10MHz OCXO Master Clock nabouw topic

dijkmane

Golden Member

met de 7W850 kernen diverse testen gedaan met draaddiktes/soorten, ik kom hiermee niet beter dan een demping van 1,69dB.

inmiddels ook de F77 kernen binnen, daarmee haal ik vooralsnog 0,86dB.

OXCO is ook binnen en ik heb een geschikte ringkern gevonden.

In no Sense, Nonsense
miedema

Golden Member

Ha dijkmane,

Die 0,86dB is een goede dempingswaarde voor de 10MHz trafo's. Dat is ook ongeveer de waarde van de door mij gemaakte trafo's.

Als ik het zo lees dan kun je tussen kerst en oud&nieuw lekker achter de soldeerbout kruipen :-)

groet & succes,
Gertjan.

Ha dijkmane,

Dat is een prima waarde als tussenschakel demping ik denk dat je trafo nu op <0.5dB zit de rest is het aankoppelen.
Heb je nu nog iets nodig?

Groet,
Henk.

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

Golden Member

OCXO spectrum, harmonischen / THD van OCXO’s gemeten

Ik heb gekeken naar het spectrum van mijn OCXO’s. Daarbij aandacht voor uitgangsniveau en harmonischen, zo wel qua grootte als aantal.

Hier de Oscilloquartz 8663, de OCXO voor de MasterClock:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/Oscilloquartz-8663-nr1---spectrum-600pix.png
klik op plaatje voor grotere versie

We zien een 2e harmonische op -40dBc, 1% vervorming dus. Dit is vrij typisch voor m’n 8663en. Allemaal zitten ze op die -40dBc of net wat lager. Vervolgens is er nog een beetje 3e harmonische, op -58dBc.

Wat wellicht opvalt is dat ik het referentieniveau relatief erg hoog heb gekozen met +20dBm. Daardoor ga je op vrij laag niveau door de spectrumanalyser, waardoor je er zeker van bent dat de harmonischen die je ziet ècht uit de OCXO komen, en niet uit de analyser zelf :-). Dat de ruisvloer daardoor ook hoger ligt neem ik dan voor lief...
(Overigens moet ik wat dat niveau betreft bij mijn Rigol DSA815 veel beter opletten dan bij deze Agilent 4395A)

Een andere OCXO die momenteel op e-bay wordt aangeboden is de UCT 108663. Volgens de e-bay handelaren is deze equivalent aan de Oscilloquarts 8663:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/UCT-108663-02-nr.-5410---spectrum-600pix.png
klik op plaatje voor grotere versie

Qua spectrum is deze UCT toch een maatje minder dan z'n Oscilloquartz voorbeeld...
Nu zit de 2e harmonische op -28dBc, en de hogere harmonischen zijn evenredig hoger. M'n andere UCT laat ongeveer hetzelfde beeld zien.

Daarbij moet je wel bedenken dat voor veel toepassingen die harmonischen niet erg zijn. Immers, gebruik je de 10MHz om een ander apparaat (bv counter) extern te clocken, dan zal er geheid in dat apparaat als eerste een blok van die 10MHz gemaakt worden.
En ik moet zeggen dat die UCT’s in mijn stabiliteitstests wèl goed scoren…..

Overigens is de spec van Oscilloquartz < -25dBc voor alle harmonischen. En daar blijven ze dus beiden onder.

Hier een PDF met al mijn metingen bij elkaar. Daarin ook nog een paar andere OCXO’s:
De Oscilloquartz 8660, een maatje mindere OCXO (is dan ook een AT geslepen kristal)
En de Oscilloquartz 8666, ook AT geslepen, maar doet het opvallend goed! (althans mijn exemplaar... :-))
Beiden hebben wel als nadeel dat het uitgangsniveau een stuk lager ligt, daardoor passen ze ook niet zomaar in de MasterClock.

Omdat het uitgangsniveau lager ligt heb ik ze ook nog een keer gemeten met een lager referentieniveau van 0dBm. Dan zie je meteen wat er nog aan verrassingen onder de ruisvloer verborgen lagen :-)

Groet, Gertjan.

Hr Miedema, ik begrijp dat drempeltje van 5 dB niet, (ruisvloer) waardoor ontstaat dat?

Technieker is geen vak, maar een straf!
miedema

Golden Member

Ha Krelis,

Dat is een eigenschap van mijn analyser (Agilent 4395A). De ruisvloer wordt boven 10MHz ong. 5dB lager.

Kennelijk schakelt hij bij 10MHz naar een ander filter/band/processing. Die stap is ook terug te vinden in de specs van de Analyser, in de grafiek "Typical Displayed Average Noise Level".

groet, Gertjan.

Dank, Gertjan, duidelijk. Met mijn oude spec. anal kon ik het niet thuis brengen. HP8555.

Technieker is geen vak, maar een straf!
dijkmane

Golden Member

ok, update.
na wat feestdagen en andere vertragingen de OCXO af kunnen maken.
alles werkt in 1x !

afregelen echter niet helemaal.

ik heb 2 counters, een PM6673 en een PM6670
de PM6673 heeft optie PM9678b, een TCXO, deze vertrouw ik dus meer, tevens is deze 1 digit nauwkeuriger.

bij koude start meet ik, maximaal naar rechts gedraaid, een Vfc van 3,87V.
de counter meet dan 9999889,1 Hz
na een minuut of 10 gaat de Oven Led uit en is de Vfc 4,07V ( hoger krijg ik m niet ).
de counter meet dan 9999999,8 Hz en soms klapt de laatste ook naar 9
op dat moment is ook de Warming Led uit.

de PM6670 counter blijft stug 10000008 Hz aangeven

ik kom dus net even wat regelbereik tekort...
een van de weerstanden R8 of R9 zal ik dus moeten aanpassen, wat is het beste ?

In no Sense, Nonsense
dijkmane

Golden Member

ok, we zijn een aantal uren verder, blijkbaar moest het e.e.a. nog verder opwarmen.
Vfc is gestegen naar 4,25V en de frequentie tot 10000000,2 Hz op de PM6673.
ik moest dus zelfs een stukje terugdraaien nu en heb een 1 met 8 nullen.
ik laat m maar even een paar dagen zo staan, eens kijken wat er gebeurt.

In no Sense, Nonsense
miedema

Golden Member

Ha dijkmane,

Mooi dat je MasterClock in 1 keer goed werkt :-)

Het is gebruikelijk dat een OCXO die lang uit geweest is weer een tijdje nodig heeft om weer optimaal stabiel te worden.
Zo'n OCXO uit China heeft niet alleen lang uitgestaan, maar is ergens uitgesloopt, en daarna hier naar toe gerammeld.
Het is mijn ervaring dat het een paar dagen tot wel een maand kan duren voor zo'n OCXO dan weer nominaal en helemaal stabiel is. (Meestal is er een drift, die langzaam steeds minder wordt)

Dus gewoon aan laten staan, en kijken wat er gebeurt :-)

Verder is het natuurlijk altijd het probleem dat je een referentie alleen maar kan kalibreren met een betere referentie :-)
Mogelijk heb je iemand in de buurt met een GPSDO, dat is het makkelijkst. Je bent hier ook van harte welkom, maar ja, dat is een stuk rijden....
En ik zou zeker wachten tot je OCXO stabiel is, anders blijf je afregelen :-)

groet, Gertjan.

miedema

Golden Member

Handiger manier om R20 op waarde te brengen

R20 is de afsluitweerstand van de OCXO. Door de waarde van die weerstand aan te passen kun je het uitgangsniveau van de OCXO op de gewenste waarde brengen. Ik dat al eens in een post met een tekeningetje uitgelegd.

Bij mijn Masterclock deed ik dat door simpelweg onder de print een een (experimenteel bepaalde) weerstand parallel aan R20 te solderen.

Tegenwoordig doe ik dat eleganter:

Op de plek van R 20 soldeer ik een paar printheaders
http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/IMG_4891-Masterclock-R20-printheader-600pix.jpg

Vervolgens soldeer ik op die header een instelpotje

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/IMG_4887-Masterclock-R20-instelpot-600pix.jpg

Met de instelpot regel ik het uitgangsniveau van de Masterclock naar de gewenste 2Vtt / +10dBm. Wel wachten tot de OCXO warm is! (Als de OCXO nog koud is is de output wat hoger....)

Als de output klopt, dan de instelpot er weer uit solderen, waarde meten, en vervangen door vaste weerstanden:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/IMG_4895-Masterclock-R20-def-weerstanden-600pix.jpg

Ik zoek dan een parallel combinatie van weerstanden uit mijn bakjes. Als je nauwkeurig de exacte weerstand wil bereiken, dan helpt het om je weerstanden te meten, en exemplaren uit te zoeken wiens tolerantie de goede kant op afwijkt.

Zo moest ik in dit geval 70,5Ω hebben, en de weerstanden op de foto zijn dat precies! Terwijl 75Ω parallel aan 1,21k theoretisch 70,62Ω oplevert.

Let trouwens niet op de achtergrond (en de waarde van R20) in de foto's. Deze Masterclock print heb ik gemodificeerd voor gebruik met en Rubidium i.p.v. een OCXO :-)

groet, Gertjan.

miedema

Golden Member

10MHz trafo's gemeten

Inmiddels worden er verschillende kerntjes gebruikt om de 10MHz uitgangtrafootjes te maken.
Ik heb ze op een rijtje gezet en gemeten in een apart topic: 10MHz trafo's gemeten.

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/10MHz-trafos/IMG_4896--10MHz-trafos-op-een-rijtje-600pix.jpg

Hier alvast wat conclusies:

- De Baco en Amidon FT37-77 kernen ontlopen elkaar weinig, en zijn even geschikt.

- De kleinste maat kerntjes is meer dan groot genoeg voor toepassing in de Masterclock.

- Verdeel de windingen goed over de hele kern, en hou de aansluitdraden kort.

- Ook ethernet trafootjes kunnen prima geschikt zijn voor 10MHz. (maar hebben wel een heel andere footprint...)

Voor meer info, zie: 10MHz trafo's gemeten:-).

groet, Gertjan.

miedema

Golden Member

Uitgangsimpedantie en VSWR van de MasterClock gemeten

Na alle metingen aan kale 10MHz trafootjes heb ik ook de uitgangsimpedantie en VSWR (reflectiedemping) van de Masterclock gemeten.

Bij de metingen van de losse trafo's had ik de primaire met 50Ω afgesloten. Hier is dat iets gecompliceerder... Hier een stukje Masterclock schema van een uitgang:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/Master-Clock-schema-uitgang-600pix.png

De trafo wordt nu aangestuurd door de OpAmp (LM7171), via C24 en R35. De opamp heeft een lage uitgangsimpedantie, dus de primaire afsluitimpedantie wordt hoofdzakelijk bepaald door R35.
Maar... bij lage frequenties gaat de impedantie van C24 omhoog. En bij hoge frequenties wordt de loopgain van de OpAmp minder en gaat z'n uitgangsimpedantie flink omhoog.

Normaal is uitgangsimpedantie meten bij een afgebouwde Masterclock nog niet zo makkelijk.... Immers, er staat continue 10MHz uit die uitgangen te blazen. De OCXO zou je dus eerst op een of andere manier moeten afkoppelen.

Maar ik heb nu een losse opgebouwde Masterclock print liggen, bedoeld voor gebruik met een Rubidium. Ideaal dus voor deze meting :-)
De meetopstelling zag er zo uit:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/IMG_4930--Zout-en-VSWR-10MHz-uitgang-Temex-meetopstelling-600pix.jpg

Ik heb gekalibreerd met m'n BNC OSL (Open-Short-Load) cal.kit op de BNC koppelbus. Daar ligt dus m'n meetvlak. Het kabeltje tussen die koppelbus en print doet dus ook mee. Net zoals bij de Masterclock, als je op een uitgangsbus zou meten.

Dat gaf dit resultaat:
http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/LM7171-outputs-Zout-en-VSWR-standaard-47R5-serie-600pix.png
klik op grafiek voor grotere versie

We meten van 100kHz tot 500MHz.
De donkerblauwe curve is de uitgangsimpedantie. We zien ongeveer hetzelfde patroon als bij de losse trafo.
In het laag stijgt de impedantie nu eerst door de stijgende impedantie van C24. Aan de hoge kant stijgt de impedantie nu veel sneller door de stijgende uitgangsimpedantie van de OpAmp.
Bij 10MHz zitten we op 44Ω. Wat aan de lage kant, maar voldoende voor een fatsoenlijke reflectiedemping.

Dat zien we aan de bruine curve, de VSWR. Bij 10MHz zitten we op 1,25:1. Dat komt overeen met 20dB reflectie demping. Verder is de VSWR curve natuurlijk het gevolg van de impedantie curve, hoe verder die van de 50Ω afkomt, hoe slechter de VSWR....

Als je dit zo ziet, dan krijg je zin om de reflectiedemping nog wat te optimaliseren :-)
Impedantie bij 10MHz wat omhoog, en voor hogere frequenties een zobal netwerkje om daar de impedantie lager te houden, en wat aan die piek rond 100Mhz te doen.

Maar natuurlijk moet je daarbij de andere specs niet uit het oog verliezen. De extra demping van zo'n aanpassing betekend dat je harder door de OpAmp moet, dus dat zal weer meer harmonischen opleveren. Voldoende stof voor een volgende post :-)

Groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Dat is wel interesant om de uiteindelijke combinatie te meten :)
En door de oscillator uit te schakelen meet het een stuk makkelijker je kunt de reflectiedemping wel meten met oscillator aan maar waarom moeilijk al het makkelijk kan ;)

Net als in het draadje m.b.t. het meten van de kernen kan je heel duidelijk de drie gebieden zien Flaag , Fmidden en Fhoog.
Alle drie de gebieden ontstaan door verschillende eigenschappen er is dus niet een eigenschap aan te wijzen voor de drie gebieden.
Wel is de zelfresonatie goed te zien hier loopt de inductie en weerstand op en gaat de Q omlaag.
Dit is een bekent effect en treed bij elke spoel op het wordt veroorzaakt door de zelfcapaciteit hierdoor ontstaat een parallelkring.
Als je nu beter instaat ben om de zelfcapaciteit te berekenen dan kan je misschien op voorhand iets doen.

En dat is een puntje..... de capaciteit van een spoel kan je niet meten en kan je ook niet verstemmen :S:(
Die zogenaamde capaciteit bestaat namelijk niet en de zelfresonantie wordt veroorzaakt door een staande golf op je draad net als in een transmissielijn.
Goed die capaciteit bestaat dan wel niet maar het effect is er wel en daar kunnen we gebruik van maken we gaan gewoon doen alsof er wel een capaciteit is :P en misschien kunnen een bruikbare berekening maken.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
blackdog

Golden Member

Hi Gertjan, :-)

Ik dach dat ik in dit topic al eens opgemerkt heb, dat ik de uitgang een beetje had aangepast om meer in de richting van 50 Ohm te komen.
Dit heb ik bereikt door 52,3 Ohm als uitgangsweerstand te nemen en over de uitgang 47pF te plaatsen.

Ik ben mijn metingen kwijt en kan het ook niet meer op CO vinden... maar volgens mij had ik er een SWR plaatje van laten zien gemaakt met de DSA815.

Groet,
Bram

Waarheden zijn "Illusies waarvan men vergeten is dat het illusies zijn"

In Philips ontwerpen van eindtrappen worden de trafo's ook aan de uitgang gecompenseerd met Ctjes.

Dit klopt met Bram's verhaal.

theorie: ECO6907.pdf en ECO7213.pdf
complete versterker: AN98030.pdf

PA0SU's versie van AN98030 staat online:
https://www.robkalmeijer.nl/techniek/electronica/radiotechni...index.html

ite

miedema

Golden Member

Ha Blackdog,

Die aanpassing met 47pF kan ik me ook nog herinneren. Evenals de discussie toen in hoeverre aanpassen voor andere frequenties als 10MHz zinvol is :-)

Wat toen niet meegenomen is, is dat aanpassen (met name hogere serie weerstand) ook de verliezen verhoogd, dat maakt andere eigenschappen ongunstiger, dus daar zit ook een afweging.
Daar heb ik nu uitgebreider naar gekeken, ik moet even tijd vinden om m'n plaatjes af te werken, en dan komt het vervolg :-)

Overigens lijkt het me lastig om alleen met een C'tje over de trafo de uitgangsimpedantie naar het hoog stabiel te houden. De impedantie van die C wordt immers steeds lager... Bij 100MHz is 47pF nog maar 34Ω, en dalende.
Maar ik loop op mezelf voorruit, voor we hier op verder gaan moet ik eerst m'n volgende post schrijven :-)

@ 575
Ha Ite, dat zijn inderdaad een paar leuke documenten. Daarom hier links naar waar ik ze gevonden heb:
ECO6907 Design of HF wideband powertransformers
ECO7213 Design of HF wideband powertransformers, deel 2

Overigens gebruikt Philips geen C'tje, maar een zobal, een serieschakeling van R en C. (fig.13 deel1)
En in die AN98030 staat inderdaad alleen een C over de trafo, maar daarachter zit nog een zelfinductie om bij hoge frequenties de uitgangsimpedantie op pijl te houden...

Maar ik loop alweer op mezelf vooruit :-)

@ electron920
Wederom dank voor het inzicht :-)

Uitgangsimpedantie meten met signaal op de uitgang?
Bij 10MHz niet zo moeilijk: uitgang belast en onbelast meten, uit spanningsverschil uitgangsimpdantie berekenen. Maar bij andere frequenties??

groet, Gertjan.

blackdog

Golden Member

Hi Gertjan, :-)

Wat speelt er allemaal mee...

Uitgangs impedantie van de opamp.
Impedantie van de uitkoppel condensator.
Impedantie van de print opbouw.
Impedantie van de weerstand (beneden de 100Ω zijn de weerstaden meestal zeer goed)
47pF gedrag (de 47pF NPO van Philips is net als de weerstand erg goed)
Trafo gedrag
En als laatste de aansluiting op de print en het coax kabeltje.
Bij elkaar een complex geheel!

Ik heb het empirisch vastgesteld bij mijn print en kwam toen rond de 52Ω als weerstand uit en 47pF als parallel condensator.
Zover als ik het mij kan herinneren was het uitgangs niveau niet een probleem.

Groet,
Bram

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

Golden Member

Optimaliseren uitgangsimpedantie en reflectiedemping van 10MHz uitgang

Na bovenstaande metingen kreeg ik zin om te kijken of die uitgangsimpedantie te verbeteren was :-)
Daarmee verbeter je natuurlijk ook meteen de reflectie demping.

De geijkte opties zijn het vergroten van de serieweerstand (hier R35), en een Zobal netwerkje over de secundaire van de trafo:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/LM7171-uitgang---schema-met-Zobal-600pix.png

Het nut van het verhogen van de serieweerstand is duidelijk. Je vergroot de uitgangsimpedantie. Maar hierdoor wordt wel het verlies groter, en we hebben net met moeite een trafo gemaakt die dat verlies zo klein mogelijk houdt... :o

De taken van het zobal netwerkje zijn complexer. Enerzijds kun je de trafo resonantie dempen. Anderzijds blijft het netwerkje de uitgangsimpedantie in de buurt van nominaal houden bij hoge frequenties, waar anders die impedantie omhoog zou schieten...

Beperkende factor bij het dimensioneren van het Zobal netwerk is dat het netwerkje parallel aan de bestaande uitgangsimpedantie hangt. En die was al aan de lage kant... En iets parallel zetten maakt het geheel altijd (nog) laagOhmiger...

Dus in dit geval moet bij het toevoegen van een Zobal sowieso de serieweerstand wat omhoog, om de uitgangsimpedantie bij 10MHz niet nog verder te laten dalen.

Voor de eerste, bescheiden, versie kwam ik uit op een serieweerstand van 51,1Ω, en een Zobal van 22pF, met 49,9Ω in serie. Die Zobal dempt de piek in de impedantiecurve, en naarmate de frequentie hoger wordt, wordt de impedantie van de 22pF kleiner, en wordt de 49,9Ω een belangrijker deel van de uitgangsimpedantie.

Deze versie gaf dit meetresultaat:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/LM7171-outputs-Zout-en-VSWR--mod-51R1-serie--zobal-49R9-22pF-600pix.png
Klik op grafiek voor grotere versie

Als we kijken naar de impedantiecurve (donkerblauw = origineel, lichtblauw = nieuw) dan is de grote piek bij 100MHz nu mooi gedempt. De waarde bij 10MHz gaat er ook wat op vooruit, van 44Ω naar 46,4Ω (zie markeruitlezing onderin)

Uiteraard wordt de VSWR bij 10MHz hier ook wat gunstiger van. Maar mooier is dat de demping nu beter blijft over een veel breder frequentiegebied: van 1MHz tot een paar honderd MHz.

Laten we nog een stapje verder gaan, en de serieweerstand nog wat verhogen, en kijken wat dat oplevert :-)

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/LM7171-outputs-Zout-en-VSWR--mod-53R6-serie--zobal-49R9-22pF-600pix.png
Klik op grafiek voor grotere versie

Ik heb nu de serieweerstand (R35) verhoogd naar 53,6Ω.
De paarse lijn is de impedantiecurve met 53,6Ω. Natuurlijk is de impedantie bij 10MHz verder omhoog gegaan, naar 48,1Ω. Maar verder is er weinig verandering / verbetering

Hetzelfde zien we bij de VSWR curve (roze is met 53,6Ω) De VSWR gaat omlaag van 1,14:1 naar 1,1:1. Verder weinig verschil...
Een VSWR van 1,14:1 geeft 23,7dB return loss, met 1,1:1 verbetert dat naar 26,4dB… Tel uit je winst :-)

Dit lijken zo gezien dus mooie en zinvolle verbeteringen, maar we kijken maar naar èèn aspect van het ontwerp.... Belangrijkste nadeel is dat met name door de hogere serieweerstand de demping ook toeneemt. De versie met 51,1Ω dempt 0,32 dB extra, de versie met 53,6Ω serieweerstand dempt 0,75dB extra. Dat betekend dus dat de LM7171 harder moet werken om toch +10dBm op de uitgangsklemmen te krijgen. Dus zul je ook wat meer vervorming (en dus ongewenste harmonischen) krijgen...

Vraag is dus: hoe erg is dat, en waar ligt de optimale balans?

Eerst maar eens kijken naar die vervorming...
Dit is het spectrum van de LM7171 uitgang, zonder aanpassingen:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/10MHz-LM7171-uitgang-standaard-12V---spectrum-+10dBm-uit-600pix.png
Klik op grafiek voor grotere versie

Ik heb het uitgangsniveau van m’n Marconi generator (plus Mini-Circuits filters) zo ingesteld dat er precies +10dBm uit de MasterClock print komt.
Daarna heb ik een delta-marker op de 3e harmonische gezet, als maatstaf voor het niveau van de harmonischen. Rechts-boven staat de uitlezing van die delta-marker: de 3e harmonische zit hier -49,3dB onder de grondtoon (-49,3dBc)

Overigens, de hogere harmonischen zijn hier iets sterker aanwezig als ik bij eerdere metingen gezien heb... Mogelijk komt dat omdat deze print een 24V voeding heeft. Om te kunnen meten met 12V Ub voor de LM7171's heb ik m'n labvoeding zover teruggedraaid dat er weer 12V op de voedingsrail van de LM7171's stond. De LM317 staat dan natuurlijk wel helemaal open, en kan niks meer stabiliseren...
Maar het gaat hier om de verschillen, dus maakt dat niet zoveel uit.

En dan nu het spectrum na de mod met 51,1Ω in serie, en met Zobal netwerkje:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/10MHz-LM7171-uitgang-mod-51R1-+-zobal-49R9+22pF-12V---spectrum-+10dBm-uit-600pix.png
Klik op grafiek voor grotere versie

Ik heb eerst het generatorniveau verhoogt tot er weer precies +10dBm op de uitgang stond.
Dat was in dit geval +0,32dB, wat dus de extra demping van deze modificatie is.
De OpAmp moet nu wat harder werken, en inderdaad leidt dat tot wat hogere harmonischen.
De 3e harmonische is gestegen van –49,3dBc naar -47,9dBc.

Gaan we nog een stapje verder door de serieweerstand te verhogen naar 53,6R:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/10MHz-LM7171-uitgang-mod-53R6-+-zobal-49R9+22pF-12V---spectrum-+10dBm-uit-600pix.png
Klik op grafiek voor grotere versie

Nu moest ik de generator 0,75dB harder zetten om toch weer op +10dBm uit te vorige meting.
Toch zijn de harmonischen nauwelijks hoger als bij de versie met Rs=51,1Ω! Kennelijk compenseert het feit dat de OpAmp in een wat hogere impedantie mag draaien (en dus wat minder stroom hoeft te leveren) het wat hogere signaal niveau. Een onverwacht resultaat...

Een conclusie voor de LM7171 uitgang,draaiend op 12V, zoals bij de Masterclock:
Ik zou de schakeling gewoon ongemodificeerd laten. De mod levert inderdaad een wat betere reflectiedemping op, maar het zeer de vraag wat je daar in de praktijk aan hebt. Aan de andere kant levert het je wat meer harmonischen in je uitgangssignaal op. En die zijn er altijd, bij elke toepassing...

Maar... mijn huidige print is bedoeld om op 24V te draaien. De LM7171's hebben dan een stuk meer headroom, dus eens kijken of de situatie dan anders is...

Eerst weer de gemodificeerde versie, nu met Ub=24V:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/10MHz-LM7171-uitgang-standaard-24V---spectrum-+10dBm-uit-600pix.png
Klik op grafiek voor grotere versie

Door de grotere headroom ligt de vervorming nu flink lager! De harmonischen zitten nu een flink stuk onder de harmonischen van de OCXO zelf (of in dit geval de Rubidium), dus er is ruimte om de VSWR te verbeteren zonder hier concessies te hoeven doen.

Ik zal het spectrum van de mod met 51,1Ω overslaan, en meteen de versie met 53,6Ω in serie laten zien:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/10MHz-LM7171-uitgang-mod-53R6-+-zobal-49R9+22pF-24V---spectrum-+10dBm-uit-600pix.png
Klik op grafiek voor grotere versie

Nu valt op dat de harmonischen niet of nauwelijks slechter zijn dat zonder de mod.
Omdat de LM7171 met 24V voeding een stuk meer headroom heeft komt hij niet in de problemen, ook niet als hij wat harder moet werken.

Duss... voor deze Rubidium versie op 24V ga ik wèl deze modificatie toepassen!

Zo zie je maar dat ontwerpen steeds het afwegen van verschillende aspecten is, en dat de balans dan soms naar een andere keuze kan doorslaan :-).

Voor liefhebbers die zo'n Zobal netwerkje op hun print willen solderen, dat gaat makkelijk met een paar 805 SMDtjes over de secundaire van de trafo:

http://www.miedema.dyndns.org/co/2019/ocxo/zout/IMG_4933--zobal-netwerk-over-10MHz-trafo-600pix.jpg

De weerstand is hier thin film, het C'tje is keramisch NP0 / G0G.

Ook voor de liefhebbers, alle spectrummetingen in een PDF: LM7171 10MHz uitgangstrap - spectrum standaard en met 50R-22pF zobal.

@ Blackdog
Je lijstje van wat er allemaal meespeelt klopt mijns inziens helemaal :-)
Wel heb je in je post waar je aan refereerde de reflectiedemping maar tot 20MHz bekeken, en de toename van de harmonischen niet meegewogen in je afwegingen.
Maar, zoals je ziet, de verschillen zijn uberhaubt subtiel :-)

Groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Goed gedaan ik weet alleen niet of je het een Zobel netwerk mag noemen heeft het de inverse impedantie :?
Maar goed het doet iets met de Q van je trafo waardoor de zelfresonantie afgevlakt wordt.

Ik heb een paar van dat type ringkernen besteld grote meetopstellingen kan ik toch nog niet bouwen.
Het draad wat gebruikt wordt heeft een te dikke isolatie dat betekend dat er een dielectricum tussen kern en koperdraad zit en dat wil je niet 8)7
De lek inductie is bepalend voor hoog de weerstand van het draad voor laag het aantal windingen maakt niet uit het is de toroide (ferriet) die de inductie bepaald.
Ik heb wel eens een toroide geprobeerd te schilderen met een zilver houdende verf veelal voor reparatie wordt dat gebruikt dus de wikkelingen direct op het ferriet.
Het is best wel moeilijk om de zelfresonantie zo ver als mogelijk van de band die gebruikt wordt te houden.

Groet,
Henk.

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

Golden Member

Ha electron920,

Hoe moet je dan zo'n RC compensatie netwerkje achter een trafo noemen... :-D. Misschien is Zobel het asperientje van de RC netwerkjes geworden :-).

Ben benieuwd wat je met je ringkerntjes gaat uitspoken ;-).

groet, Gertjan.

Ha heer miedema,

Mooie vergelijking Zobel en Aspirientje _o_ ha ha
Ik denk dat het de capaciteit aan de ingang van de trafo compenseert.
In het experiment van @blackdog kwam ook zo'n compensatie aan het licht.
Alleen je gebruikt een weerstandje om het effect iets te dempen en dat is op zich wel interesant om eens door te rekenen.
Wat ik verwacht is als je de frequentie karakteristiek meet je zal zien dat het rond de Fc zit.
Sluit de sweeper aan op de plaats van de oscillator en meet de uitgang zonder trafo en met trafo.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
dijkmane

Golden Member

Op 25 januari 2019 18:26:12 schreef miedema:

En ik zou zeker wachten tot je OCXO stabiel is, anders blijf je afregelen :-)

ok, staat nu zo'n week of 5-6 aan, 24/7

enige dat me opvalt is dat als ik in de ochtend kijk, de PM6673 staat op allemaal 9 en vaak 88 ( of iets hoger ) als einde
dus een afwijking van 1,2Hz
ik heb dit in een aan het huis grenzende berging, daar koelt het 's nachts best wel af tot 15C.
het zal hier de meter zelf zijn die door de temp afwijkt.
gedurende de dag kruipt ie omhoog tot exact 10,0.
de OCXO lijkt nu stabiel, maar is dus afgeregeld op de PM6673.

ik kom wel eens langs met dat ding om een betere referentie te hebben, zo ver is t nu ook weer niet

In no Sense, Nonsense

Ha dijkmane,

Goed dat je project geslaagd is... heeft je meter ook een oven oscillator?
Misschien heb je de mogelijkheid om de meter op een constante temperatuur te houden binnen misschien met een lange kabel :?
Of de meter inpakken voor het experiment.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
dijkmane

Golden Member

de PM6673 heeft een TCXO, de PM6670 niet en die wijkt ook meer af.
heeft 1 digit minder, maar staat soms 6-7 Hz hoger, soms 5Hz lager dan de PM6673.
de PM6673 is echt veel stabieler, het grootste verschil dat ik deze week heb gezien is tussen de 99,6 en 00,2 , dus een verloop van 0,6Hz per dag.

ik zal m inderdaad eens inpakken in bubbeltjesfolie o.i.d.

In no Sense, Nonsense