10MHz OCXO Master Clock nabouw topic

Hi Robert,

Ik zou nog kijken naar de 4K12 weerstanden...
Ik was door de weerstanden heen die ik had besteld voor dit project.
Echter in de bak ongesorteerd 1% weerstanden, vond ik nog zo'n 25 stuks

Dus als je een van deze weerstanden wil hebben dan doe ik hem in een enveloppe voor je.

Gegroet,
Blackdog

Ha Blackdog,

Dank voor je aanbod! Ik zal komende week mijn totaallijst gaan opstellen en kijken wat bij EOO en Farnell verkrijgbaar is. Als ik spaak loop met de weerstand, dan maak ik graag gebruik van je aanbod!

Groet,
Robert

Hi Robert,

No Problemo, ze leggen hier niet in de weg en een mailtje naar mij en hij komt in een enveloppe in je brievenbus terrecht

Gegroet,
Blackdog

Er zijn wat typo's in de bestelnummers ontdekt:

C1/C4/C5/C11/C33: 2935813 moet 2395813 zijn.
C20/C21/C22/C23/C34: 8708413 moet 9708413 zijn.

IC1 is onder 9487611 niet meer leverbaar, gebruik oa 1468961.

Wat is jullie ervaring met de op de OCXO met stift geschreven insteling voor de referentiespanning? Ik heb nu mijn tweede binnengekregen en als ik die instel op de erop geschreven 2,18V dan zit hij 2,5Hz naast die van mijn eerste waar 5,78V op staat.
Welke van de twee heeft gelijk of hebben ze beide ongelijk ...

Hi fzwart,

Iedere OCXO heeft zijn eigen waarde, beide bij mij hadden een kleine afwijking van de waarde t.o.v. een GPS referentie.

Waar meet jij de frequentie mee, ik hoop met een zeer goede referentie.

Gegroet,
Blackdog

@blackdog
De eerste gebruik ik als referentieclock voor een PM6671 counter waar ik vervolgens de tweede mee meet. En die geeft een verschil van 2,5Hz aan als ik beide heb ingesteld op de opgeschreven spanning.
Dus van één van beide klopt die instelling niet. Of van allebei niet omdat ik geen echte gekalibreerde meter heb.
Ik hoef dan ook geen nauwkeurgheid op tienden van hertzen maar 2,5Hz is wel wat veel.

[Bericht gewijzigd door fzwart op 14 augustus 2015 16:53:09 (12%)]

Hi fzwart,

Je hebt nu drie onzekerheden, je zal de OCXO zeker een dag aan moeten laten en dan vergelijken met b.v. GPS gecontroleerde 10Mhz referentie.
Een uur kan ook, maar kijk ook bij de gegevens van Gertjan, dan zie je wat de drift is van dit type OCXO's.

De enige optie is dus iemand weten, die een stabiele referentie heeft en dan t.o.v. die vergelijken.

Ik heb weinig vertrouwen in het opschrift van de OCXO, daar deze minstens en uur aan moeten staan, en ik denk dat de Chinees die ze verkoopt daar echt geen zin in heeft.

Gegroet,
Blackdog

Komen ze van dezelfde leverancier? 2.5Hz is wel een grote afwijking, dan had men net zo goed niets op kunnen schrijven.

Ik had een verschil van 4.8Hz na een uurtje opwarming, met een ongecallibreerde meter uit de de 70's. Maar afwijkingen van minder dan een promille vind ik niet zo erg.

@ fzwart,

Ik kan je vcxo als type wel en er zijn onderlinge verschillen maar ik zou van de 2,18V 5,18V maken en dan laten opwarmen en uit regelen 1uur is voldoende voor 1Hz.

Gr Henk.

Dat is een goede opmerking, scherp! De afregelspanning van mijn exemplaar is 5.94V, en hier toont miedema twee met een afregelspanning van net boven de 5V.
2.18V is een stuk lager.

Ja ik vond die 2,18V ook al laag. Nu met een potmeter net zo lang ingesteld tot beide gelijk zijn (meter geeft exact 10000.000 aan).
Spanning is dan 5,80 Volt. Is voor mij ook nauwkeurig genoeg, de meter heeft toch geen hogere resolutie en is nu toch een stuk beter als met de interne oscillator.

@ fzwart,

Prima ik weet niet welke klok er in je teller zit maar deze is waarschijnlijk een stuk stabieler en absolute meten is een hele toer en is vaak niet nodig.

Gr Henk.

Hallo,

Ik meld mij terug van vakantie.
De afgelopen weken van alles gebrouwd, maar geen elektronica

Teruglezend is er flink gebouwd in mijn afwezigheid!
Goed om te zien dat Blackdog de meeste vragen wel heeft weten te beantwoorden. Hartelijk dank Bram!
Ook Henry S. bedankt voor de ondersteuning, en voor het vinden van de typo's. De onderdelenlijsten heb ik aangepast met de correcte Farnell nummers.

Ik moet zeggen dat het mij een beetje verbaasd dat het kennelijk moeite kost om onderdelen te vinden.
Behalve een paar uitzonderingen (ferriet, low tempco R's, opamps) zijn de rest toch gewone standaard componenten, bij elke onderdelenzaak op de hoek wel te vinden.

Natuurlijk realiseer ik me dat veel van die onderdelen winkels verdwenen zijn. Hier in Utrecht hebben we gelukkig nog Radio Centrum. (die overigens ook een webshop heeft)
Maar daar is online veel voor terug gekomen. Eerste waar ik uit het hoofd aan zou denk en is Reichelt, of Conrad. Hier op CO staat een waslijst voor ideeën: http://www.circuitsonline.net/shops/

Staar je ook niet te veel blind op die Farnell nummers.
Voor mij is Farnell een handige leverancier. En als anderen ook gewend zijn om bij Farnell te kopen zijn die nummers natuurlijk handig. Maar er zijn natuurlijk vele andere even goede manieren om aan onderdelen te komen (nee, niet e-bay....)

Zoals al gezegd zijn die Farnell nummers wél handig om snel een datasheet te vinden. Farnell heeft bij elk part een PDF linkje naar de bijbehorende datasheet staan.

Hecht ook niet te veel waarde aan het feit of er wel of geen Farnell nummer in de partlist staat.....
Als er een nummer staat betekend dat alleen dat ik dat onderdeel recent gekocht had, of dat dat nummer al in het Eagle CAD symbool ingebakken zat. Parts zonder nummer kwamen dus gewoon uit mijn onderdelen bakjes....

Er lijkt nog wat onduidelijkheid te zijn over hoe de voeding, en het ferriet daar in. Kort door de bocht zorgen R40 en R41 er voor dat de voeding zelf minimaal storing veroorzaakt, en verbeteren de filters met het ferriet de voeding waar de LM317 dat niet meer kan. Ik zal als ik even tijd heb een uitgebreidere uitleg schrijven.

Dat ferriet is inderdaad lastig. Ook ik ben indertijd lang bezig geweest met uitzoeken. Dat komt mede omdat de datasheets zo slecht zijn. Vaak staan daar alleen maar de leverbare types, en de maten van de reels etc in.....
Dat betekende domweg kopen wat in de buurt lijkt te komen, en daarna zelf maar meten om te selecteren....
Voor het nabouwen zou ik gewoon de typenummers van de fabrikant uit mijn partlist Googelen, en kijken wat de handigste shop is die opduikt.
Als er nog mensen zijn die met het kopen van ferriet in hun maag zitten, laat dat dan weten. misschien is het dan een oplossing dat ik ze voor je inkoop.

Ik kan me voorstellen dat er, door al het gepraat over de uitgangstrafo's, en de verschillende ontwerpen die voorbij kwamen, dat hier verwarring door is ontstaan.
Maar in feite kun je alle hier getoonde ontwerpen gebruiken, zonder dat je in de praktijk een verschil zult merken.
Voor de trafo's van Blackdog zijn de kernen eenvoudig te bestellen bij Baco: http://www.baco-army-goods.nl/componenten-elektronicaonderdelen/ferrie…
En de kernen voor mijn ontwerp zijn even eenvoudig te bestellen bij Reichelt: http://www.reichelt.nl/FT-37-77/3/index.html?&ACTION=3&LA=446&ARTICLE=…
Ook tussen mij originele uitgangs configuratie en die van Blackdog zul je in de praktijk geen verschillen merken, dus niets om over wakker te liggen. (Natuurlijk wel de andere kant van de kabel met 50Ω afsluiten!)

Nog even over die "Vfc=5,xxV" op de OCXO's.
Als je naar mijn drift karakteristieken kijkt dan zie je dat de OCXO na aanzetten nog uren bezig is (subtiel) stabieler te worden. En dat dat effect met een losse OCXO op tafel veel groter is dan ingekast.
Een beetje nauwkeurige Vfc zou je dus na een uur of 10 moeten bepalen. Maar het zou me verbazen als de Chinees die een hele serie getest heeft het geduld had om 10 minuten te wachten......

In dat licht is een verschil van 2,5Hz tussen 2 OCXO's niet eens zo slecht, ze ontlopen elkaar 0,25PPM, beter dan veel counters. (Maar natuurlijk ver onder het kunnen van de OCXO)

Met die Vfc op de OCXO kom je dus aardig in de buurt, maar als je echt nauwkeurig 10MHz wilt hebben zul je zelf moeten kalibreren (b.v. goed te doen met een GPSDO)

Hartelijke groet, Gertjan.

Zoals beloofd nog wat uitleg over de voeding

Omdat er nog wat onduidelijkheden waren over de voeding, en het ferriet daar in, hier nog wat uitleg.
Om te beginnen nog een keer het schema:

Ik laat hier zien dat ook met de aloude LM317 door zorgvuldig optimaliseren een uiterst stille voeding gemaakt kan worden, met brom & ruis rond/onder de 30uV.

Eerste punt van aandacht is dat een voeding ook zelf storing kan opwekken.
De diodes van de brugcel gaan alleen open op de toppen van de (net)sinus, er lopen dan dus hoge piekstromen om de buffer elco C29 bij te laden. Deze hoge piekstroom wordt door de diodes abrupt aan en uit geschakeld, wat in de trafo door zijn zelfinductie hoge spanningspieken opwekt. Die zelfde zelfinductie vormt ook met de capaciteit van de diodes een resonantie circuit.
Om deze problemen te voorkomen is als eerste de buffer elco zo klein mogelijk genomen, om die piekstromen te beperken. Vervolgens zorgen R40 en R41 er verder voor om die piekstromen te verkleinen (en de diodes langer open te houden).
Ik heb gekozen voor Scottky diodes omdat die schoon schakelen (in tegenstelling tot b.v. 1N400x, welke flinke ringing geven) De lagere spanningsval van Scottky helpt bovendien om de spanningsval over R40 en R41 te compenseren.
Verder helpen R40 en R41 om de Q uit de resonante kring van trafo inductie en diode capaciteit te halen.
Ook het Zobel netwerkje vanR39 en C28 dient ter onderdrukking van deze resonantie.

Tot slot zorgen R40 en R41 voor wat impedantie waar C29 een eerste filter mee kan vormen (f -3dB=117Hz)

Dan de LM317 zelf. Door toevoeging van C33 winnen we 10dB aan brom onderdrukking, maar alleen als we de omringende componenten zorgvuldig bedraden. Ik heb geprobeerd dit in het schema aan te geven.
Overigens hier dus niet de bekende beveiligingsdiodes rond de LM317. Bij nogmaals zorgvuldig lezen van de datasheet bleek dat in deze toepassing de LM317 uitstekend zonder kan. Het is voor het eerst sinds jaren dat ik ze weg laat....

Die LM 317 geeft hier dus een prima brom onderdrukking, hier tot -90dB, maar dat alleen maar bij relatief lage frequenties. Kijk maar naar dit plaatje uit de datasheet:

Je ziet dat de Ripple Rejection boven de 10kHz hard terugloopt. Dat komt natuurlijk omdat die onderdrukking afhankelijk is van flinke tegenkoppeling, en bij hogere frequenties loopt de gain terug....
Dit is ook de oorzaak van het bekende fenomeen dat stoor (naald)pulsen dwars door zo’n regulator heen gaan. (dus ook die stoorpulsen uit de trafo waar ik het hier boven over had)
Mijn oplossing hiervoor is om vòòr de LM317 passief te filteren wat hij zelf niet kan onderdrukken.
Het eerste filter wordt gevormd door het 6x ferriet, L6 en L7, met C30. Dit filter heeft een -3dB punt bij ongeveer 5kHz, en werkt tot een paar MHz.
Het volgende filter wordt gevormd door L8 en L9 samen met C31. Hier is het -3dB punt 1MHz.
C32 zorgt dat dit filter ook voor hoge frequenties effectief blijft (boven 10MHz) waar C31 inmiddels inductief is geworden.

Een extra reden voor dit passief filteren is dat ik geen plek in mijn kastje had voor een netfilter, nu worden stoorsignalen uit het lichtnet toch nog onderdrukt. (de ringkerntrafo is zeer breedbandig, ik schat zo’n 300kHz, en koppelt daarboven capacitief)

Het resultaat van dit geheel (samen met een zorgvuldige print layout) is een voeding die zeer stil is.

Ik heb de voeding gemeten op de definitieve print, met de trafo er vlak naast, in de definitieve opstelling in mijn kastje.
Zie onderstaand het meetresultaat:

Je ziet hier de uitgangsrimpel gemeten met mijn Clio analyser.
De verticale as is in dBV. Voor wie daar minder in thuis is heb ik er de bijbehorende mV en uV waarden bij gezet.
De groene curve is het spectrum van de uitgang van de voeding. De blauwe curve is een meting met de voeding uit, m.a.w. het is de ruis/stoor vloer van de analyser/meet opstelling.
Je ziet dat de hoogste harmonische, 100Hz, blijft steken op ong. 35uV, en de meeste harmonischen onder de 10uV blijven. Ook zijn er opvallend weinig hogere harmonischen aanwezig..
Een uitstekend resultaat voor een relatief eenvoudige voeding!

Het lichte bultje in de ruisvloer rond de 25kHz is de resonatie van de daar inductief geworden uitgangsimpedantie van de LM317 met de uitgangs C, C34. Vandaar een tantaal op die plek, de 1Ω ESR van een tantaal is daar essentieel. Met een ceramische C34 zou je daar een enorme piek hebben!

groet, Gertjan.

Had je ipv die 1N5819 schottky diode niet beter gewone soft recovery diodes kunnen gebruiken? Volgens mij is dat nog beter.

Ha flash2b,

In de praktijk schakelen zowel Scottky als soft recovery diodes helemaal keurig, zonder de vieze ringing die je bij een standaard silicium diode ziet.
In mijn toepassing is de veel lagere spanningsval van de Scottky een voordeel. Dit compenseert deels de spanningsval over R40 en R41 (en/of die kunnen groter gekozen worden, zonder dat je naar een hogere trafo spanning moet, en je verliezen oplopen)

Zodra de gewenste uitgangsspanning omhoog gaat is Scottky al snel geen optie meer, en heeft inderdaad soft recovery mijn voorkeur.

groet, Gertjan.

Ik had nog een tegenstrijdigheid gevonden in de onderdelenlijst.
De bestelnummers voor de 47R5 en de 475R zijn hetzelfde ik neem aan dat de nummers verkeerd zijn, en niet de waardes.

Ha haasje93 ,

Ik heb even gechecked, de weerstand waarden kloppen, en de Farnell nummers horen bij de 47R5 weerstanden.
Overigens geen idee waar die nummers vandaan komen. Beide weerstandswaarden zijn standaardwaarden die ik zo uit mijn bakjes gevist heb. Waarschijnlijk zaten ze al standaard in de gebruikte Eagle library.
Ik heb de BOM wederom aangepast......

Overigens nog even over die Vfc=5,xxV tekst op de OXCO's....
Als je goed naar deze foto kijkt:

Dan zie je dat het "=" teken geen 2 rechte streepjes zijn (symbool voor "is gelijk aan"), maar twee golfjes (symbool voor "is ongeveer").
Dus de chinees die dit er op schreef was slimmer dan ik dacht, en het opschrift klopt helemaal

groet, Gertjan

En nr 3 was tijdens schrijven nat

Nee, niet nat, er zit een soort vettigheid op.
Zoals je ziet heeft de door mij er opgeschreven omcirkelde 3 hetzelfde verschijnsel.
Dat viel me al op toen ik die 3 er op zette.

groet, Gertjan.

Vandaag en Gisteren wat onderdelen binnen gehad voor de 10MHz referentie.

Ha haasje93,

Zo te zien heeft UPS een flink pakket bij je afgeleverd.
Veel bouwplezier de komende dagen!

groet, Gertjan

Ja dat was inderdaad een mooi groot pakket.
Dat word zeker veel bouwplezier.

Groet, Christiaan

[Bericht gewijzigd door haasje93 op 22 augustus 2015 11:52:25 (12%)]

Ik ben begonnen, de rest (buiten de nog niet geplaatste OCXO, LM317 en LM393 om) moet besteld worden.

[foto volgt]

Even een opmerking en een vraagje.

-In de BOM staat bij C11 en C33 nog steeds de ordercode 2935813 ipv 2395813.
-Bij het shoppen bij Farnell valt me op dat de instelpotmeter een tempco van 100ppm/°C heeft. Ik vraag me af of de lage tempco van de twee weerstanden dan nog veel nut heeft.