Oscilloquartz 10Mhz OCXO

Bram, gelukkig ben ik het niet schuld.

Bijna dezelfde opmerkingen heb ik een tijd geleden ook gemaakt.
Alleen ben ik zuiniger m.b.t. de isolatie. Mijn idee was wat isolatie tussen PCB en OCXO en eventueel een behuizing om de PCB en OCXO of alleen om de OCXO.

Mijn OCXO is van Isoterm.

Hi René

Je bent regelmatig schuldig aan extra tijd die ik aan mijn ontwerpen besteed *grin*
Wat de OCXO betreft, heb je zoals je zelf al aangeeft geen schuld, komt allemaal op het bord van Gertjan

Uit een privé mail van Gertjan blijkt dat hij lekker aan het meten is aan de OCXO ook wat isolatie betreft.
Maar dat gaat hij zelf maar vertellen op CO als hij daar behoefte aan heeft.
Hij is in mijn ogen goed bezig en gezond kritisch naar zijn bevindingen met opvallende resultaten.

Ik ben nog niet zover, eerst de NOTCH meetversterker af maken en zijn grote broer.

Gegroet,
Blackdog

Inderdaad heb ik ook een paar van deze. Ik had al meerdere malen gelezen dat deze OCXO opvallend goed presteert.
Dus dan maar 1 bestelt om uit te proberen.

De eerste testjes, los op de bench, met de benodigde c’s en netwerkje om de frequentie te trimmen direct aan de pootjes gesoldeerd, waren hoopvol.
Op meerdere fronten presteert hij beter dan de beroemde HP 10544 OCXO, die in mijn HP 5340A counter zit.
De Oscilloquartz is veel sneller stabiel, heeft minder drift, en een betere retrace. (minder frequentie verloop bij uit en weer aan zetten) Hij gebruikt veel minder energie, en heeft maar 1 voedingsspanning nodig.

Natuurlijk is die HP 10544 helemaal ontworpen om continue aan te staan, en dan tellen die meeste nadelen niet.
Maar ik wil die OCXO juist gebruiken om af en toe aan te kunnen zetten als ik een meting moet doen waarbij ik die nauwkeurige tijdbasis nodig heb.
Dan is een uur wachten op die HP 10544 wel lang….

Natuurlijk is de Osilloquartz ook ontworpen voor continue bedrijf, maar in mijn aan-uit-aan-uit situatie doet hij het beter. En de drift is zo laag, dat ik verwacht hem slechts eens in de 6 maanden te moeten tunen m.b.v. mijn GPSDO (om hen binnen de door mij gewenste 10ppb afwijking te houden)

Inmiddels heb ik rond de Oscilloquartz een 10MHz Master Clock ontworpen en gebouwd.
Deze heeft een paar LED’s om aan te geven of de OCXO op temperatuur is, en 4 gebufferde, trafo gescheiden 10MHz uitgangen.
Hierbij een foto van de print:

De 10MHz uitgangs trafootjes heeft Blackdog voor mij gewikkeld.
Er zijn veel meer foto’s, om het hier niet vol te plempen moet ik daar misschien maar een post in “Show your projects” van maken…
EDIT: Heb ik gedaan, zie hier: http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1728921#1728921

Inmiddels draait de 10Mhz Master Clock al weer een tijd tot volle tevredenheid, maar ben ik nog steeds bezig om hem te karakteriseren en optimaliseren.

Dat kost veel tijd, want om het gedrag over langere tijd te meten heb je……langere tijd nodig.

Sinds 10 mei is mijn Masterclock 1,5ppb verlopen.( en in die tijd is hij met de auto naar vrienden gerammeld, in en uit elkaar gehaald voor metingen, modificatie en experimenten etc., allemaal dingen die niet aan te raden zijn om een OCXO stabiel te houden)

Ook zit ik dan naar frequentie afwijkingen van tienden ppb (parts per billion!) te kijken.
Om dat met mijn eenvoudige instrumentarium betrouwbaar, en over langere termijn te doen ben ik ook wel even aan het puzzelen geweest.

In het algemeen kan ik zeggen dat uit mijn meetresultaten blijkt dat de waarden uit de datasheet zeer conservatief zijn. Groot voordeel voor de lange termijndrift is natuurlijk dat de vorige eigenaar zo aardig was om hem alvast jaren voor mij te verouderen!

Experimenten met extra isolatie om de OCXO levert maar zeer beperkt wat op. Iets eerder stabiel, wat minder stroom verbruik, maar stabiliteit verbetert nauwelijks.
De hele kast isoleren (om de hele schakeling op constante temperatuur te houden)levert wel beperkt op.
Maar ook hier zijn de eigenschappen van de OCXO zo goed, (b.v. gevoeligheid voor voedings variatie) dat de winst zeer beperkt is….

Hier de meest uitgebreide datasheet die ik heb kunnen vinden:http://www.miedema.dyndns.org/fmpics/Circuits_online/ocxo/8663_datashe…

groet, Gertjan

Ik had Blackdog beloofd een paar fotootjes te maken van mijn met epoxy gerepareerde glasdoorvoeren.
Dat viel nog niet mee, aangezien die epoxylijm transparant is.....

Daarom hier nog een in close-up:

Als je goed kijkt kun je zien dat er aan de rechterkant van het pootje zelfs een gat in de doorvoer zat.
Met mijn Zeiss stereo microscoop kon ik zo naar binnen kijken!

Ik heb de OCXO's eerst een paar dagen aan laten staan, om evt. vocht wat tijdens de lange reis naar binnen was gekomen weer te laten verdampen. Nu zijn ze weer hermetisch geseald.

Gelukkig presteren ze net zo goed als voor dat ze met brute kracht (brander en grote schroevendraaier?) uit hun vorige print werden gesloopt.
Een kleine prijs om te betalen voor deze OCXO's, die nieuw voor mij onbetaalbaar zouden zijn geweest.....

groet, Gertjan.

Waar heb je dergelijke dingen weg?

Ze staan redelijk betaalbaar op eBay: http://www.ebay.nl/itm/10-MHz-Double-Oven-OCXO-sinewave-8663-XS-12V-/3…

Hi Jinny,

Je bedoeld waar je deze OCXO kan kopen?
Hier...

http://www.ebay.com/itm/10-MHz-Double-Oven-OCXO-sinewave-8663-XS-12V-O…

Gegroet,
Blackdog

Ha jinny,

Ik kan het nu wel verklappen, ik heb mijn voorraadje binnen

Ze komen van E-bay, zoek maar op "Oscilloquartz 8663"
De mijne komen hier vandaan, van seller "flyingbest": http://www.ebay.com/itm/10-MHz-Double-Oven-OCXO-sinewave-8663-XS-12V-O…

Het zijn zeer hoogwaardige OCXO's die uit GSM basisstations komen.
Na vervanging gaan ze naar China, waar dan weer de waardevolle onderdelen er uit gesloopt worden. En voor een fractie van de nieuwprijs verkocht....

Er zwerven meer OCXO's op E-bay, van soortgelijke herkomst, maar de kwaliteit loopt flink uiteen.

groet, Gertjan.

Inmiddels een besteld uit een van de links, het is goedkoper dan een kristal laten slijpen....
(immers, ik wou er zelf een maken....)

Ha Jinny,

Zul je plezier van hebben!

Hier kun je zien hoe ik rond deze OCXO een 10MHz Master Clock gebouwd heb: http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1728921#1728921

Ik zal voor je daar ook een link naar mijn schema bij plaatsen, kun je zien hoe ik hem toegepast heb.

groet, Gertjan.

Op 20 juni 2015 17:49:12 schreef miedema:
Ha Jinny,

Zul je plezier van hebben!

Hier kun je zien hoe ik rond deze OCXO een 10MHz Master Clock gebouwd heb: http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1728921#1728921

Ik zal voor je daar ook een link naar mijn schema bij plaatsen, kun je zien hoe ik hem toegepast heb.

groet, Gertjan.

Dank, mooie print ook...
Welk ferriet is er voor die trafo's gebruikt?
En die print.........
Ben eigenlijk best wel in voor ook zo een print.....
Bestucken en dergelijke, incl trafo wikkelen red ik wel, dat is niet het punt...
Maar printjes maken kan ik niet...

Ha jinny,

Die trafootjes heeft Blackdog voor mij gemaakt...
dat zou je dus aan hem moeten vragen

Van de print kun je de Eagle files krijgen.
De mijne heb ik door Euro Circuits laten maken. Daar zit hij dus nog in het systeem. (maar ze zijn niet de goedkoopste...)

Als je wilt nabouwen, mail me even, dan kan ik je verder helpen met bestanden, BOM en bouwtips enzo.

groet, Gertjan.

Graag....
Je krijgt mail....

http://www.ebay.com/itm/OSCILLOQUARTZ-10-MHz-Double-Oven-OCXO-sinewave…

Gratis verzending!

Als we toch een printje gaan bestellen wil ik wel meedoen.
hoe meer zielen hoe meer vreugd toch?

mel, (en anderen)

Als je een print wil bestellen, e-mail me even.
Dan kunnen we daar buiten deze draad over praten, en zien of het interessant voor je is, en vervuilen we niet deze draad met posts over prints bestellen.

De eurociruit print is niet goedkoop, maar wellicht met meer is het toch interessant om samen te bestellen.
Hier heb ik er al meer over geschreven: http://www.circuitsonline.net/forum/view/message/1729249#1729249

Als je wilt nabouwen kun je so wie so schema, bom etc. van me krijgen, inclusief de Eagle bestanden voor de print.
Daarmee zou je dus ook je eigen weg mee kunnen bewandelen.

groet, Gertjan.

Er blijkt meer belangstelling blijkt te zijn voor deze mooie OCXO.

Daarom hier wat meer over zijn drift gedrag.

klik op de grafiek voor een grotere versie

laat je niet misleiden door de zeer uitgerekte verticale schaal.
1ppb op die as is 1 part per billion, of te wel 0,01Hz op 10MHz!

De paarse curve is gemaakt met de OCXO experimenteel bedraad, los op de bench. (maar wel met dezelfde low tempco weerstanden die ik ook op mijn print heb toegepast)

De rode curve is gemaakt met de OCXO in mijn Master Clock, dus in een gesloten kast.
Je ziet dat dit veel gunstiger is voor de OCXO. Hij kan nu zijn omgeving opwarmen, en zo beter stabiliseren.

De groene curve is ook in dezelfde gesloten kast, maar heb ik de OCXO verder geïsoleerd.
Normaliter zou dit het gedrag van de OCXO verder moeten verbeteren, maar zoals je ziet maakt het hier weinig uit.
Wel kun je duidelijk zien dat de OCXO wat eerder op temperatuur komt.

Overigens is de lange termijn drift lager dan je uit de schuinte van de lijnen zou opmaken. Dus, als de rode curve stopt op ong. +0,5ppb, en je zet de OCXO uit, dan zal hij de volgende keer niet op +0,5ppb beginnen, maar ergens op 0,2 à 0,3ppb.

Over de lichte rimpel die zichtbaar is op de curven valt ook nog veel te vertellen, bij belangstelling een volgende keer.

groet, Gertjan.

Heldere grafiek. Ik ben wel gewend om te vragen 'hoe' en 'waarmee' je dit gemeten hebt. Misschien een domme vraag maar ik kan me voorstellen dat je meetapparatuur net zo hard mee drift. 0.5ppb is nogal wat natuurlijk.

Met andere woorden: Hoe en waarmee kan je frequentie zo precies meten? Waar moet je dan allemaal op letten (temperatuur in de meetruimte voor je meetapparatuur, ik noem maar iets)?

Groeten,
Giovanni

Hi Gertjan,

Mooie grafiek, en ja, ik kan goed het dag/nacht ritme er in ontdekken

Ik ben, zoals ik al had aangegeven begonnen mijn GPS puk aan een computer te hangen om een paar dagen te meten hoe goed de positie is die ik voor buiten heb gekozen.

Dat was toch niet zo makkelijk, ik bedoel de serieele poort van mijn hoofd werkstation gebruiken.
Als eerste had ik geen kabeltje in huis om de aansluiting op het moerderboard te gebruiken.
Toen maar een Serieele PCI kaart er in gepropt, en langzamerhand kwamen alle problemen weer boven toen ik dit werkstation samen gesteld heb, ongeveer 4,5 jaar geleden.

Er zijn geen resources meer beschikbaar wat IRQ en adresruimte betreft.
Dit door de nogal uitgebreide videokaart opset.
Ik kreeg dit systeem alleen bootbaar bij alles uit te zetten wat niet nodig was aan devices.
Weer 1,5 uur tijd weggegooid, maar wel weer een stof vrije werkstation, moet nog een maand of drie mee.

Dan maar een oude laptop van de stapel gepakt met een RS232 poort achterop, dat werd mijn oude Latitude D800 laptop, een trouwe machine.
Naturulijk is de accu rot maar dat is voor nu geen probleem, lastiger was dat de bios stroomvoorziening natuurlijk ook rot was.
Dit zijn 6 cellen, waarschijnlijk 6x nicad, die heb ik nu door twee Lithium cellen vervangen zodat ik weer bias voeding heb.
Hoelang dit blijft leven weet ik niet, maar voor een week of twee zal het wel lukken.

Gaan we weer lekker werken met XP

De GPS PUK, een GARMIN GPS18 LVC zit nu op de serieel poort aangesloten en de voeding komt uit een USB poort.
Ik kan tijdens dat ik dit type geen software installeren, daar XP nog an het updaten is *grin*
Kan je nagaan, hoelang deze laptop heeft uitgestaan...

Dan dit, net als Gertjan heb ik de OXCO gerepareerd wat glasdoorvoertjes betreft.
Ik had geen open tube twee componenten lijm, dus ik heb het met de blauwe thermische lijm gedaan die ik hier heb staan.
Ook is de groffe trimopstelling te zien, geen schalende weerstanden voor de potmeter.

Het is wat lastig met de licht omstandigheden een plaatje te maken met grote scherpte diepte, maar het is in ieder geval goet te zien dat de lijm mooi gevloeid is.
De pennen waar de lijm omheen zit, heb ik eerst met IPA gereinigd.

Ondanks dat de OCXO net een minuut of 5 is losgeweest, komt hij mooi terug op de zelfde digit, fijn spul!
Oja, de laatste digit op de counter hier is 10PPB.

Als de software draait op de laptop laat ik het hier wel zien hoe de ontvangst is.

Gegroet,
Blackdog

Morge...

Stukje in de krant over een andere "referentie" en ik vroeg mijzelf af, of Gertjan hier ook al een "printje" voor ontworpen had?
Het onderdeel, van een Strontium-90 Atoomklok.

Deze doet het op een frequentie van: 429.228.004.229.873Hz

Ik zie er naar uit

Gegroet,
Blackdog

Ha Giovanni,

Inderdaad zit je hier heel nauwkeurig te meten.
Toch is het mij gelukt om dit zonder hele dure, extreem nauwkeurige apparatuur te doen.

De basis is een betrouwbare referentie frequentiebron. in mijn geval is dat een GPSDO, waarvan een frequentie nauwkeurigheid gespect wordt als beter dan 1x10E-11. (0,01ppb)
Tenminste bij goede ontvangst, die moet je dus monitoren.

M'n frequentieteller heeft 9 digits, en telt 10MHz dus tot op 0,1Hz nauwkeurig.
Daar heb je dus niks aan. (maar goed ook, tenslotte wil ik juist een tijdbasis maken die beter is dan m'n counter).

Een andere manier om frequenties te vergelijken is ze allebei op een 2 kanaals scoop te zetten. je ziet de twee dan langs elkaar driften, ze schuiven in fase en dan weer in tegenfase.
Als je met een stopwatch zou meten hoe lang het duurt dat ze precies 1 hele periode verschuiven, dan kun je daar het frequentie verschil uit uitrekenen.

Dat kan dus, maar is niet heel handig. die periode verschuiven duurt bij 1ppb verschil 100 sec, 0,1ppb duurt 1000 sec....

Wat ik doe, die 2 frequenties tel ik samen op. Daarvoor heb een eenvoudig passief netwerkje bedacht, dat ongeveer 50 Ohm in en uit is, en zo dat de signalen elkaar zo min mogelijk beïnvloeden.

je krijgt dan dus een "beat" signaal, waarbij de beat dus de verschil frequentie van beide signalen is.
Dit is nog steeds een lastig signaal, omdat die 10MHz component er ook in zit. Die wil ik kwijt, je moet het op een of andere manier demoduleren.

Ik sluit dat beatsignaal op een milivoltmeter aan (de meter gaat nu heen en weer in het ritme van de beat)
Dit DC meter signaal tak ik af (mijn PM2554 heeft daar een uitgang voor), en sluit het aan op een scoop met zeer langzame tijdbasis.

Nu kun je dus die zeer kleine frequentieverschillen op je gemak meten:

je ziet hier dus dat beat signaal. De tijdbasis is 200sec/div, de tijd over het hele scherm dus 2000 seconden.
De tijd van 1 periode verschuiven (1 beat), tussen de markers, is hier 761,6 sec. Dat is dus een verschil van 0,0013Hz, of te wel 0,13ppb.

En nog leuker, je kunt dit signaal ook plotten over een langere periode.
Dan kun je ook makkelijk het verloop over tijd zien. (uren):

klik op het plaatje voor een grotere versie

Hier heb ik het opstart gedrag vergeleken van mijn HP5340A counter (de beroemde HP 10544 OCXO) met de Oscilloquartz 8663 en m'n GPSDO.
De tijdas is hier 5000sec (83min, bijna 1,5uur)
Je kunt mooi zien dat de HP veel langzamer warm wordt als zijn modernere collega's.
En dat de Oscilloquartz snel binnen spec is, maar daarna langzaam verder stabiliseert.

Zoals je ziet wordt de nauwkeurigheid geheel bepaald door de referentie frequentie. En die krijg ik keurig aangeleverd door de Cesium- en Rubidium klokken uit de GPS satellieten, die op hun beurt worden bijgetuned door NIST.
De onnauwkeurigheid van mijn eigen meters doet er niet veel toe. Als b.v. de tijdbasis van mijn scoop 1% afwijkt dan meet ik dus x ppb drift, plus of min 1%, wat weinig uitmaakt.

groet, Gertjan.

Als je door het ruitje kijkt herken je meteen de bouwstijl, gebouwd door Fred dus

@GertJan
Welke versie HP10544 heb je in de HP5340?

Deze OCXO is tot ongeveer 1980 gebruikt, er zijn tenminste 4 versies van. Daarna is HP overgestapt op de 10811 die net als de Oscilloquartz 8663 een SC-cut kristal heeft.

Ha Marce,

Inderdaad zijn er veel versies van die 10544A in omloop.

Ik heb even het deksel voor je er af geschroefd.
Op de OCXO staat als type alleen "10544A"
Verder een plaatje met "1244A01907", waarschijnlijk het serienummer, maar misschien kan jij er nog wat uit afleiden.
Ik heb geen zin om die counter verder te slopen....

In elk geval is mijn counter van 1974, waarschijnlijk gebouwd in 1973.

Inderdaad zit hier een AT-cut kristal in, de overstap naar SC-cut leverde HP meteen 50% betere drift specs op.

groet, Gertjan.