möglichst guten und günstigen 10 MHZ TCXO.
Bei Ebay habe ich jetzt mal ein billiges DIL 14 10MHz TCXO aus China 
bestellt, mal schauen, wie das von der Frequenzstabilität aussieht.
Ich habe zum Test jetzt mal über Nacht einen normalen 10MHz Oszillator 
reingehängt. Wie erwartet steigt die gemessene Frequenz mit der 
Erwärmung des Oszillators bis zu einem gewissen Punkt und stabilisiert 
sich irgendwann, aber pendelt nicht, was meine Vermutung bestätigt, das 
dass Hameg TCXO ziemlich am Ende ist.

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Volker B. schrieb:

> Hast Du Dir die 12V-Versorgung des HM8001 schon einmal genauer
> angeguckt?
> Evtl. sind dort die Elkos am Ende und die Spannungsreglung arbeitet
> nicht mehr richtig?

Das ist ein guter Einwand! Da habe ich noch gar nicht dran gedacht, das 
Signal des TCXO sieht im Oszi auch echt nicht schön aus.
Ich werde nach Feierabend gleich mal das Oszi auf die 12V Versorgung 
hängen.

von Wolf17 (wolf17)


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Wolf17 schrieb:
> 
https://www.mouser.de/ProductDetail/ECS/ECS-TXO53-S3-33-100-BN-TR?qs=amGC7iS6iy%2FPZ7tHgcW%2FYg%3D%3D
Ist ein trimmbarer TCXO erwünscht, finde ich nur welche mit 0,8Vpp 
Sinusausgang, da muss die Pufferstufe angepasst werden:
Temperaturstabilerer Typ, 11€, aber sehr klein zum löten:
https://www.mouser.de/ProductDetail/ECS/ECS-VC-TXO32-S3-33-100-BN-TR?qs=zW32dvEIR3sBv5AffD3fvw%3D%3D
Größere Bauform, 15€, aber nicht so temperaturstabil:
https://www.mouser.de/ProductDetail/ECS/VC-TXO-39SMX-100-TR?qs=GxOUx7aO6nyvltOwcngceA%3D%3D

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Wolf17 schrieb:
> Angesteuert wird davon ein mit 5V? versorgter 74HC04. Der benötigte High
> Input Level bei Ub4,5V ist >3,15V, bei 6V >4,2V.

Genau so ist es, der 7404 ist mit 5V betrieben, die Zusätzliche 
Beschaltung des TCXO Ausganges mit Transistor etc. ist anscheinend 
optional und  bei meinem Gerät nicht verbaut, der Ausgang geht nur auf 
den 7404.

von Rüdiger B. (rbruns)


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So sehen meine Beiden 8021-3 aus:
mit TXCO und OCXO

von Wolf17 (wolf17)


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Hinnerk P. schrieb:
> Bei Ebay habe ich jetzt mal ein billiges DIL 14 10MHz TCXO aus China
> bestellt
Link?
Was hat der an Versorgungsspannung?

> Einen Impulsformer braucht es nicht,
> das Signal des TCXO geht direkt auf einen 7404, der sollte das schon
> richten.
Der 74HC04 möchte für high so 3,5V haben.
Und der TCXO Ausgang muss wegen T109 kurzschlussfest sein und 178R 
Pull-up nach 5V vertragen, siehe mein Schaltplanausschnitt.

: Bearbeitet durch User
von Mi N. (msx)


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Wolf17 schrieb:
>> Einen Impulsformer braucht es nicht,
>> das Signal des TCXO geht direkt auf einen 7404, der sollte das schon
>> richten.
> Der 74HC04 möchte für high so 3,5V haben.

Wenn es tatsäclich ein alter 7404 ist, braucht man auf jeden Fall einen 
Puffer. Da es hier nicht um digitale Logik geht, wäre ein 74HCU04 
angesagt, der als invertierender Verstärker betrieben wird. Eingekoppelt 
werden die 0,8 Vss über 1 nF. Damit stellt sich der richtige 
Arbeitspunkt selbst ein und der Ausgang des TCXO wird nicht belastet.

von Wolf17 (wolf17)


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Mi N. schrieb:
> braucht man auf jeden Fall einen
> Puffer. Da es hier nicht um digitale Logik geht, wäre ein 74HCU04
> angesagt, der als invertierender Verstärker betrieben wird.
Verträgt der 178R Pullup nach 5V und Kurzschluss am Ausgang?

von Soul E. (soul_eye)


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Wolf17 schrieb:
> Und der TCXO Ausgang muss wegen T109 kurzschlussfest sein und 178R
> Pull-up nach 5V vertragen, siehe mein Schaltplanausschnitt.

Wird der von der externen Referenz einfach übersteuert, oder sind TCXO 
und Transistor eigentlich Bestück-Alternativen? Je nachdem welche Option 
man bestellt hat.

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Mi N. schrieb:
> Wolf17 schrieb:
>>> Einen Impulsformer braucht es nicht,
>>> das Signal des TCXO geht direkt auf einen 7404, der sollte das schon
>>> richten.
>> Der 74HC04 möchte für high so 3,5V haben.
>
> Wenn es tatsäclich ein alter 7404 ist, braucht man auf jeden Fall einen
> Puffer. Da es hier nicht um digitale Logik geht, wäre ein 74HCU04
> angesagt, der als invertierender Verstärker betrieben wird. Eingekoppelt
> werden die 0,8 Vss über 1 nF. Damit stellt sich der richtige
> Arbeitspunkt selbst ein und der Ausgang des TCXO wird nicht belastet.

Da ist ein 74HC04 verbaut, ein 74HC14 funktioniert auch, das habe ich 
schon probiert, da ist dann durch den Schmitt-Trigger die Flanke noch 
etwas besser.

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Soul E. schrieb:
> Wird der von der externen Referenz einfach übersteuert, oder sind TCXO
> und Transistor eigentlich Bestück-Alternativen? Je nachdem welche Option
> man bestellt hat.

Der TCXO ist Standard, die Bestückung des Ausgangs mit dem Transistor 
etc. scheint optional zu sein, ist jedenfalls bei meinem Gerät nicht 
bestückt und bei dem rechten Gerät auf dem Foto im Post weiter oben 
anscheinend auch nicht.

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Wolf17 schrieb:
> Hinnerk P. schrieb:
>> Bei Ebay habe ich jetzt mal ein billiges DIL 14 10MHz TCXO aus China
>> bestellt
> Link?
> Was hat der an Versorgungsspannung?

https://www.ebay.de/itm/153388604325
Technische Daten sind sehr wenige genannt, ich geh mal vom Standard 5V 
Versorgung aus. Ob der tatsächlich 0,1 -0,5 Ppm macht, muss sich zeigen.

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Rüdiger B. schrieb:
> So sehen meine Beiden 8021-3 aus:
> mit TXCO und OCXO

Wie lange dauert es vom Einschalten, bis du bei dem Gerät mit OCXO 
stabile Messwerte bekommst?
Die Aufheizzeit ist dass, was mich von einem OCXO abschreckt.
Einen OCXO in 10 MHz habe ich sogar gerade hier liegen, aber der braucht 
so 20-30 Minuten, bis die Frequenz Stabil ist.

von Udo K. (udok)


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https://www.digikey.at/en/products/detail/abracon-llc/AOCJY4B-10-000MHZ-SW/2441460 
könnte passen.  Aufheizzeit < 3min und 0.002 ppm, aber kein Schnäpchen.

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Udo K. schrieb:
> 
https://www.digikey.at/en/products/detail/abracon-llc/AOCJY4B-10-000MHZ-SW/2441460
> könnte passen.  Aufheizzeit < 3min und 0.002 ppm, aber kein Schnäpchen.

Das würde bestimmt passen, passt aber preislich nicht in meinen Rahmen.

von Mi N. (msx)


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Hinnerk P. schrieb:
> https://www.ebay.de/itm/153388604325
> Technische Daten sind sehr wenige genannt, ich geh mal vom Standard 5V
> Versorgung aus. Ob der tatsächlich 0,1 -0,5 Ppm macht, muss sich zeigen.

Wenn halbwegs zuverlässige Daten benötigt werden, niemal bei ibäh oder 
im Buchladen kaufen. Bei dem von Dir verlinkten Teil sind 0,1 ppm im 
vagen Bereich 0 - 25 °C angegeben. Üblich Angaben sind 
Temperaturbereiche von -25° -> 75°C. Aber vermutlich wird Dir die 
Stabilität für Deinen Zähler ausreichen und die Genauigkeit ist direkt 
nach dem Einschalten gegeben.

Bezüglich OCXO: Diese sind meines Erachtens nur dann sinnvoll, wenn es 
ganz genau < 0,1 ppm werden muß und auch die zu messenden Signale das 
erfordern. Und dann brauchst Du auch ganz andere Zähler ;-)

Jetzt habe ich doch noch ein Angebot zu dem oben von mir erwähnten TCXO 
gefunden: 
https://www.digikey.de/de/products/detail/taitien/TXETALSANF-10-000000/1664-1262-1-ND/6126575
Obwohl nicht weiter ausgeführt ist es ein VCTCXO mit +/- 0,5 ppm. Für 
Lochrasteraufbau kann man ihn auch festkleben von oben verlöten.

: Bearbeitet durch User
von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Habe heute mal den TCXO ausgelötet, ans Labornetzteil gehängt und 
gemessen...
Bei 12V Betriebsspannung ist ein leichter Jitter und ein deutliches 
Schwanken der Amplitude auf dem Oszi zu erkennen, das scheint das 
Problem zu sein.
Bei 10V Betriebsspannung zeigt sich ein stabiles Bild auf dem Oszi.
Ich hab jetzt erst mal eine quick and dirty Lösung im Frequenzzähler 
gemacht und die Betriebsspannung des TCXO einfach mit einem 
Serienwiderstand von 1K reduziert.
Jetzt läuft der Frequenzzähler seit über zwei Stunden am OCXO und der 
Messwert schwankt bisher max um ein bis zwei Digits auf der letzten 
Stelle.
Sobald der China TCXO da ist, werde ich diesen mal Testen und schauen, 
ob ich den dann einsetze.

: Bearbeitet durch User
von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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So, hier mal ein Update...
ich habe mich jetzt doch entschlossen, ein OCXO in den Frequenzzähler 
einzubauen.
Ich habe ein fertiges Modul mit chinesischem OCXO bei Amazon bestellt 
und dieses voller Freude in den Zähler eingebaut... das hat aber nicht 
wie gewünscht funktioniert :-(
Entweder startete der Zähler erst gar nicht, oder er ließ sich nicht 
richtig bedienen, weil die Tasten ohne Funktion waren.
Ich habe dann einen normalen Standard Quarzoszillator eingesetzt und 
schon lief das Ding ????
Nach einigen Stunden hin und her messen ging mir dann ein Licht auf:
Der OCXO ist nach dem Einschalten zu langsam am hochfahren und der mit 
dem OCXO-Takt versorgte Microcontroller bekommt nicht den Takt, den er 
eigentlich bräuchte!!!
Also habe ich den Kondensator auf der Resetleitung von 1µ auf 10µ 
vergrößert um so den Reset bei Einschalten der Betriebsspannung deutlich 
länger zu machen. Und Bingo! Das läuft!
Danach das OCXO Modul modifiziert, da es sich nicht genau auf 10MHz 
trimmen ließ und dann mit dem 10MHZ GPS-Signal abgeglichen.
Dann noch einmal den Zähler komplett mit den 10MHz aus dem GPS 
abgeglichen und nun steht das Ding sogar im Überlauf auf 10 000 000,0 Hz
Das CTI OCXO ist erstaunlich schnell aufgewärmt, nach 3- 5 Minuten ist 
er deutlich auf unter 0,1 Hz stabil.

: Bearbeitet durch User
von Ulrich (Firma: DC3AX) (uprinz)


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Udo K. schrieb:
> 
https://www.digikey.at/en/products/detail/abracon-llc/AOCJY4B-10-000MHZ-SW/2441460
> könnte passen.  Aufheizzeit < 3min und 0.002 ppm, aber kein Schnäpchen.

Ich setze diese (und ähnliche mit entsprechend gewünschten 
Ausgangssignalen) als Retrofit für alles ein, was ich so brauche. Ja, 
130€ und mehr sind eine Investition, aber dafür muss ich mich die 
nächsten 20 Jahre nicht mehr drum kümmern.

Das man ein einer chinesischen Bastel-Lösung noch mal basteln muss, gibt 
mir zu denken. Aber ich setze auch verbastelte Bastellösungen aus China 
ein, aber nicht dort, wo es drauf ankommt.

von Mi N. (msx)


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Ulrich schrieb:
> Ja,
> 130€ und mehr sind eine Investition, aber dafür muss ich mich die
> nächsten 20 Jahre nicht mehr drum kümmern.

Na, dann lies mal das Datenblatt unter "aging 10-years".

> Das man ein einer chinesischen Bastel-Lösung noch mal basteln muss, gibt
> mir zu denken.

Der Zähler des TO ist daran ja auch kaputt gegangen: es werden lauter 
Nullen angezeigt ;-)

von Wolf17 (wolf17)


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Mi N. schrieb:
> Na, dann lies mal das Datenblatt unter "aging 10-years".
https://abracon.com/Precisiontiming/AOCJY4.pdf
Da steht 0,5ppm/10a, und das dürfte im heißen Zustand (60°C?) gelten.

Frage: kann man damit rechnen, dass der Wert im abgeschalteten Zustand 
kleiner ist? (Gilt Halbierung alle -10K bei solchen Quarzen?)

von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Ulrich schrieb:
> Udo K. schrieb:
>>
> 
https://www.digikey.at/en/products/detail/abracon-llc/AOCJY4B-10-000MHZ-SW/2441460
>> könnte passen.  Aufheizzeit < 3min und 0.002 ppm, aber kein Schnäpchen.
>
> Ich setze diese (und ähnliche mit entsprechend gewünschten
> Ausgangssignalen) als Retrofit für alles ein, was ich so brauche. Ja,
> 130€ und mehr sind eine Investition, aber dafür muss ich mich die
> nächsten 20 Jahre nicht mehr drum kümmern.
>
> Das man ein einer chinesischen Bastel-Lösung noch mal basteln muss, gibt
> mir zu denken. Aber ich setze auch verbastelte Bastellösungen aus China
> ein, aber nicht dort, wo es drauf ankommt.

Das Problem ist hier nicht der Chinesische OCXO, sondern die schlecht 
konzipierte Platine, auf die das OCXO gesetzt wurde. Die Beschaltung ist 
für die gebrauchten, gut eingelaufenen OCXO nicht sauber angepasst, so 
dass der Bereich für die Trimmung nicht ausreicht.
Es hätte auch ohne die genaue Trimmung im Hameg Zähler funktioniert, da 
dieser normalerweise ja auch einen TCXO drauf hat, der nicht genau auf 
10MHz schwingt, das gleicht die interne Software beim Abgleich aus.
Da ich aber etwas pedantisch bin, habe ich den OCXO dann genau auf 10MHz 
abgeglichen.

von Mi N. (msx)


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Wolf17 schrieb:
> Da steht 0,5ppm/10a, und das dürfte im heißen Zustand (60°C?) gelten.
>
> Frage: kann man damit rechnen, dass der Wert im abgeschalteten Zustand
> kleiner ist? (Gilt Halbierung alle -10K bei solchen Quarzen?)

Ein richtiger, hiesiger Schwarzmaler rechnet immer mit dem Schlimmsten 
und das sind nach Datenblatt Faktor 250 gegenüber der initialen Drift 
von +/- 2 ppb.
Real wird es deutlich weniger sein, aber trotz teurer Anschaffung hat 
man keine Garantie. Die hat man aber mit einem GPSDO, was sich 
automatisch abgleicht.
Selber verwende ich bei meinen Zählern einen TCXO, der nach dem 
Einschalten schon mal eine gute Grundgenauigkeit bietet, und dessen 
Drift optional mit einem 1pps-Signal eines GPS-Empfängers fortlaufend 
korrigiert werden kann: braucht wenig Strom und ist kostengünstig.

Hinnerk P. schrieb:
> Es hätte auch ohne die genaue Trimmung im Hameg Zähler funktioniert, da
> dieser normalerweise ja auch einen TCXO drauf hat, der nicht genau auf
> 10MHz schwingt, das gleicht die interne Software beim Abgleich aus.

Macht Hameg das jetzt auch?
;-)

: Bearbeitet durch User
von Hinnerk P. (hinnerk_p)


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Mi N. schrieb:
> Macht Hameg das jetzt auch?
> ;-)

Schon seit mehr als 30 Jahren ;-)

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