Hameg Frequenzzähler 8021-3 Oszillator pendelt

#8029986
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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.

#8030095
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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.

#8030099
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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)

Angehängte Dateien:
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(Firma: L-E-A) #8030105
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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

#8030115
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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.

#8030118
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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.

#8030119
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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

#8030127
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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.

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#8030134
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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.

#8030174
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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.

#8030179
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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.

#8030221
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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.

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#8030455
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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.

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#8034978
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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.

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(Firma: DC3AX) #8036796
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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.

#8036868
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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 ;-)

#8036925
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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.

#8036951
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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? ;-)

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