Niveau 10Mhz LAB standaard

Een Rubidium-module bevat al een aan de Rb resonator geslaafde kristal oscillator, ik denk niet dat je hem veel beter krijgt door er nog OXO achter te hangen.

Er is online veel te vinden, ik vond dit verhaal wel aardig:
http://www.endruntechnologies.com/frequency-standard-oscillators.htm

Verder; de jitter etc. zal niet beter worden als dat je (meet-) systeem analoog presteert. Let steeds heel goed op over welke tijdschaal je wilt meten, daar zitten hem de verschillen in.

[Bericht gewijzigd door Aart op vrijdag 25 april 2014 17:08:52 (11%)]

Ha die Aart,

Ik denk dat je mij niet helemaal begrepen hebt...
Dat zal wel aan mij liggen
Mijn LAB standaard krijgt Rubidium en een OXO, omschakelbaar dus.
De OXO altijd aan en goed thermisch ingepakt zodat het verbruik laag is.

De vraag gaat verder over het signaal niveau dat veel apparatuur kan gebruiken als je de externe Ref ingang toepast.
Dus, Sinus of blok, 1V RMS aan 50-Ohm of meer enz.

Ik hoop dat het nu wat duidelijker is.

Gegroet,
Blackdog

0 dBm is ook vaak gewenst door signaal generators en dergelijks.

Ik heb 2 GPSDO waarvan een achter een UPS zit.

Via een ferriet kern gaat de 10MHz via een buffer naar de apparatuur. Er komt nog een 74128 TTL driver.

Hier kan ik weinig over vertellen; maar van mijn HP 59309A HP-IB klokje is de specificatie 1 V_RMS (1, 5 of 10 MHz) in 1 kOhm. 50 Ohm terminatie moet indien gewenst extern.

Op 25 april 2014 17:08:01 schreef Aart:
Een Rubidium-module bevat al een aan de Rb resonator geslaafde kristal oscillator, ik denk niet dat je hem veel beter krijgt door er nog OXO achter te hangen.

Bij die van mij niet; daar zit een synthesizer chip in. Zo'n FE5680A (fixed versie) met AD9832 en dan ook nog een CPLD stoeptegel (deelt freq door twee) er in. Dan heeft een OXO erachter zeker zin. Was ik mee bezig, moet ik weer eens oppakken. Was wat aan het prutsen met een Trimble XO en 4046 PLL

Als ik naar mijn eigen spullen kijk, dan wisselt het nogal wat betreft de reference klok input; soms 1k en soms 50 ohm.

Wat veel gebruikt wordt zijn video distributie versterkers (zijn dan wel 75 ohm). Die worden dan omgebouwd naar 50. BNCs wisselen dan meestal weer niet.

Als ik klaar ben met de reparaties, ga ik hier weer eens mee verder.

@Blackdog,

Je aanname is goed 10MHz sinewave 0dBm of max 1Volt.
Maar de impedantie is discutabel en ik denk dat dit niet van belang is als je uitgang van je oscillator een redelijke reflectie demping heeft of de verdeelversterker maar een goede ontkoppeling tussen de uitgangen heeft dan komt het wel goed.
Ik heb diverse ingangen gemeten op reflectie demping de meeste ingangen liggen rond de 16dB bij 10MHz.
Zelf maak ik hier gebruik van een gpsdo 10MHz sinus uit en een verdeel versterker 12 keer uit 50Ohm 0dBm.
Maar vertel wat wil je er aanhangen en hoe ga je de verdeling maken?

Gegroet Henk.

Hi Heren,

Ik heb het eerste schema getekend voor de buffer versterker voor de 10Mhz LAB referentie

Zie het schema hieronder.

De driver opamp is een mooie snelle Current Feedback opamp die ruim voldoende troom kan leveren.
Ik maak gebruik van de eigenschappen van deze opamp dat hij een groot uitsturings bereik heeft bij + en - 15V voeding.
Dit 8 pens dip IC zal dan wel gekoeld moeten worden.

De belasting bij alle 5 afgesloten uitgangen is niet te hoog voor dit IC.
Dit komt door de 9:1 trafo die ik ga gebruiken.
Komende week ga ik wat proefjes doen met deze trafo en de AD811.

Shoot @ It!

Gegroet,
Blackdog

Zoals gewoonlijk weer erg leerzaam, misschien ga ik ooit het nog eens begrijpen ook, dat zou mooi zijn

Wel een gedachte: zullen die uitgangen elkaar onderling niet kunnen beinvloeden zonder buffer erachter? Zonder een handboek formules erop los te laten, zullen verschillende belastingen toch een andere impedantie op de trafo veroorzaken?
Zout=z1+z2 etc .

Ik ga weer verder lezen, groet

Lijkt mij ook niet zo een goed plan die trafo uitkoppeling.
Ik zou per uitgang een versterker nemen, dat hoeft helemaal geen fancy opamp te zijn maar b.v. een simpel complementair torren trapje in klasse B, daarachter plaats je nog een (elliptisch) laagdoorlaat filter om de harmonischen kwijt te raken.
Een trafo is dan wel weer handig om bijvoorbeeld een symmetrische uitgang te maken.

Mijn twee centjes ...

IK heb zelf ook een bouwproject liggen met een TCXO op 5Mhz. Maar hoe ga je uiteindelijk die goed afstellen dat zou je dus ook al een goed meet apparaat hebben.

Hi Heren,

Er is een rede, waarom ik voor deze manier met de trafo uitkoppeling kies.

De impdantie die de opamp ziet is 9x zo hoog dan de parallelschakeling van de 5 belastingen (5x 100-Ohm = 20 Ohm)
De belasting die de AD811 ziet is dus rond de 180-Ohm en de bijna 10V TT die dan nodig is, is makkelijk te leveren door dit IC.

De trafo zorgt er ook voor dat de onderlinge beinvloeding juist beter is met deze trafo.
De uitgangsweerstand bij 10Mhz van de AD811 is rond de 2-Ohm.

Deze 2-Ohm wordt daar de trafo omlaag getransformeerd naar zeg 0,3 Ohm.
Dit is een stuk gunstiger dan de directe aansluiting met dan 4 of 5x een 100-Ohm belasting.
Voor de gene die graag rekenen, ga je gang, kijk maar eens of mijn trafo schakeling gunstiger is.
En ja, ik ga mijn best doen, de trafo zo goed mogelijk op te bouwen.
De impedantie word ongeveer 500-Ohm bij 10Mhz, met zo min mogelijk windingen enz.

Wat betreft de vervorming...
Ik moet dat nog meten maar denk zeker onder de -40dB uit te komen met deze schakeling.
Bij de meeste apparaten komt er na een versterker trapje een soort schmitt trigger die het dan omzet naar een signaal voor een PLL.
Ik denk dat hierdoor de vervorming maar een kleine rol zal spelen.
Verder is ook het ruisgedrag goed van de AD811.

Rd12tf
Waarom zou ik een andere opamp nemen als deze er goed voor geschikt is en niet te veel kost.
En dan ook nog gaan stoeien met een losse buffertrap...

Ik heb geen symetrie nodig, deze trapjes gaan 50-Ohm coax'n aansturen.
Ook komt de massa aansluiting van de BNC connectoren met een klein C'tje aan de kast van mijn distributie versterker.
De trafo dient om de aardstromen te beperken tussen de vele apparaten die ik er mee ga aansturen.

Dit wordt ongeveer de opzet...
Bron
ISOTEMP OXO 10Mhz
FE-5680 Rubidium Standard
DCF-77 Referentie

Uitgangen
2x uitgangsbuffer met ieder 5 uitgangen van 50-Ohm, elke buffer kan één van de referentie's kiezen.

1x uitgangsbuffer met ieder 5 uitgangen van 50 Ohm, waarbij je kan kiezen tussen 1Mhz, 5Mhz en 10Mhz.

Klinkt complex maar eigenlijk is alles vrij simpel van opbouw.
En het plaatje van de buffertrap is aangepast in de vorige post, s.v.p Ctrl+F5

Gegroet,
Blackdog

@ blackdog,

Leuk ontwerp moet zeker lukken ik denk dat de ontkoppeling tussen de uitgangen rond de 20 a 30dB zal uitkomen met een trafo die goed is opgebouwd.
Wel denk ik dat door de relatieve hoge spanning op 10MHz het ferriet materiaal even zoeken is i.v.m de vervorming.
De ontkoppeling van uitgang naar ingang is laag maar als je zorgt dat de uitgangen afgesloten zijn geen punt.
Ik ga er van uit dat het alleen de bedoeling is om de stabiele frequentie naar de diverse apparaten te sturen en de fase tussen de uitgangen niet van belang is uitgang 1 heeft niets met 5 van doen?
wacht je meting af.

Gegroet Henk.

C5 en C6 kleiner kiezen.

Hi Heren,

rbeckers
Je hebt gelijk, maar 0,1uF is de standaard waarde ik mijn CAD pakket, vandaar

Ik wil graag wat tussentijdse metingen laten zien...
Als eerste de Generator waarmee ik begon te testen, de Rigol-DG4162.
Een mooi en handige generator, alleen moet hij zijn meerdere erkennen in de Hameg HMF2525.

Dit natuurlijk niet in alles, maar wel in signaal kwaliteit en maximale uitgansspanning tot 50Mhz.
(vrijwel perfecte pulsweergeve zonder abbaraties van de HMF2525) Later meer hierover.

De Hameg levert dus wat meer signaal, de aanstuur impedantie is nu dus nog 50-Ohm met op de trafo gemeten bijna 5V RMS.
De drie gele windingen staat in serie.
De trafo is op één wikkeling (de zwarte) afgesloten met een 22-Ohm weerstand.

Dit alles komt redelijk in de buurt van wat het moet gaan worden.
De AD811 komt er vanavond achter.

Als eerste de trafo, blauwe ferriet, waarschijnlijk Amidon, welk type moet ik nog uitzoeken.

Deze generator leverde net niet voldoende signaal

En dit is de vervorming van de trafo, deze ligt bij deze meting rond de -56dBm.
Als de trafo laag Ohmig wordt aangestuurd door de AD811, kan dit vervormings percentage nog lager worden.
Verder weet ik niet wat de vervorming is van de Hameg bij dit toch wel hoge uitgangsniveau van 20V TT is.
Wat je hier ziet is gemeten over de 22 Ohm die over één wikkeling staat.
De eerste paal is 10MGz en de tweede paal met de Marker gegevens is de tweede harmonische.
De frequentie die wordt weergegeven is van 0 tot 50Mhz.

Nu de soldeerbout even opstoken en de trafo laag-Ohmig gaan aansturen.

Gegroet,
Blackdog

Hi!

Weer wat metingen uitgevoerd en dan nu met de AD811 als trafo driver.
Als eerste de foto hoe het driver printje is opgebouwd.
De linker BNC is de ingang en krijgt ongeveer 1V RMS toegevoerd.
Het is iets minder daar de weerstand combinatie iets meer dan 6x versterking geeft, dit is voor nu geen probleem.
De bovenste BNC uitgang is een van de 5 uitgangen en die gaat naar de DSA815 SA.
De rechter BNC gaat naar de de Hameg DSO, alles trouwens via 50 Ohm impedanties.
De drie overgebleven trafo aansluitingen zijn afgesloten met 100-Ohm weerstanden.

Dit is hoe de vervorming er uit ziet op de SA bij 10Mhz.
Let voor de plaatjes in dit topic voorlopig alleen op het verschil t.o.v. de grondgolf.
De absolute referentie die bij de vertikale als staat klopt nog niet, het gaat nu dus alleen om de Delta van de signalen.
Bij dit 10Mhz signaal is de delta dus ongeveer 46dB voor de derde harmonische, en dit is ongeveer 0,5% vervorming.

Dit is het SA plaatje als de versterker op 5Mhz wordt gebruikt.
Nu is de vervorming bijna aleen nog maar de derde harmonische is zit op -50dB.

En als laatste de meting bij 1Mhz, nu loopt de frequentie schaal tot 5Mhz, erboven zit toch niets
De derde harmonische is nu rond de -60dB, dat is 0,1%, mooie waarde.

Wat is nu de bandbreedte...
-1dB zit rond de 22Mhz, maar de vervormingsproducten worden snel groter boven de 15Mhz.
Dit komt door de opamp, die begint het warm te krijgen met dit signaal niveau (ongeveer 17,5V TT en de hoge frequenties)
Aan de lage kant begint de vervorming groter te worden beneden de 100Khz.
De trafo gaat in verzadiging bij 70Khz.

De gemeten verandering bij het loskoppelen van één vande 5 uitgangen gaf een delta van kleiner dan 1% bij 10 Mhz, wat mij betreft is dat goed.

Als laatste een scoop plaatje...
De blauwe trace is de opamp uitgang en de gele trace is een door de scoop met 50 Ohm afgesloten trafo uitgang.

Laat maar weten wet jullie van deze resultaten vinden, ik zie er naar uit

Gegroet,
Blackdog

Redelijke resultaten.

Ik heb net de 10MHz sinus uitgang van mijn buffer t.b.v. de GPSDO 10MHz referentie, gemeten.
10MHz 10dBm in 50 Ohm uit, 20MHz bijna precies (op 0,1dB na) 50dB lager en 30MHz nog eens 10dB lager.

Hi Heren,

electron920
De bedoeling is diversen meetinstrumenten te voorzien van de zelfde 10Mhz, 5 of 1Mhz Referentie.

Het is verder niet mijn doel een perfecte timing te krijgen.
Dat gaat dan inhouden, dat ik op kabellengtes en fase verschillen moet gaan letten.
Kijk b.v. maar eens naar het scoop plaatje van mijn laatste meting...
Je kan duidelijk faseverschil zien tussen de trafo uitgang en de uitgang van de opamp.

rbeckers
Dan is jouw trapje vrijwel gelijk wat vervorming betreft als mijn probeersel...
Laat jouw trapje eens zien, als je wilt?

Gegroet,
Blackdog

Ha die rbeckers,

Jij speeld vals!
Jij hebt er een 3 pool filter achter zitten...

Vanavond zal ik daar ook eens mee testen, ik dacht aan een 5 pool filter rond de 12Mhz.

Daar gaat mijn fase gedrag...

Wat je toegepaste schakeling betreft, zit je in zo'n agressieve HF omgeving?
Vonkbrug en een 3 pool filter aan de ingang.
Heb je een 1KW zender naast je staan

Gegroet,
Blackdog

Nee, ik heb geen 1kW zender maar veel van mijn schakelingen zijn goed beveiligd.
Filters zijn leuk, nodig, nuttig en interessant.

Edit:
M.b.t. op 5 pool op 12MHz.
Waarom?
(Wat zijn de eisen en is dat wel beter voor de 10MHz Ref. in van de aangesloten apparatuur?

[Bericht gewijzigd door rbeckers op maandag 28 april 2014 14:05:35 (35%)]

Hi rbeckers,

De bedoeling is om te kijken hoeveel demping ik krijg rond de 10Mhz en hoeveel fase verschuiving er dan optreed.

Ik denk niet dat ik een filter nodig heb omdat de uitgang schoon genoeg is volgens mij, maar zoals altijd wil ik graag testen, de kennis opdoen e.d.
Dit samen met ervaring opdoen wat betreft bediening van de Rigol DSA815

Gegroet,
Blackdog

Hallo Blackdog,

Ik had al het vermoede dat het ter vervanging van de interne tijdbasis was is logisch dan heb je een stabiele tijdbasis in huis.
En dus is timing en jitter van iets minder belang.
Wat ik wel afvraag waarom de keuze van de uitgang trafo het werkt dat is duidelijk maar ik vraag mij toch af als je de uitgang niet ohms maar inductief of capacitief afsluit je coax kabel dus of je dan nog een goede ontkoppeling haalt.
De AD811 kan 75 ohm aansturen 2 Volt uit over 75 Ohm 126dBuV is voldoende om 4 maal 1 volt 120dBuV te leveren dit is je opamp en een 4 voudige antenne verdeler deze zijn meestal als richtkoppel opgebouwd
symmetrische demping 4dB max.
De harmonische onder drukking die bereikt wordt is ruim voldoende tenslotte mag je in veel gevallen ook een blok aanbieden.

Gegroet Henk.

Hi electron920,

Mijn hele opset is om alles op de goede manier uit te voeren.
Dit is de eerste opset, om te kijken van wat ik in mijn hoofd had of dat in de praktijk ook werkzaam was.

Ik heb toen de AD811 net uit was, een video verdeel versterkers gemaakt die 5x een afgesloten 75-Ohm kabel aanstuurde.
Ik zag geen verschil tusen de in en de uitgang, dit is natuurlijk bij een kleinere bandbreedte, maar gaf voor mij aan dat dit een heel mooie opamp is.
Je kan hem ook mooi gebruiken als buffer/compound schakeling voor audio werk.

Maar goed, waarom deze manier van schakeling opbouw?
De 5 uitgangen wil ik DC zwevend hebben.
Verder graag zo min mogelijk onderlinge beinvloeding.
Als je naar de datasheet kijkt van de AD811, dan zie je dat de uitgangs impedantie ongeveer 2-Ohm is bij 10-Mhz dual 15V met een gain van 2.

Dit wordt door mijn gain van ongeveer 6x iets ongunstiger, maar door de conversie van de trafo, kom ik na de trafo gunstiger uit.
Door gebruik van de trafo, heb ik een hele goede vermogens omzetting.
De AD811 ziet maar een krappe 200-Ohm als belasting.
Wat het aansturen van de kabels betreft, ik sluit coax cabels af met een afsluitweerstand.
Dus de trafo/AD811 ziet vrijwel alleen weerstand als belasting.

Ik kan nog testen met i.p.v. 3 wikkelingen aan de ingang van de trafo er twee te nemen.
De AD811 moet dan wat harder werken (meer stroom leveren) maar de TT spanning gaat dan omlaag
en dat is waarschijnlijk de beperkende factor wat vervorming betreft in de hogere frequenties.
In de lage frequenties wordt hierdoor de zelfinductie in verhouding lager en zal ik met het zelfde wikkel aantal de 100Khz niet meer halen.

Vrder denk ik dat jitter en ruis niet van toepassing is door het zeer goede ruisgedrag en de transformatie.

Ik test dit vanavond nog even, verder goede opmerkingen

Gegroet,
Blackdog