10MHz OCXO Master Clock nabouw topic

miedema

Golden Member

Het belangrijkst lijkt me om voor ogen te houden waar een meetinstrument primair voor gemaakt is.
Een scope is bedoeld signaalvormen te beoordelen. Het plaatje moet dus zo min mogelijk vervormen, maar spanningen zijn slechts ongeveer af te lezen.

Als je precies een spanning wilt weten, dan is het geëigende instrument een voltmeter.... Maar dan zie je weer geen signaalvorm :-)

Net zoals bij een frequentie referentie de frequentie zeer nauwkeurig is, maar de uitgangsspanning veel minder belangrijk is.


Eens met electron920 dat (met name op het laatste Hameg plaatje) het lijkt alsof er iets gesuperponeerd op de 10MHz zit. Maar op het scopeplaatje uit de eerdere post zie ik dat niet. Als er al wat was, dan kan dat van alles zijn, met open kast in tijdelijk opstelling. Niets om je zorgen over te maken, hooguit even checken als de Master Clock definitief in elkaar zit.

groet, Gertjan.
Heren,

Allereerst weer hartelijk dank voor jullie opmerkingen.

Ik heb mij gisteren en vandaag o.a. eens bezig gehouden met de documentatie van scope te lezen.
Ik heb wel degelijk iets gelezen over een kleine calibratie/test procedure die je volgens de manual eens per jaar moet uitvoeren.

Wat de metingen aan de 3400A betreft, die moet ik jullie nog eventjes schuldig blijven. Aangezien mijn generator hier in het lab een HP 3310A is die tot 5MHz gaat..
Dus daar kom ik op een later tijdstip even een keer op terug.

Over het plaatje van de Philips afsluiter op de Hameg scope.
Dat plaatsje is zo omdat de scope in envelope modus staat waardoor hij de veranderingen in de amplitude als ze eenmaal gemaakt zijn groen blijft kleuren. Dat is waarschijnlijk wat jullie zien.

Leuke info over die meetset Henk. Ik heb hier nog een kastje van die serie, namelijk een PM9580 een doosje met 3 diodes en 4 aansluitingen, een soort van mixer denk ik.
Het plaatje van de set is helaas niet zo groot dat ik het goed kan zien, heb je daar meer info van?

Groet, Christiaan
If a cluttered desk is a sign of a cluttered mind of what than is an empty desk a sign?
Gertjan, @all,

door vakantie een verlate reactie:
1. het document van Kurt Poulsen is inderdaad het bedoelde document;
2. getriggerd door de opmerking van henk over de werking van de externe (meestal 10MHz) frequentiebron, ben ik bij thuiskomst gelijk aan het meten geslagen. Bij mijn R&S Meetzender, type SMG had ik dit verschijnsel al eerder opgemerkt. Nu blijkt dat ook mijn HP8657A Meetzender dit verschijnsel heeft. Een kleine drift weliswaar, maar toch..
3. tot mijn gerustelling, is mijn HP3335A "phasenstarr angebunden", zoals de duitsers het zo mooi omschrijven. Na een halve dag staat de naald van mijn HP8405A nog steeds onbeweeglijk op dezelfde plek. En dat geldt ook voor de schakeling van Timo PE1FOD voor het opwekken van een 32 MHz signaal voor de SDR-kits VNWA.
4. dankzij de opmerking van henk weer wat wijzer geworden (tnx). Ik was me nog niet eerder van dit verschijnsel bewust.

Gr. N.
nil volentibus arduum niets is moeilijk voor hen die willen
De aan de meetapparatuur aangeboden 10MHz heeft bij identieke kabellengte, aan het kabellengte dezelfde fase. Maar in die meetapparatuur zijn er grote verschillen hoe dat 10MHz kloksignaal intern verwerkt wordt.
O.a. de gebruikte logica veroorzaakt dit. De looptijd door de logica is anders en dat geeft faseverschillen.
miedema

Golden Member

NKHteB,

Hoe beter je je meetapparatuur kent, hoe beter je meet....
En dat is een traject dat ons hele leven zal doorgaan :-)

Op het frequentie synthesizer vlak heb ik hier nu een PTS160 en een PTS250. Die staan bekend om hun lage fase ruis. Helaas zijn ze remote control only, dus er valt nog weinig te testen. Gelukkig maakt een Amerikaanse amateur hier interfaces voor, en daar zijn er nu 2 van onderweg. Later dus meer hier over....

groet, Gertjan.
Ha heer miedema,

Ik heb hier ook de PTS120 en de PTS160 maar bij mij zitten er wel knoppen op :)
De remote controller heb ik zelf gemaakt dit is een soort BCD code dus vrij simpel.
Deze synthesizers zijn zeer snel met het stappen tussen de frequenties.

@NKHteB,

Het klopt dat dit per type verschild in de HP3335a zit intern een fijn regeling die de functie van modulus teller voor zijn rekening neemt.
Maar de meeste gebruiken de ref ingang alleen om de interne oscillator te overmeesteren en dan ligt het maar net aan het proces van uitgangsfrequentie generen.
Het punt waar @heer rbeckers op wijs is de absolute vertraging in lock is deze weg te werken d.m.v. een vertragingslijn all pass filter of een stukje coaxkabel knippen.
Ik ben een en ander aan het controleren m.b.t. Galileo maar daar laat ik nog wel een en ander over weten.

Groet Henk.
Everything should be as simple as possible, but not simpler.
miedema

Golden Member

Ha electron920,

Klopt dat die PTS interface recht toe recht aan BCD aangestuurd wordt. W8BL heeft daarvoor deze USB-PTS interface ontworpen. Makkelijk via USB, en als bijkomend voordeel dat de settings in EEPROM blijven staan.

Dat scheelt weer een extra project, het zijn er al veel op het moment...
Een van de belangrijkste is natuurlijk de brug voor de 4395A, nog nieuws van dat front? :-)

groet, Gertjan.
...
Hoe beter je je meetapparatuur kent, hoe beter je meet....
En dat is een traject dat ons hele leven zal doorgaan :-)
...

Heel belangrijk stukje tekst!

Van sommige meetapparatuur is een schema te vinden.
O.a. van het schema van de HP5335A (een counter) heb ik de 10MHz in bekeken. De 10MHz in van deze counter gebruikt standaard TTL LS.
Mijn HP5335A en de HP3336A (synthesizer) zijn nog niet op de 10MHz referentie aangesloten.
Vertragingen zijn goed en gemakkelijk te maken voor 10MHz. Meestal gebruik ik de al beschreven methode van een stukje coax toevoegen.
Ha heer miedema,

Ja zeker wel vandaag nieuw zaagblad fijne tand voor het zagen van het aluminium.
Verder zal ik dit weekeinde een aantal ontwerp criteria in het topic laden zodat we er van gedachte kunnen wisselen.

@heer rbeckers,

Ik gebruik de HP5335A voor algemeen gebruik deze counter is heel goed maar nog geen reciprocal counter de HP5345A is dit wel 11digit/sec voor deze heb ik diverse plug-ins tot 40GHz.
Voor een counter ligt de zaak weer iets anders daar is geen fase vergrendeling nodig alleen stabiliteit frequentie lock van de tijdbasis en trigger punt zijn hier van belang.
En de opmerking van @heer miedema is inderdaad belangrijk hiermee valt of staat het geen je kan ontwikkelen.
Zo is voor het ontwikkelen van een reflectie brugje tot 500MHz het noodzakelijk om 2 tot 2.5 keer hoger te kunnen meten.
Dit is uiteraard ook de reden dat meetapparatuur duur is in het lab staat altijd weer beter om de specificatie te garanderen :+

Groet Henk.
Everything should be as simple as possible, but not simpler.
@ all,

interessant al die reacties. Over meten zijn ook een paar veelzeggende frases in omloop. "Meten is weten, als we weten wat we meten". Maar ik vind de duitse versie veel mooier "Wer misst, misst Mist".
Met de verschillen in fase door kabels etc. was ik wel bekend. Ik heb dat zelfs kunnen meten aan een BNC Y-L adapter (1x male, 2x female). Maar nieuw was voor mij, dat bij een externe bron de fase van bron en uitgangssignaal uit elkaar kunnen gaan lopen. Het is goed om daar nu rekening mee te gaan houden.
Het mooie aan de HP3335A is, dat je ook de fase van het signaal kunt instellen (met een resolutie van 0.1 graad) en daarmee ook kunt corrigeren waar dat nodig is.

Gr. N.
nil volentibus arduum niets is moeilijk voor hen die willen
Hallo Gertjan,

Ik ben eindelijk begonnen met bouwen.
Hier alvast een eerste fotootje van de print met alle componenten die ik al heb.

https://www.uploadarchief.net:443/files/download/20170202_065545.jpg

Nu mis ik nog enkele componenten die ik vandaag of morgen wil bestellen, hier heb ik een paar vraagjes over.

C28 staat geen ordernummer of soort bij welke moet ik hebben?

C31 staat geen ordernummer bij wel MKM/MKT ik neem aan dat ik die ook gewoon bij Reichelt kan bestellen?

De 10uF tantaal condensatoren staan op nalevering bij Farnell maar ze komen pas in week 20 kan ik die van een ander merk bij Reichelt ook nemen?

De coax kabel om de BNC mee aan te sluiten welke kan ik het beste nemen ze hebben RG58 of RG174 en RG178 bij Reichelt.

Ik probeer alles nu bij Reichelt te bestellen omdat ik daar toch die ferriet kralen moest bestellen.

Helaas staat R8 ook op nalevering maar die verwacht ik in week 11 dus kan ik ondertussen aan de behuizing beginnen.

Groeten,
Wim
miedema

Golden Member

Ha wim,

Goed om te horen dat je aan het bouwen bent! Je print ziet er netjes uit.

Je vragen op volgorde:
-C28: In het schema staat er "MKT" bij. Ik heb daar dus zo'n MKM of MKT (nu MKH?) type voor gebruikt. Hij zit in het zobal netwerkje van de voedingstrafo. Let hier wel op de werkspanning: minstens 50...63V

Reichelt heeft Siemens MKH (goedkoop), ik zou de mooiere Wima MKS2 of MKS 4 nemen. Beter, en mooi ingekapseld. Let wel even op de juiste steek voor de print....


-C31: idem aan hierboven...

-Die 10uF Tantaal elco'zijn niet erg kritisch.
Reichelt heeft alleen deze: https://www.reichelt.nl/Tantalum-Electrolyte-Capacitors/TANT...ARCH=%252A
Ze zijn erg goedkoop... maar zullen hier wel OK zijn.

-kabel: Ik heb RG174 gebruikt.
RG58 is wat dik om aan headers te solderen, en niet echt nodig.
RG178 kan natuurlijk prima. maar is eerder te mooi voor 10MHz, en verwerkt lastiger.

Reichelt is een prima winkel, dus een uitstekende plek om te kopen.

Ik heb even gekeken, die R8 en 10µF tantaaltjes heb ik hier nog liggen. Dus als je er mee omhoog komt te zitten kan ik ze voor je in een envelopje doen.

groet & succes, Gertjan.
Ha Gertjan,

Ik heb de overige spullen bij Reichelt besteld natuurlijk de Wima condensatoren en de RG174 kabel.

Nu maar wachten tot de spulletjes hier zijn en dan kan ik weer verder.

Die weerstand en de tantaaltjes zou ik graag van je willen kopen want dan hoef ik daar niet op te wachten.

Groeten,
Wim
miedema

Golden Member

Ha Wim,

Ik stop weerstand + tantaaltjes vandaag in een envelop.
Je krijgt ze van me :-)

groet, Gertjan.
Hallo iedereen,

Vanmiddag een meetsessie gehouden bij NKHteB om eens te kijken hoe de door mij gebouwde Mitro 10MHz referentie presteerde. Ik heb geen foto's gemaakt omdat ik mijn toestel was vergeten en mijn telefoon niet geschikt is.

De referentie is tegen een GPSDO afgezet en met een vector voltmeter hebben we zo goed als mogelijk de referentie afgesteld.

Leuk is dat we ook met de SDR Kit hebben geverifieerd met de methode waar NKHteB het eerder in dit forum al over sprak. Daaruit kwam naar voren dat we op dit moment op 0.5 ppb zitten. In vergelijk met de rubidium referentie en de GPSDO vond ik de OCXO aardig jitteren, wat onrustiger van aard dan de andere twee referenties.

Ook zagen we duidelijk dat je na het draaien aan de potmeter behoorlijk wat mechanische artefacten optreden. Na een kwartier waaierde dit behoorlijk uit. Tenminste, hij bleef wat jitteren, dus misschien houdt dit verband. Het kan ook exemplarisch zijn natuurlijk.

Maar voor voorlopig is dit een hele mooie waarde, het is meer van belang wat de afwijking is en hoe de referentie zich gedraagt.

Groet,
Giovanni
blackdog

Honourable Member

Hi Giovannii,

Misschien kan het helpen als de instel potmeter voor jouw ocxo beter geschaald word.

Gertjan heeft denk ik een gemiddelde waarde aangehouden, ik denk dat daar nog wat ruimte voor je in zou zitten.

Groet,
Blackdog
Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"
miedema

Golden Member

Ha Giovannii,

Leuk dat je je 10MHz referentie aan de tand hebt kunnen voelen!

Toevallig heb ik hier vandaag ook met de SDR-kits VNWA frequentie zitten meten, zelfde methode, met externe 32MHz referentie. Je kunt dan extreem kleine verschillen zien! Op 10MHz zie je fracties van miliHzen! Dus alle minieme afwijkinkjes worden extreem uitvergroot.

Bekend is dat een OXCO van frequentie verandert wanneer je hem kantelt, nu kon ik al zien dat ik hem oppakte!

Het is een beetje een valkuil om in al die details te duiken. (Maar natuurlijk wel leuk om te zien!) Je moet in de gaten houden wat je gebruiksdoel is, en zorgen dat je nauwkeurigheid daar voldoende voor is.
Daarom kalibreer ik mijn Masterclock ook nog maar 1x per jaar: de OCXO is dan minder verlopen dan m'n frequentieteller kan aangeven...
Maar met een hogere resolutie teller (VNWA :-) ) komt dat natuurlijk weer anders te liggen....

In vergelijk met de rubidium referentie en de GPSDO vond ik de OCXO aardig jitteren, wat onrustiger van aard dan de andere twee referenties.
In principe zou een OCXO juist (korte termijn) stabieler en minder Jitterig moeten zijn dan een GPSDO of Rubidium. De OCXO loopt ongestoord vrij, en de andere 2 worden steeds bijgestuurd.

Vergeet niet dat je in feite 2 frequenties aan het vergelijken bent, je ziet dus de jitter van beide. Voor het mooie had je ook kunnen meten met 2 OXCO's (ook OCXO als referentie) Om zo te zien of die jitter dan minder of verdwenen was.

Het kan natuurlijk zijn dat je toevallig een iets mindere OCXO getroffen hebt, hij heeft tenslotte al een heel leven achter zich...

groet, Gertjan.
Hallo,

Blackdog: Daar zou ik inderdaad eens naar kunnen kijken.

Gertjan: Ik was ook onder de indruk van deze meetmethode, toch maar eens kijken hoe dat in elkaar steekt.

Ik ben me er van bewust dat we op vreselijke kleine schaal kijken, maar het was vrij opvallend om het verschil tussen de rubidium en de gpsdo en de OCXO en de gpsdo te zien. Ik baal er van dat ik er geen foto heb gemaakt van het scherm. Je zag echt heel duidelijk een signaal dat een stuk onrustiger was dan de rubidium.

Zo'n verschil test had mooi geweest, dan zou je alleen kunnen zien of het probleem mogelijk exemplarisch is.

Voor nu ben ik tevreden, zoals je al zegt: ik moet me afvragen of het binnen de gestelde eisen valt. Ja, op dit moment wel.

Groet,
Giovanni
miedema

Golden Member

Ha,

Ik had niet gezien dat Blackdog terwijl ik schreef ook gepost had.

Het regelbereik van die instelpot heb ik al zo klein mogelijk gehouden. (Ook om de invloed van de Tempco van die instelpot te minimaliseren).

Het originele regelbereik van de OCXO is ±0,3ppm, en voor de instelpot heb ik dat teruggebracht tot ±0,05ppm. Er moet iets bij te regelen zijn als de OCXO veroudert....

Ik maak me een beetje zorgen over jouw spanningsregeling (instelpotcircuit of OCXO zelf), want ik zie de verschijnselen die beschrijft niet....
Gister nog even gespeeld met 2 losse Oscilloquartz OCXO's.
Op de VNWA zie je natuurlijk onmiddellijk wanneer je het instelpotje aanraakt, maar daarna zakt de frequentie meteen naar z'n stabiele eindwaarde, zeg binnen 1 à 2 seconde....

Je bent natuurlijk hier welkom om er samen eens naar te kijken...

Edit: Vandag nog gecheckt met 2 losse Oscilloquartz OCXO's aan de "VNWA frequentie meetopstelling", en ik kan ze realtime, probleemloos tot op de miliHz instellen. Zonder bijeffecten of zo. Natuurlijk kijk ik met de VNWA wel in stapjes van 100mS, dus mogelijk mis ik Jitter effecten. Maar op de scoop blijft het signaal ook strak.

Dat frequentie vergelijken met de VNWA is erg leuk! Dus ben ik NKHteB dankbaar voor de tip!

groet, Gertjan
Gertjan, Giovanni, @ All,

nog even kort over de me(e)ting gisteren. Allereerst was het erg leuk om dat samen te doen. Alleen hebben we wat weinig stilgestaan, bij de registratie van de meetgegevens. Achteraf bedacht ik, dat ik wel een camera in huis had en we hadden de plaatjes van de VNWA ook even op een USB-stick kunnen zetten. Had Giovanni ze mee kunnen nemen. Ik heb namelijk geen flauw idee hoe je dat op deze site krijgt. Mea culpa.

1. Allereerst hebben we, na opwarmen, de frequentie gemeten met een HP53131A, met als bron een HP58503A GPSDO. Ik meen me te herinneren dat de frequentie van de 10 MHz OCXO Master Clock er 0,06 Hz naast zat (correct if I'm wrong).

2. Vervolgens afgeregeld met de HP8405A Vector Voltmeter. Ik geef de voorkeur aan het afregelen met behulp van een analoge meter. In het kleinste bereik (plus en min 6 graad) is het gauw kritisch zolang er nog een frequentieverschil is. Eventueel loopt er nog een X-t schrijver mee.

3. Zodra er een acceptabele nauwkeurigheid werd bereikt, schakelden we over naar de meting mbv de VNWA. Zoals Giovanni al beschreef, was het signaal uit de zowel de bron GPSDO als van de tweede GPSDO minder grillig dan dat van zijn Master Clock. Maar dat verschil zie ik ook wel, als ik er andere signalen, bijvoorbeeld van meetzenders aan hang.

4. 2e harmonische was -40 dBc.
Gr. N.

PS Was vanmiddag bij een voorstelling over Don Giovanni, grappig.
nil volentibus arduum niets is moeilijk voor hen die willen
Hallo,

Offtopic: in de opera van Don Giovanni is het niet zo'n vriendelijke jongen en wordt hij vanwege zijn ongehoorde gedrag door een tot levend gekomen stenen standbeeld verzwolgen in de dood. Maar dat terzijde. Wel een mooie opera!

Het was inderdaad een leuke middag. Wellicht is het goed om Gertjan zijn uitnodiging te accepteren en samen verschillende OCXO's met elkaar te vergelijken en ook te kijken naar de grilligheid. Het is toch iets wat me bezighoudt en waar ik enigszins benieuwd naar ben.

Gertjan, je hoort van me.

Groet,
Giovanni
Ha NKHteB,

Leuke input ik zit op dit moment even te ver van Nederland vandaar de vertraging in reactie :+
Interessante metingen maar met de HP 8405a is je meet fout vrij groot dit is een sampling systeem daarom kan je dit soort metingen ook niet met een moderne digitale scope uitvoeren.
Je moet namelijk altijd een gehele periode inlezen kost me nu teveel tijd om dit te laten zien komt later wel help me maar herinneren.
Verder leuke experimenten met de VNWA die kan ik niet maar ik denk dat het in de buurt van mijn systeem komt ik zal er eens induiken de manier van Timo m.b.t. de 32Mhz is uiteraard correct geen reminder ;)
Vraag kan je met hp58503a ook Galileo ontvangen wat ik zo weet niet.
Als ik weer thuis ben kan ik met de reflectie brug verder en ik ga mijn systeem omzetten voor de L1 van het Galileo systeem is een H-maser standaard dus nog weer nauwkeuriger cesium welke in de andere GPS zit heb ik hier zelf in huis en deze wordt bijgestuurd door NITS.
Ik meet op dit moment qua timing 5pS single shot en 880fS repetitive dat kan je met niet een scope of counter bereiken.

Groet Henk.
Everything should be as simple as possible, but not simpler.
Hallo Giovanni, all,

eveneens offtopic: jij kent je klassiekers......

Ik ben erg benieuwd naar de uitkomst van jullie metingen. Ik heb nog even naar het schema van de clock gekeken en bedacht me, dat de kwaliteit (noise) van de regelspanning natuurlijk ook meespeelt. HP/Agilent/Keysight besteedde niet voor niks veel zorg en aandacht, dus uitgebreide filtering, aan hun ontwerpen dienaangaande.

Het is misschien een optie om die regelspanning onderling te meten/vergelijken.

Groet,
N.
nil volentibus arduum niets is moeilijk voor hen die willen
Hallo Henk,

zat toevallig net een antwoord voor Giovanni te componeren, toen ik je reactie voorbij zag komen. Bedankt voor je input.

1. Ik ben me bewust van de beperkingen van het meten met de HP8405A, maar voor mij als HF-amateur (geen beroepstechneut!) is het juist een vertrouwde manier van afregelen. Al mijn Power Meters zijn m.u.v. de HP436A analoge uitvoeringen. Het gaat mij niet om de absolute uitkomst, maar ik zie aan de wijzer van de fase-uitlezing heel goed of de beide signalen verschillen. Het oog ziet dat uitstekend.

2. Ter aanvulling op de metingen met Giovanni: die zag de wijzer ook heel licht trillen bij de meting van zijn Clock. Hetgeen later werd bevestigd bij de meting met de VNWA. We zaten toen wel in het meetbereik van plus en min 6 graad (!) volle schaal.

3. Op je vraag over Galileo kan ik geen antwoord geven. Met de beide HP58503A kan ik met de originele HP programmatuur uitstekend communiceren. Ik krijg alle data keurig op het scherm. Maar daar zit geen info betreffende de herkomst bij. Bij de HP58540A is het tot op heden niet gelukt om deze communicatie tot stand te brengen. Verder doet ie keurig zijn werk.

Succes daar in verre oorden!

Groet,
N.
nil volentibus arduum niets is moeilijk voor hen die willen
Als je aan de regelspanning van de clock gaat meten, let dan goed op. Het beste lijkt mij om een RC netwerk op die regelspanning aan te sluiten en op de C een hoogohmige meter of probe.