10MHz OCXO Master Clock nabouw topic

Hallo Gertjan, allen,

in ons meetgroepje gebruiken we inderdaad een door Timo PE1FOD ontworpen 32 MHz oscillator. Dat functioneert prima. Ik kan dat eventueel vervangen en/of valideren door resp. met een 32 MHz signaal, gegenereerd vanuit een HP3335A Synthesizer/Level Generator. Deze heeft als 10 MHz referentie input een HP GPSDO 58503A. Het bijkomende voordeel is daarbij, dat ik elke frequentie tussen 200Hz en 81MHz kan opwekken met een stabiliteit en nauwkeurigheid als die van de HP GPSDO. Resolutie op 10MHz is 1 mHz.
Voor het afregelen en monitoren gebruik ik een good old HP8405A Vector Voltmeter. Het voordeel van de hierboven beschreven configuratie is dat elke - van 10 MHz- afwijkende TCXO/OCXO of Rb Standaard gemeten c.q. afgeregeld kan worden.

Tenslotte. Op de site van SDR-Kits is een link te vinden naar een artikel van Kurt Poulsen "How to make high accuracy precision Frequency measurements with the VNWA". Hij gebruikt 10 MHz als input op de externe referentie ingang van de VNWA. Binnenkort wil ik dat ook eens proberen.

Gr. N.

Ha NKHteB,

Op dezelfde wijze stuur ik mijn Rigol DG1032Z AWG met 10MHz. Sinds ik gecheckt heb hoe verbazend nauwkeurig en stabiel het uitgangssignaal dan is, taal ik niet meer naar delers van m'n 10MHz referentie. Helaas gaat de Rigol tot 30MHz....

Natuurlijk zijn er vele manieren om een referentie frequentie te checken. Wat ik leuk vond was om te laten zien dat je met "huis tuin en keuken" spullen tòch zeer nauwkeurig kunt meten.

Dat artikel van Kurt Poulsen om met 10MHz ext. in frequentie te meten met de VNWA heb ik nog niet gezien. Ga ik opzoeken.

groet, Gertjan.

Ha Miedema en anderen,

Ik hab vanavond mijn eerste "vrije" avond deze week en zal een even wat foto`s en metingen gaan verrichten.

@Gertjan, Hoe zit dat passieve optel netwerkje van jou inelkaar?

Groet, Christiaan

[Bericht gewijzigd door haasje93 op woensdag 11 januari 2017 10:44:13 (18%)]

Ha Haasje93,

Christiaan, ik ben benieuwd.....

Dit is wat ik gebruik om de 10MHz signalen te combineren:

Ik heb dit bedacht nadat bleek dat met een standaard splitter/combiner de 10MHz signalen elkaar te veel beïnvloedden.
Zo is er meer scheiding, en blijven de impedanties toch rond de 50Ω
Als ik er nu weer naar kijk dan zie ik dat ik eigenlijk een omgekeerde Owen splitter bedacht heb

@ NKHteB,
Ik bedacht dat ik toch een 36MHz referentie kan maken
Dit door de generator van m'n Agilent 4395A te gebruiken, en die te locken aan de 10MHz referentie.

Zoiets wil ik dan eerst wel checken op goede werking.....
Eerste indrukken waren prima. Een mooi schoon signaal, THD rond -58dB. Weinig tot geen jitter. Testend met 10MHz uit bleef dat signaal op de scope keurig strak naast z'n referentie staan. Maar een uur later leek het toch iets verlopen....

Dus maar een langere termijn fase verloop log opgestart, en vannacht laten pruttelen. Dat log zag er de volgende dag zo uit:

Er zit dus wel degelijk slip tussen de generator en z'n referentie...
Maar de generator had er wel 11¼uur voor nodig om 1 fase te verschuiven.
Dat komt dus neer op 1 fase in 11¼ x60x60=40500 seconde.
Oftewel de frequentie afwijking is 1/40500 = 0,0000247Hz, oftewel 24,7µHz.

Dat is een afwijking van 0,0025ppb, en zit dus onder de grens waar afwijkingen nog van invloed zijn op m'n OCXO metingen.
OP zich natuurlijk leuk: MHz signaal meten met een resolutie van µHz. Als je maar de tijd hebt, m'n "gate tijd" was hier dus 16 uur

Natuurlijk hangt nu mijn gelockte Rigol generator aan dezelfde opstelling....
Ziet er strak uit, maar daar ik dus morgen pas wat zinnigs over te zeggen .

Ik denk dat ik je Kurt Poulsen artikel gevonden heb: How to properly set the VNWA for use of the VNWA Frequency meter

groet, Gertjan.

Ha Gertjan en anderen,

Hier is het dan mijn metingen aan mijn nog niet helemaal afzijnde 10MHz referentie.

Allereerst Gertjan dankjewel voor je info m.b.t. het netwerkje.

Zo en nu de foto`s....

Het gefreesde front, met daarop de kleine kenmerken dat de wet van Murphy wel degelijk overal om de hoek komt kijken.

De referentie aangesloten net aangezet.

De spanningsvoorziening.

De eertse meetopstelling.

Afgesloten met een stukje vleit van ome Philips.

Zo en nu verder..

Na opwarmen heel mooi 0,71VAC RMS gemeten, op de HP3400A.

Natuurlijk ook even op de scope meten...
Daaruit maak ik op dat mijn scope en mijn meter het 45mVAC oneens zijn..

Kleine overview.

Een vierpuntsmeting van de puldown weerstand. 150Ohm paralel aan de weerstand van 470Ohm. Dus totaal een weerstand van 100Ohm.
Hier moet ik nog wel even een andere weerstand voor regelen een van metaalfilm.

Close up..

Zoals jullie kunnen zien is het nog niet helemaal klaar.
Het wachten is nog een beetje tot ik weer wat kan gaan vrezen, dit doe ik samen met een collega.

Ik hoop dat ik hiermee jullie een beetje vermaakt heb.
Als je vragen hebt, stel ze..

Groet, Christiaan.

[Bericht gewijzigd door haasje93 op donderdag 12 januari 2017 13:05:07 (11%)]

Hi Haasje93,

Goed gedaan!
Ik hoop dat meer mensen de stap gaan wagen zoals jij nu ook hebt gedaan.
Laten zien hoe je iets gebouwd hebt en hoe je bepaalde metingen hebt gedaan.

Daar ga je nu dus opmerkingen op krijgen *grin*
Het gaat nu om de afwijkingen tussen de scoop en de HP3400A meter, zuinig op deze meter zijn!

De 45mV verschil kan verschillende oorzaken hebben, meestal meerdere tegelijk:
Kalibratie fout HP3400A
Kalibratie fout Agilent scoop, en de 8 bit resolutie.
Kabels het zelfde gehouden?
Afsluitweerstand het zelfde gehouden (jouw Philips weerstand kan zo 5 a 10% afwijken bij 10MHz t.o.v. de ingebouwde scoop 50 Ohm)
Behalve de Philips 50 Ohm afsluiter heeft de HP 3400A ook nog een ingangs capaciteit.
De ongeveer 50pF van de 3400A gedraagt zich als een 320 Ohm weerstand bij 10MHz.

Wie nog meer opties heeft betreffende de meetafwijking, laat het weten.

Groet,
Blackdog

Ha haasje93,

Mooie behuizing foutje nauw ja valt nog wel mee je heb in ieder geval nog ruimte voor de verdeler of de voeding.

@heer miedema,

De referentie ingang van apparatuur is zeker geen genlock ingang en vaak alleen bedoeld om er iets op aan te bieden (beter) als in het apparaat zelf.
Dit wil zeggen dat de fase relatie tussen referentie ingang en uitgangssignaal niet star is.
Dit is ook vaak niet mogelijk denk aan een uitgangsfrequentie waar een breuk ontstaat door de resolutie van de ingestelde frequentie (aperture) door dit gat is het niet mogelijk een fase lock over lange tijd te garanderen.
Ook de moderne meetzenders signaal generatoren opgebouwd met een DDS kennen dit veelal is het een op zich staand apparaat.
Als je wel een fase vergrendeling tussen referentie en het opgewekte signaal uitgang wil bereiken en de verhouding een breuk oplevert zul je een modulus teller (swallow counter divider) moeten toepassen.
Ik zal eens kijken hoe dit bij Timo werkt.

Groet Henk.

Ha Christiaan,

Goed bezig! En mooie foto's.
Mooi gemaakt frontje. Ben wel benieuwd hoe je mijn tekening zo precies kon omzetten in frees opdrachten.
Het ziet er in elk geval erg goed uit. Ik heb de grootste moeite om Murphy te vinden...

Zo te zien ben je bijna klaar.... Alleen nog de trafo er in en achter paneel maken & bedraden.

Maak je niet te druk over de uitgangsamplitude. Het is en frequentie standaard, en geen AC spanningsreferentie
Zolang je maar rond die 2Vtt / +10dBm zit kan het leeuwendeel van de meetapparatuur overweg met je referentie. Daar gaat het om.

Ook leuk om eens op jouw werkbank te kijken

@ electron920,
Hoewel die externe referentie ingang natuurlijk geen genlock is gaat het dus toch heel aardig....
Het gaat hier om een referentie frequentie, fase lock is niet nodig.
Inmiddels staat mijn Rigol AWG de hele dag in dezelfde opstelling, en daar is amper of geen fase verschuiving te zien.

Timo heeft voor dit doel een uitgebreide PLL gebouwd, documentatie hier. (en dan naar beneden naar "Schema external ref voor VNWA DG8SAQ", ik kreeg een error als ik daar direct naar linkte)

groet, Gertjan.

Mooi, netjes en goed.

Mijn 10MHz 8+1 versterker hangt aan de OCXO van de GPSDO.
(8 uit, via ringkern trafo's, 1 uit aan de voorkant)

Counter, RF gen, AWG en SA zijn aangesloten.

Heren,

Dank voor de lovende woorden!

Als je op het frontje kijkt zien jullie onder de r een stip in het metaal. (De frees die de verkeerde kant opging.)

En daarnaast zien jullie heel lichtjes een streep.
Het is inderdaad beperkt gebleven maar het zit er wel.

Blackdog, naar aanleeding van jouw opmerkingen werd ik getriggerd om nog eens te gaan meten.

Zie hier de gebruikte materialen.

De 3400a in actie met de T+50Ohm afsluiter.

De philips op de HM407-2

De Hameg op de DSO.

De resultaten.

Door het gebruik van hetzelfde materiaal, ben ik erachter dat er inderdaad verschil zit in hoe je meet en met welk apparaat.

Als de scopemeting vergelijk van de eerste keer en de tweede keer zit er verschil in, doordat ik denk ik op de een 500mV p/d en de ander op 1V p/d staat. (door de 8bit resolutie.?)

Dus ik heb hier weer het een en ander van geleerd.

@Miedema,
Wat het front betreft, ik heb de originele tekening van jou gebruikt en dat weer geopend in een ander programma en dat weer geëxporteerd naar een cnc frees.

En ik ben mij ervan bewust dat het niet zo nauwkeurig hoeft, maar dat vind ik juist zo leuk.

Groet, Christiaan

Hi haasje93,

Goed dat je het verder uitzoekt, waar de variaties van de metingen vandaan komen.

Nog een tip, wil je redelijk nauwkeurig meten met een scoop, kies dan een grote golfvorm op het beeld,vooral bij een digitale scoop,
dan maak je zo goed mogelijk gebruik van de resolutie van de AD converter van je gebruikte kanaal.

Maar...
Ik heb in een ander topic over mijn Fluke Comby Scoop laten zien, dat er ook nog zoiets is, als een vermogens bandbreedte van een scoop.
Even een natte vinger opmerking, zeg dat je tot 1:10 van de bandbreedte van de scoop je tot volle schaal kan gaan zonder dat het beeld/meting te veel angetast wordt.
Wat meestal 8-Divisies hoog betekend.
Verder zal je bij metingen op 10MHZ er voor moeten zorgen dat het 20MHz filter uit staat(dat was bij jou het geval )
Ook de eventueele filters bij de acquisitie instellingen van de digitale scoop.

Gebruikte AC RMS meter
Mijn HP 3400A is bij het 1V bereik binnen 3% recht tot 10MHz en het -1dB punt ligt bij 17MHZ, het -3dB punt ligt bij 22MHz.
Als je het eens wou vergelijken.

Denk er aan, dat bij scoops de vertikale nauwkeurigheid afhankelijk is van de temperatuur van de scoop.
Bij de oudere typen, die flink warm worden, zal je daar zeker rekening mee moeten houden.

Ik zag metingen van jou met een Agilent scoop, lees de handleiding daar eens van door,
waarschijnlijk zal je daar ook een "Auto Cal" functie in vinden die je meestal pas kan gebruiken na 15 tot 45 minuten opwarmtijd.
Gebruik die functie regelmatig als je de specificaties van de scoop wilt halen.

Bovenstaande betekend niet dat ik vind dat je niet goed gemeten hebt, ga juist zo door!
Ik geef alleen aan, waar de variaties in metingen vandaan kunnen komen.
Vanaf zo'n 10MHz wordt het trouwens erg lastig om een waarde tot op 1% nauwkeurig te meten.

Groet,
Bram

Ha haasje93,

De meeting daar heb ik geen opmerking over wel dat je golfvorm er niet schoon uitziet ik weet niet of dit in de scope zit?
Voor harmonische ziet er ook raar uit misschien een onderzoekje waard
Je afsluitingen zijn voor deze frequentie goed dat doosje van Philips komt uit de zelfde serie als de verdeler van @heer miedema en hoort bij een scope welke gebruikt wordt met een microwave leer set Sivers/Philips Zweden 1960

Ik heb dit set compleet met een aantal antennes ( parabooltjes hoorntjes) maar zowel de verderler als de afsluiter zijn gemaakt tot zeg 30MHz middenfrequentie.
Dit is meer als voldoende voor de meting welke je doe dus geen probleem wat wel een dingetje is hoe de scope het plaatje interpreteert in de meeste gevallen zal top/top gemeten worden de rest wordt uitgerekend.
Het is in jou plaatje nu juist de top/top waarde waar iets op zit en nogmaals kan ruis van de scope zijn geen idee.

Groet Henk.

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

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.

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.

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.

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.

@ 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.

Hallo Gertjan,

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

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

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/TANTAL-10-25/3…
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.