10MHz OCXO Master Clock nabouw topic

Ha Arco,

Inderdaad, 10Base-T trafootjes zijn hier ook uitstekend voor geschikt. Is door anderen ook wel gedaan.
Ik had geen oude netwerkkaart liggen om er 1 van af te slopen en te testen.

De door Blackdog gemaakte trafo's hebben een demping van minder dan 1dB, geen idee hoe dat met 10Base-T trafo's is.
De vormfactor van een paar (10Base-T) trafo's bijeen in een SMD behuizing vond ik minder handig.
Zoals meestal zijn er vele wegen die naar Rome leiden....

groet, Gertjan

Hi Arco,

Ik heb vandaag naar fabrieks trafo's gekeken en een paar mooie gevonden.
Deze passen niet op de print en zijn ook minder goed verkrijgbaar...

Ook heb ik gisteren en vandaag aan de door mij gewikkelde trafo's gemeten.
Ik heb het nu al een betere dan de trafos die ik aan Gertjan heb gegeven.
De SWR van de trafo is beter geworden en de demping weer wat minder.

Deze metingen heb ik alleen gedaan aan de trafo en niet met de versterker trap er bij.
De SWR demping zit nu rond de 28dB bij 10Mhz en de doorgangsdemping is rond de 0,5 dB.

Er zijn vele trafo's te koop van MiniCircuits, Coilcraft en nog een paar anderen grote merken.
Bij deze Referentie van Gertjan moeten we het doen met zijn print.
De ringkerntjes die ik gebruik komen bij BACO vandaan en zijn niet kostbaar.
Een van de trafo's die ik gewikkeld heb is op een kerntje van, als ik het goed heb,
komt die van Kent Electronics vandaan ook deze zijn goedkoop.

Wat mijn voorkeur betreft laat ik in dit topic weten, een paar man/vrouw heb ik aangeboden de trafotjes te leveren.
Ik ga dit echter niet voor 10 man doen

Later geef ik hier de info die ik heb gevonden over 1:1 fabrieks trafo's met intressante info.
Het valt niet mee lage demping, voldoende vermogen en goede SWR te behalen...
Maar laat de trafo's niet een "show stopper" zijn voor het bouwen van deze referentie.
Ik ben altijd bereid hulp te bieden als de tijd het mij toelaat!
Mijn mening is dat dit een heel leuk zelfbouw project is, met professionele eigenschappen.

Dus later meer hierover.

Gegroet,
Blackdog

Op 24 juni 2015 14:44:23 schreef miedema:
[....]

- R20A zit onder de print parallel aan R20, om het nivrau van het uitgangssignaal te fijn tunen . De bedoeling is om R20A evt. aan te passen zodat aan de uitgang 2Vtt of 10dBm staat.
[....]

groet, Gertjan

Is het een zinvol idee om R20 en R20A van plaats te verwisselen? Dan kan je die 'fine tuning' doen als de print al in de kast zit.

Ha Tidak Ada,

Het enige wat van belang is dat die twee weerstanden parallel staan.
Ik heb R20A aan de onderkant er bij gesoldeerd, je kunt hem natuurlijk net zo goed aan de bovenkant over R20 heen solderen.

Er is aan de bovenkant niet veel ruimte op de print. R20 zit tussen hogere onderdelen in.
Maar wellicht vinden anderen dat toch makkelijker.

Nog wat uitleg over de functie van R20 en R20A.

Bekijk dit stukje schema:

Dan wordt duidelijk dat R20 en R20A samen met de 50 Ohm uitgangsimpedantie van de OCXO een spanningsdeler vormen.

Door R20A aan te passen kunnen verschillende OCXO's op hetzelfde niveau worden gebracht.

In mijn prototype was alleen R20 voldoende, in de definitieve versie, met andere OCXO, is R20A er bij gekomen.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op woensdag 24 juni 2015 19:41:31 (40%)]

Ik heb je startpost even samengevat, verder met een [AC]-tag (animocheck) aangegeven dat je wilt polsen hoeveel belangstelling er is. Bij genoeg animo wordt dat omgezet naar een [IA]-tag (inkoopactie).

Edit: Dat laatste was niet de bedoeling van de TS, en dus verwijderd.

[Bericht gewijzigd door Henry S. op woensdag 24 juni 2015 21:59:13 (17%)]

[AC]-tag (animocheck)

In dat geval misschien handig om in dit topic een lijstje neer te zetten wie er animo hebben.

Aangezien ik zelf niet direct bij Farnell kan bestellen zou een setje componenten ook wel handig zijn.

Ik heb interesse in 1 print.

Hee kunnen de gebruikers hier zelf weten om de oxco goed is afgesteld op frequentie, ik heb daar zelf de middelen niet voor.

Was gisteren zelf iets aan het afregelen en de 2 counters gaven elke een iets andere waarde aan, welke moet ik nu geloven?

Ik heb eventueel ook wel interesse in de componenten, maar als je alleen de printplaat wilt doen geen probleem.

[Bericht gewijzigd door benleentje op woensdag 24 juni 2015 21:21:25 (17%)]

Daarom bouw ik er ook een GPS afgeleide standaard aan.
Als ik het draaiende heb, afregelen er tegenaan is altijd mogelijk...

Beste Henry S,

Ik ben helemaal niet blij met je aanpassingen.......

Het is mijn ervaring dat lange posten slecht gelezen worden.

Dus heb is veel moeite en denkwerk besteed om de verschillende aspecten in verscheidene kortere posts te plaatsen.
En nu heb je er toch weer 1 lange lap van gemaakt.

Je zou me een groot plezier doen om de originele situatie te herstellen.

Ook ben ik niet blij dat je er op eigen houtje een "inkoop actie" van gemaakt hebt.

Nadat ik mijn Master Clock heb laten zien in "Show Your project" hebben meerdere mensen aangegeven dat ze ook wel zo'n print willen hebben.

Die mensen wil ik een plezier doen, en heb aangegeven dat als ze me een mailtje sturen ik een print voor ze bestel.
Ik wil graag collega amateurs van dienst zijn, belangenloos, maar heb absoluut geen behoefte en tijd om het groter te maken dan dat.

Nu komen er al vragen over onderdelen pakketten....

EDIT: Henry S. en ik zijn weer goede vrienden!

groet, Gertjan

Ha Tidak Ada,

Als je goed op de foto van mijn print kijkt, zie je dat ik dat bij R3 (instelling van de treshold van de oven stroom indicator precies zo gedaan heb.

Zoals gezegd, er zijn meerdere wegen naar Rome....

groet, Gertjan.

Nu komen er al vragen over onderdelen pakketten....

Oh, sorry hoort Gertjan. Ik dacht dat ea in overleg gegaan was met Henry. Uit je later post blijkt dat dit niet zo is.

@miedema: Je hebt mail.

Op 24 juni 2015 21:10:34 schreef Roland van Leusden:
Oh, sorry hoort Gertjan. Ik dacht dat ea in overleg gegaan was met Henry. Uit je later post blijkt dat dit niet zo is.

Ik heb niet die suggestie willen wekken, de TS heeft meteen aangegeven dat het alleen om de print gaat, en dit topic verder voor informatie gebruikt gaat worden.

Maargoed, shit happens, ik heb de TS hiervan op de hoogste gesteld en aangegeven dat het niet bewust mijn bedoeling was om die suggestie te wekken, nogmaals mijn excuses daar voor.

Ik ga morgen even aan de baas vragen of ik een bestelling mag doen via de zaak. Ik wil het zelf toch ook graag hebben.

Daarna wil ik best onderdelenpakketten samenstellen voor degene die geïnteresseerd zijn. MAAR: Ik heb niet zo super veel tijd, dus geduld is geboden. Wellicht dat ik mijn vrouw zo ver kan krijgen dat ze wil helpen.

Groeten,
Giovanni

Komende weken ga ik de parts nalopen op wat ik in huis heb....
Misschien kan daaruit iets worden gedaan....
Rommel zat hier...

Update van het printen bestellen

Inmiddels hebben de volgende mensen een print besteld:

Blackdog
Christian
Giovanni
Jinni
mel
Roland
Henry S.
benleentje

Ik heb de indruk dat de echte liefhebbers inmiddels wel besteld hebben.
Ik wacht tot na het weekend om minder frequente CO bezoekers ook de kans te geven.

De deadline voor het bestellen van een print is zondagavond 28 juni, 24:00uur.

Maandag ga ik dan de printen bestellen, zodat iedereen ze in huis kan hebben voordat de OCXO arriveert.

(En voor dat iedereen jaloers wordt op Blackdog, die al aan zijn print begonnen is: http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1730298#1730298 )

groet, Gertjan.

Die van mij is ook een uur geleden verstuurd, wellicht dezelfde verkoper.

Ik zou op mijn werk gaan vragen of er mogelijkheden bestaan om bij Farnell te bestellen. Nu mag het zo zijn dat er de laatste wat spanningen zijn tussen de baas en mij. De ene keer wat meer dan de andere keer. Sinds gisteren zijn de spanningen (je raadt het al) wat meer.

Dus voorlopig moet ik helaas teleurstellen. Mijn welgemeende excuses daarvoor. Ik kan helaas niet zeggen op welke termijn ik eventueel van dienst zou kunnen zijn.

Ik ga dus proberen mijn onderdelen via andere kanalen binnen te krijgen. Misschien moet ik toch maar de onderdelen bak in duiken.

Groeten,
Giovanni

Ik wil wat laten zien van de drift metingen die ik aan mijn Master Clock gedaan heb.
Ook heb ik geëxperimenteerd met het isoleren van de kast en / of de OCXO.

Hier onder zie je vier verschillende drift metingen die ik aan de master clock gedaan heb in 1 grafiek:

Ik heb de OCXO op 10-05-2015 gekalibreerd, daarna ben ik niet meer aan het instelpotje geweest.
De curven liggen dus boven elkaar omdat dat de OCXO in de tijd tussen de metingen verder gedrift is.

De rode curve kun je beschouwen al de basis meting.
Dit is het gedrag van de master clock zoals op de foto's, helemaal afgebouwd, kast dicht, helemaal standaard.

De lijn gaat schuin omhoog, met een lichte kronkel er in.
De schuinte van de lijn is de korte termijn drift van de OCXO.

De kronkel is een variatie door de omgevings temperatuur.

Ik heb verschillende metingen gedaan om de oorzaak van die kronkel te achterhalen. Inmiddels heb ik uitgesloten dat het komt door variaties in de voedingsspanning, of de frequentie regelspanning.
Aangezien de kachel stroom van de OCXO 'snachts hoger is (hij moet harder stoken als het koud is) denk dat daardoor de temperatuur in de OCXO toch net iets varieert. Overigens is die rimpel wel hééél klein: 0,1 à 0,15ppb. Dat is ver binnen de spec, en valt weg tegen de andere variabelen.

Nadat de master clock klaar was ben ik gaan proberen om door isolatie aan te brengen de prestaties verder te verbeteren. De meeste OCXO's worden beter als je ze isoleert.

Bij de paarse curve heb ik een isolerend doosje over de OCXO geplaatst. Je kunt zien dat de OCXO wat eerder op temperatuur komt. Maar verder is het gedrag eigenlijk hetzelfde als de rode curve...

Bij de groene curve heb ik de kast van binnen geïsoleerd.
Het idee is dat daardoor alles in de kast meer opgewarmd wordt door OCXO en voeding, en hierdoor de temperatuur stabieler wordt t.o.v. de omgeving.
Het resultaat.... eigenlijk geen verschil. De curve is iets anders omdat die meting net op een paar hele warme dagen gedaan is.

Als laatste de blauwe curve. Hier zijn zowel de kast als de OCXO geïsoleerd. ook hier weer bar weinig verschil met de originele rode curve. (de meting houdt eerder op omdat ik op dat moment het kastje mee moest nemen voor metingen bij Blackdog, maar de trend is duidelijk)

De conclusie moet zijn dat deze OCXO zo goed is dat er eigenlijk niets meer aan te verbeteren is.
Als je voor goede omstandigheden voor hem zorgt (goede voeding, temperatuur stabiele frequentie instelling) dan doet hij de rest zelf wel....

Hier zie je de Master Clock tijdens m'n isolatie experimenten.
Het deksel en de zijkanten zijn van 5mm isolatieschuim voorzien.
Op het deksel ligt het isolatiedoosje dat precies over de OCXO past.

Onder de drift curven heb ik ook nog een paar curven van de stroom door de OCXO gezet.
Hier kun je mooi zien dat de stroom varieert in een dag en nacht ritme.

De groene curve is met alleen de kast geïsoleerd, bij de blauwe is ook de OCXO geïsoleerd.
Je ziet dat door het isoleren van de OCXO inderdaad de stroom afneemt. Maar het is maar een beetje: 5 à 10 mA.

Aan de bovenstaande curven is ook nog iets anders interessants te zien.
Zoals gezegd vertegenwoordigd de schuinte van de lijnen de drift van de OCXO. Maar... als je het eindpunt van een curve vergelijkt met het begin van de curve die daarna gemaakt is dan zie je dat de OCXO weer met een lagere drift begint. De lange termijn drift is dus lager dan je uit de schuinte van de curven zou opmaken!

Vergeet niet bij het bekijken mijn grafieken dat de verticale as èrg uitgerekt is. Het is als je naar een frequentie karakteristiek kijkt met vertikaal honderste dB's....
Als ik verkoper was zou ik de schaal ijken in PPM's, en daardoor alleen maar rechte horizontale lijnen tonen

groet, Gertjan.

Ha Henk.

Geheel mee eens.
Hoewel het verouderen hier wel mee zal vallen. Immers, deze OCXO's zijn al jaren verouderd in hun vorig leven....

Wat betreft de kronkel, ik ben er 100% zeker van dat dat komt door de omgevingstemperatuur.
Kijk maar naar onderstaande grafiek, waar ik de kamer temperatuur mee ben gaan plotten.

De drift curve is dezelfde als de rode uit de grafiek van mijn vorige post.
Maar nu nog verder verticaal uitgerekt, en met de kamer temperatuur er bij.
Ook heb ik met een stippellijn de gemiddelde drift aan gegeven, zodat de rimpel beter te zien is.

Op 26 juni 2015 14:00:38 schreef miedema:
Aan de bovenstaande curven is ook nog iets anders interessants te zien.
Zoals gezegd vertegenwoordigd de schuinte van de lijnen de drift van de OCXO. Maar... als je het eindpunt van een curve vergelijkt met het begin van de curve die daarna gemaakt is dan zie je dat de OCXO weer met een lagere drift begint.

Ik heb inmiddels dit verschijnsel ook teruggevonden in de datasheet.
Hier is de retrace curve:

Hier zie je precies wat ook in mijn curven zichtbaar is:
Na herstart begint de OCXO ongeveer 0,6ppb lager als waar hij ophield. (1E-9 = 1ppb)

groet, Gertjan

Ha guidob,

Ik heb hier uitgebreid beschreven hoe ik meet: http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1729578#1729578, als antwoord op dezelfde vraag in die draad.

De meting zelf is niet temperatuurafhankelijk omdat ik vergelijk met een 10MHz referentie signaal uit een GPSDO.
Die wordt dus continue bijgestuurd aan de hand van het GPS signaal, en evt. temperatuurdrift wordt dan meteen mee gecorrigeerd.
Al m'n andere apparatuur kan dan driften, maar dat veroorzaakt slechts een kleine fout.
Zeg ik meet 2ppb drift, en de tijdbasis van m'n scoop drift 1% dan heb ik dus een meetfout van 1% in die 2ppb.
Dat is dus te verwaarlozen,de nauwkeurigheid waarmee ik kan aflezen is minder ben ik bang...

Heb je een Trimble TCXO of een OCXO?
Ik kon zo gauw geen Trimble datasheet vinden.
Als je Trimble op 12V draait, en zeker als hij ook een pin heeft waar een referentie spanning uitkomt voor de frequentie instelling zou je hem makkelijk in mijn schema moeten kunnen inpassen.
De OCXO zou je dan met korte stijve draadjes vlak boven de print kunnen monteren.

groet, Gertjan.

OCXO inderdaad, zoiets als deze maar dan een vierkante behuizing. Het zal idd werkend te krijgen zijn, maar ik moet eigenlijk iets maken wat ik ook kan aansluiten op m'n rubidium.

Excuses dat ik iets vroeg wat al was genoemd. Zal het eens bekijken.

Hi guidob,

Waarom wil je de OCXO op je rubidium aansluiten?
Heeft dit betrekking op 1/F ruis?

Zoja, dan is het misschien beter een OCXO aan te schaffen die een beter ruisgedrag heeft.

Ik hoor graag wat de achtergrond is.

Gegroet,
Bram

Wat meer over de uitgangstrafo's

Ik had beloofd terug te komen op het onderwerp uitgangstrafo's...

Eerst een open deur.....
Je kunt de uitgangen natuurlijk ook prima zonder uitgangstrafo maken!
B.v als je de master clock wilt gebruiken om je counter een betere tijdbasis te geven etc.
Zolang je niet meerdere instrumenten tegelijk 10MHz wilt voeden zijn die trafo's eigenlijk overbodig.

Pas bij complexere meetopstellingen zijn die trafo's erg fijn, omdat ze extra aardlussen etc. voorkomen.
Zonder trafo win je een kleine dB uitgangsniveau, de C's die ik heb uitgezocht voor C24-C27 zijn uitmuntend geschikt als uitgangscondensator. Mooie polyprop film C's met 250V doorslag spanning.

Maar jullie willen natuurlijk wèl uitgangstrafo's...
Dus ben ik voor jullie aan de slag gegaan om een uitgangstrafootje te maken met een standaard verkrijgbare kern.
Het heeft wat prototypes gekost:

Midvoor het trafootje dat het geworden is, rechts daarvan de trafo die Blackdog voor mij gemaakt heeft.
Daarachter andere prototypes die het niet geworden zijn.... (maar waar ik wel van geleerd heb)
Als rbeckers goed kijkt ziet hij zijn thuisvlijt er ook nog tussen liggen.

Deze uitgangstrafo heeft een bandbreedte van ong. 300kHz tot 80MHz, ongeveer gelijk aan de trafo van Blackdog.
Het belangrijkste, de insertie demping, is met ong. -0,8dB een toefje beter als de trafo van Blackdog, daar meet ik -0,9dB.
De maximale uitsturing is hoger dan 10Vtt of +24dBm, meer dan zat.

Alle metingen zijn ongeveer, mijn meetspullen zijn niet toegespitst op HF... (vergelijken gaat natuurlijk wel prima)

Ik heb de volgende kern gebruikt: Amidon FT37-77
De mijne komen van Reichelt (nr. 5977000201, Eur. 0,56)

De primaire en secundaire bestaan uit 5 wikkelingen, met de draden parallel, tegelijk gewikkeld, egaal verdeeld over kern.

Dus, je neemt 2 stukjes draad van 15cm lang, en haalt ze samen 5x door het gat in de kern. Verdeel de wikkelingen mooi over de kern, dat komt de koppeling ten goede.

Ik heb ook geprobeerd om de draden licht te twisten, zoals Blackdog voor mij gedaan heeft. Vermoedelijk loopt het hoog dan verder door, ik kan het niet meer meten. En eigenlijk is het hier ook ongewenst, daarboven zitten alleen harmonischen die je liever kwijt dan rijk vent.

Ik gebruikte mooi dun draad met Tefzel isolatie (Farnell 146-384), maar ik denk dat het met elke draad wel zal werken.

Hier nog een sfeerplaatje van de nieuwe trafo op het inmiddels gehavende prototype printje van de uitgangsversterker.
De opamp is blij met de lage insertion loss! Hoeft hij minder hard te werken, en genereert daardoor minder harmonischen.
Dat ga ik volgende week eens meten, als mijn nieuwe spectrum analyser binnen is

groet, Gertjan

Hi Gertjan,

Mooi!

Ik heb vandaag ook nog wat metingen gedaan aan mijn test trafo's.
En ik heb nagedaacht over hoe de trafo's aan te sturen.
Ook hier heb ik wat testen mee gedaan.

Ik doel er dan op de trafo's hard aan te sturen door de opamp uitgang (rond de 5 Ohm in serie)
Dan de koppel condensator en aan de secundaire winding een weerstand die het geheel op 50 Ohm uitgangs impedantie brengt.

Dit zijn metingen die ik niet derect doe om jouw ontwerp aan te passen, maar om kennis op te doen.
Veel metingen doe ik ook met SWR, ik wil zien wat er allemaal meespeeld bij breedbandige trafo's.
De beste SWR krijg ik nu met 5 Ohm in serie met de opamp uitgang, dan de condensator, de trafo en dan een serie weerstand die het geheel 50 Ohm maakt.
Dan nog een kleine toevoeging dit is een condensator van rond de 33pF over de uitgang,
die het dan precies reeel 50 ohm maakt over een redelijk groot frequentie gebied.
Dit is getest met een iets grotere trafo's dan die ik aan Gertjan heb gegeven.

Als ik het geheel wat meer op een rijtje heb, zal ik laten zien met een LM7171 testschakeling.
Wat ik opdoe aan kennis gebuikt ik dan voor een uitbreiding op de print van Gertjan.
Ik heb een paar extra aansluitingen nodig, en maak dan een subprint met nog 4 aansluitingen die aan de print van Gertjan gekopeld komt.

Gertjan,
Als je de SA binnen hebt, zal je nog meer variaties gaan zien, zoals de vrij lange draden die nu aan de spoelen zitten waarme je test.
Zorg ook dat je een meetbrug krijgt, zoiets als deze Minicircuits ZFDC-20-3, zoals je bij bij zag een SWR demping van rond de -40dB over een groot bereik.

Laters meer,

Gegroet,
Blackdog

Ha Blackdog,

Je bent goed bezig!

Het is natuurlijk prachtig als de uitgangsimpedantie nog preciezer 50 Ohm wordt
Maar hou je ook de andere parameters in de gaten?
Als ik je opzet goed volg moet de opamp nu in een lagere impedantie werken en dat zou dus meer harmonischen kunnen opleveren.
Een serie weerstand in de secundaire geeft verlies, en we willen juist dat insertion loss zo laag mogelijk houden.

Een ontwerp is altijd een balans tussen het optimaliseren van de verschillende parameters.
Ik ben benieuwd!

Zal ik je een paar van mijn kerntjes sturen, zodat jij die ook kunt proberen?
Voordeel daarvan zou zijn dat anderen ze simpel kunnen bestellen en nabouwen

groet, Gertjan.