ijk-generator

Ik zou het sprietje wat bij de TinySA zit gebruiken,dan zit je altijd safe.En aan de oscillator kant een SMA connector met een stukje draad.Gewoon een draadloze verbinding maken,Dat is ook de kleinste\minste belasting voor de oscillator.

Gewoon een kabeltje gebruiken kan ook,zie bijlage voor de levels.Of altijd een 30 dBm attenuator er tussen.

Mooi, maar nergens wordt het vermogen van die oscillator gegeven. Is ook niet echt eenvoudig te bepalen...
Je moet die -20dBm (in 50Ω) terugrekenen naar spanning, en dan een geschikte weerstandsdeler gebruiken om de uitgangsspanning van de oscillator daar naar toe te brengen.

-20 dBm over 50 Ω = 22,4 mV (zegt mijn tabel)

Ha ronw,

Om de uitgangsspanning van de test generator te verzwakken zou ik persoonlijk een tweede uitgang creëren.
Dus je standaard uitgang en een op -40 dB uitgang, met drie weerstanden ben je klaar je testgenerator heeft dan een hi en een low uitgang.

De verzwakker in bijvoorbeeld in π uitvoering 2 x 49 Ω naar massa 1 voor en 1 na de serie weerstand van 2,4 kΩ verzwakking 40,00 dB reflectie demping ≈ 34 dB.
Deze verzwakker heeft een impedantie van 50 Ω het is dus een voorwaarde dat de uitgangsimpedantie van je generator laag is.
Nu is TTL/CMOS altijd laag tenzij je een three-state buffer gebruikt..
Als je het precies weten wil eerst de uitgangsimpedantie van je IC meten en dan aanpassen naar 50 Ω .

Het uitgangsniveau is als je op 5 V werkt ≈ 10...13 dBm over 50 Ω en is geheel onafhankelijk van de oscillator spanning dit is zonder verzwakker !

Groet,
Henk.

Het uitgangsniveau is als je op 5 V werkt ≈ 10...13 dBm over 50 Ω

hoeveel Db verzwakking zou ik moeten toepassen om dat veilig te kunnen doen?

Als je echt niet weer hoeveel Db je signaal is. Stel dat je TinySa -80Db kan zien dan zou je altijd met -80Db aan verzwakking kunnen beginnen Zie je dan niet ga je bv naar -70Db verzwakking.

Hier is het signaal uit de TTL ic's gewoon 0 of 5V en komt er een blokgolf uit. Zo kan je ook van andere onbekende signalen kijken wat de maximale spanning is en dan ga je daarvan uit. Te veel verzwakken kan geen kwaad maar je ziet dan ook niets meer.

Ha benleentje,

Ik weet niet of er bij een miniVNA een verzwakker aan de ingang zit weet jij dat

Groet,
Henk.

Bedankt voor de tips. Voelde mij nu wat zekerder om mijn TinySA te gebruiken. Ergens ben ik nog steeds een beetje bang dit apparaat te gebruiken...

Het resultaat is m.i. perfect. Tot op 200 MHz zie ik harmonischen, hoewel uiteraard heel zwak.

Voor mijn doeleinden is voorlopig de korte golf meer dan toereikend.

Aan de andere kant was het ergens iets raars om te constateren dat een eenvoudige blokgolf generator zoveel rommel produceert.

Voelde mij nu wat zekerder om mijn TinySA te gebruiken. Ergens ben ik nog steeds een beetje bang dit apparaat te gebruiken...

Het is een goede gewoonte om bij een spectrum-analyzer eerst flink wat verzwakking voor te schakelen (bij mijn HP8558B zit er bijv. een 70dB mechanische verzwakker ingebouwd) en dan een zo breed mogelijk spectrum te bekijken, om te kijken of er geen grote signalen zitten op onverwachte plekken. Daarna minder verzwakking inschakelen en inzoomen op het gewenste bereik.

Als je gelijk 'inzoomt' op het gewenste bereik, stel 100-200MHz, loop je het risico dat er zich buiten beeld, bijv. op 250MHz, juist een heel groot signaal bevindt dat de mixer-diode opblaast....

Aan de andere kant was het ergens iets raars om te constateren dat een eenvoudige blokgolf generator zoveel rommel produceert.

Heb zelf iets vergelijkbaars gebouwd, maar dan op basis van Xtal-oscillator modules (1, 5, 10, 50, 100 MHz) gevolgd door een kamgenerator. Tot boven de 1550 MHz komen er behoorlijke signalen uit (hoger kan ik met de SA niet bekijken). In onderstaande foto van het 10MHz-signaal staat trouwens nog 10dB verzwakking ingeschakeld, omdat het signaal op de lagere frequenties anders groter is dan me lief is....

Als je meer harminischen nodig hebt, moet je de puls-pauze verhouding drastisch wijzigen: een naaldimpuls heeft er (veel) meer dan een blokgolf.
Flankstijlheid is ook een belangrijke parameter: hoe stijler, hoe meer harmonischen.

Ik heb een ijkgenerator/kamgenerator in ontwerp (200Hz-20MHz in 1-2-5 stappen), bijna klaar voor 'productie'.
Dit is het basisidee, de definitieve versie heeft accuvoeding en een betere 50Ω output

@fatbeard
Dat is andere koek...

Ik neem aan dat het niet de bedoeling is zoiets op een prototype PCB'tje te maken.

Worden dat SMD's en ga je een goede print ontwerpen? Indien dat het geval is, en de prijs is niet te gek, dan houd ik me aanbevolen voor een exemplaar.

En tot hoe hoog verwacht je de harmonischen?

@nonius
Wat mij opvalt, net zo als te zien op de foto met mijn 190-200MHz resultaat, is de de toppen een sinus-vorm hebben. Dat zal wel geen toeval zijn. Maar wat is de verklaring?

dat een eenvoudige blokgolf generator zoveel rommel produceert.

Een blokgolf geeft altijd veel rommel. Hoe steiler de flank hoe erger het is.

is de de toppen een sinus-vorm hebben. Dat zal wel geen toeval zijn.

Volgens de wiskunde is een blokgolf opgebouwd uit heel veel sinussen en dat zijn volgens mij ook gelijk de harmonischen.

De grondtoon sinus is het sterkst aanwezig en daarna worden ze steeds zwakker. Als je een blokgolf van bv 1kHz heel heel erg sterk filtert dan blijft er enkel nog een sinus van 1kHz over.

Ha ronw,

Wat versta je onder rommel ik zie op jou plaatje alleen aan het begin iets vreemds
Misschien toch al iets van oversturen een 200 kHz blok heeft oneven harmonische dat is goed te zien maar door de intermodulatie,
ontstaan er zeker laag (de amplitude is hier nog sterk) behoorlijk veel producten.
Deze producten zijn door de resolutie van het meetapparaat niet meer afzonderlijk te onderscheiden en,
vormen een soort ruis klok je kunt eens kijken als je 10 dB lager instuurt of de voet ook 10 dB lager wordt....

Ik denk dat voor jou toepassing het apparaatje goed werkt vergeet niet des te lager de grond toon hoe eerder de,
harmonische verdwijnen in de ruis immers de amplitude neemt in sterkte af met het harmonische getal.
Dit betekent de 3^e harmonische 1/3 van de amplitude de 5^e harmonische 1/5 enz enz.
Het kiezen van de kamfrequentie (grondtoon) is bepalend voor de bruikbaarheid naarmate de frequentie omhoog gaat in het spectrum.
Immers voor een grondtoon van 1 kHz is 100 kHz de 100^e harmonische voor 10 kHz is dit de 10^e harmonische.

Als je lage frequenties nodig hebt dan kan een ruisgenerator uitkomst bieden.
Nog een opmerking aan de hand van de even harmonische onderdrukking kan je de fidelity van je blokgolf zien -40 dB is 1% vervorming dit,
is goed voor een doorsnee blokgolf.
Het veranderen van de puls duur (mark/space) heeft alleen invloed op de even harmonische, als de puls te smal wordt kan je problemen krijgen met,
systemen waarvan de responstijd groot is.

Groet,
Henk.

Hoi Henk,

Ja, misschien was ik wel erg naief te geloven dat als je een blokgolf oscillator maakt, dat je dan ook werkelijk alleen die ene frequentie produceert. Ik had wel van harmonischen gehoord, maar dat een oscillator die geacht wordt een 100kHz signaal te produceren in staat is harmonischen tot minstens 200MHz te produceren, heeft mij verrast.

Mijn idee was om mijn SSB ontvangertjes voor de 80 en 40 m te testen. Ik heb voorlopig nog geen plannen om het hoger op te zoeken. Ik heb nog zoveel te leren op de LG, MG en HF, dat de VHF nog even kan wachten.

Wat ik me dan afvraag, tergugdenkend aan de digitale schakelingen die ik ooit gemaakt heb, zoals b.v. een paar verschillende metaaldetectorretjes met logische IC's, of deze harmonischen de werking beïnvloeden?

OK, de 100 kHz, in mijn voorbeeld, is duidelijk sterker dan de harmonischen. Maar hebben die dan helemaal geen invloed op het schakelgedrag van de daarop volgende logische IC's?

Groet,

Ron

Nee niet bij 5V TTL/cmos ic's. Om een ttl poort te schaklen heb je toch minimaal 2,5V bij ik dacht 6mA of meer nodig. Een Cmos poort schakelt pas op 3,5V maar met een stuk minder stroom.

blokgolf oscillator maakt, dat je dan ook werkelijk alleen die ene frequentie produceert.

Nee een blokgolf is gewoon wat dat betreft het ergste wat je maar hebben . Alleen een sinus zonder enige vervorming heeft geen harmonischen maar zo een sinus bestaat niet in de echte wereld. Het meest zuivere wat ze kunnen maken heeft nog steeds iets aan vervorming en dus ook aan harmonischen.

@Ronw:
Mijn uitvoering wordt inderdaad SMD, maar met nog enigzins hanteerbare componenten: standaard SO** behuizingen met 1.27mm pitch; de kleinste componenten zijn 0603 weerstandjes en condensatortjes.
De print is wel gebaseerd op specifieke schakelaars die misschien moeilijk te verkrijgen zijn, maar dat moet op te lossen zijn. Specifieke ICs zitten er ook in, maar ook die zijn wel te vinden.

Het geheel moet in een min-of-meer standaard behuizinkje gaan passen; de PCB kan op twee manieren worden geconfigureerd: met 2 interne 14500 lithiumcellen en bijbehorend laad/vereffeningscircuit of een batterijhoudertje, danwordt een deel van de print afgebroken.

Wat mij opvalt, net zo als te zien op de foto met mijn 190-200MHz resultaat, is de de toppen een sinus-vorm hebben. Dat zal wel geen toeval zijn. Maar wat is de verklaring?

Ik neem aan dat u bedoelt dat de amplitude niet helemaal vlak is maar enigszins golvend?

Volgens mij heeft het te maken met kabellengtes en/of niet-perfecte impedantie-afsluitingen, oftewel reflecties. Als ik bijvoorbeeld een stukje open coax aansluit krijg je het juist heel sterk te zien: de eerste foto is met de kamgenerator rechtstreeks aangesloten op de spectrum-analyzer (SA), op de tweede met een BNC T-stuk en ca. 50 cm coax zonder afsluitimpedantie. De coax gaat dan als resonantiekring functioneren en bepaalde frequenties dempen en andere versterken. Indien men het open coax-einde zou kortsluiten, verschuift het patroon.

Het werkt als een 1/4L-stub, of zuigkring. Bij zendamateurs een bekende methode om een ongewenst sterk signaal uit te filteren, door een stukje open coax in de antenneleiding op te nemen d.m.v. een T-stuk. Door het stukje coax de juiste electrische lengte te geven (van het ongewenste signaal) gaat het als een serie-kring optreden (vergelijkbaar met een LC-kring) en zo het ongewenste signaal flink dempen.

Op een spectrum-analyzer wordt het niet-vlakke karakter van het hierdoor resulterende frequentiespectrum heel duidelijk zichtbaar gemaakt.

Kamgenerator rechtstreeks aangesloten:

Kamgeneretor aangesloten met een T-stuk en ca. 50 cm onafgesloten coax (overige SA-instellingen verder gelijk):

https://www.youtube.com/watch?v=Fd7d6oKHr_A

Op vrijdag 8 november 2024 22:26:29 schreef ronw:

OK, de 100 kHz, in mijn voorbeeld, is duidelijk sterker dan de harmonischen. Maar hebben die dan helemaal geen invloed op het schakelgedrag van de daarop volgende logische IC's?

Groet,

Ron

Nee, want de volgende logische schakeling verwacht net een blokgolf. Hoe groter de flanksteilheid, hoe beter. Dat je de blokgolf kan ontleden in een oneindige reeks van oneven sinussen is leuk, maar het is en blijft een blokgolf voor de volgende poort, die reageert op de flank en behoudt daarna die toestand door het vlakke gedeelte.

Maar vervolgens denk ik aan een CPU, waarin continue blokgolven in 100-den miljoenen tot meerdere miljarden transistoren heen en weer gaan.

Er is dus een bepaald percentage van de signalen bestaande uit harmonischen, ongeacht dat die niet van invloed zijn op het schakelgedrag van de logische poorten.

Leidt dat echter niet tot een bepaald percentage verspilde energie? Dat moet toch wel. Schatting?

Zijn er geen voorbeelden van situaties waarbij de aanwezigheid van harmonischen de processen in b.v. een CPU wel verstoren?

Tot welke frequenties produceren CPU's harmonischen? Meerdere GHz? Tientallen of honderden GHz?

Leidt dat echter niet tot een bepaald percentage verspilde energie?

Nee dat is geen extra verspilling. De fetjes in de cpu moeten toch al schakelen en dat kost veel energie. Een moderne cpu loopt inten op ca 0,9V bij 100A en meer.

Op zaterdag 9 november 2024 20:50:50 schreef ronw:
Er is dus een bepaald percentage van de signalen bestaande uit harmonischen, ongeacht dat die niet van invloed zijn op het schakelgedrag van de logische poorten.

Ze zijn natuurlijk wél van invloed: zonder dat aandeel hogere harmonischen zou je geen steile schakelflank hebben.
Als je een blok hebt, en je gebruikt hem ook als blok, dan zit dáárin dus geen vermogensverlies want je gebruikt alle componenten; grond en hogere.

Als je echter de harmonischen uit zou filteren in een diplexer, waarin ze worden gedissipeerd in een ballastweerstand, dan zou je dat verlies kunnen noemen - al zou dat niet veel zijn: voor een symmetrische blok bijv. is de derde harmonische 1/3 van de grondgolf in amplitude, dus 11% in vermogen; de hogere zijn nog veel minder.

Een 'gewoon' laagdoorlaatfilter dissipeert niet, maar reflecteert: de bron kan dan de harmonischen niet eens léveren aan het filter (dus ook niet aan de belasting).
Er is dan dus ook weer geen 'verspilling', al moet de bron er natuurlijk wel voor geschikt zijn. Zie verder: zenders ontwerpen.

Ha ronw,

Weer even mee gelezen en ik begrijp waar je de generator voor wil gaan gebruiken.
Alleen dit is niet helemaal de goede weg voor jou toepassing, je kunt de (stuurprint) blijven gebruiken maar,
er zijn nogal wat nadelen
Laten we er een paar doorlopen en eens kijken hoe ver we kunnen komen in het huidige ontwerp.....

In jou ontwerp ga je uit van een 200 kHz grondfrequentie daar is op zich niets mis mee maar, wat is het spectrum van een blokgolf,
we spreken over een blokgolf als de puls/duur verhouding 50 % bedraagt.
Uitgaande van 200 kHz en een blokgolf genereren we oneven harmonische dit betekend 200 kHz, 600 kHz, 1 MHz dit gaat zo,
een heel eind door elke keer 400 kHz erbij.
Dat is jammer de kamfrequentie is groter dan de gekozen 200 kHz en dat is al een zeer ruime stap.

De frequenties die voor jou van belang zijn de 80 meter band (3,5.... 3,8 MHz) en de 40 meter band (7,0..... 7,2 MHz) maar,
je zou verder door willen lopen in frequentie.
Eens kijken hoeveel frequenties er uit de kam komen voor de 80 meter band.... 200 kHz x 17 = 3,4 MHz (buiten de band) volgende,
200 kHz x 19 = 3,8 MHz (op het randje).
Voor de 40 meter band 200 kHz x 35 = 7,0 MHz (op het randje) verder alles buiten de band, er is dus niet zoveel keus maar het is te doen.

Wat zijn de andere opties je kunt een grondfrequentie van 100 kHz gebruiken dit levert voor de 80 meter band,
3,5 MHz, 3,7 MHz (twee in de band) en voor de 40 meter band 7,1 MHz (een in de band).
Het nadeel van 100 kHz het harmonische nummer wordt groot en de amplitude navenant klein.
Er zijn dus nog al wat nadelen aan het gebruiken van een blokgolf zeker als je ingedachte hebt dat je,
tot 200 MHz de kam generator zou willen gebruiken.

Een andere oplossing zou kunnen zijn om de bestaande blokgolf generator te gebruiken als sturing voor een avalanche circuit.
Het grote voordeel je genereerd de even maar ook de oneven harmonische dus bij 200 kHz 3,6 MHz 3,8 MHz en voor de 40 meter band 7,0 MHz 7,2 MHz.
Dat zijn er in ieder geval twee in elke band en, het is een a twee transistors erbij....

Een andere oplossing (dit gebruik ik in het CO-ontvanger ontwerp) is een gemoduleerde ruis generator maar is afwijkend van wat je gebruikt.
Ik denk in jou ontwerp aan een 50 kHz blok (die komt er uit) dan een puls shape circuit en het coaxiale avalanche circuit met impedantie aanpassing.
Dan maak je gemakkelijk signalen tot 2000 MHz
Je kunt dan de bestaande print uitbreiden als een slow/fast generator.
Ik had al vermeld dat je achter de generator een filter kan schakelen om de gewenste frequentie eruit te filteren.

Groet,
Henk.

Op zaterdag 9 november 2024 20:50:50 schreef ronw:

Tot welke frequenties produceren CPU's harmonischen? Meerdere GHz? Tientallen of honderden GHz?

de "ideale" blokgolf kan je tot in het oneindige ontleden in sinussen. Maar de blokgolf is niet ideaal, de flanksteilheid is dus niet oneindig snel, vandaar dat de harmonischen niet oneindig doorlopen in de praktijk. Verder neemt de amplitude van iedere hogere harmonische af (1/3, 1/5 enzv..). Energieverlies zou er vooral zijn als de golven uitgestraald worden, daarom doet me zijn best om ze binnen de schakeling te houden..