10MHz rubidium frequentiestandaard

rob040

Golden Member

Ik ben aan het stoeien met een PCB ontwerp voor een 10MHz rubidium standaard:

Blauw is koper topzijde, groen is koper soldeerzijde.

Linksonder komen de aansluitingen naar de rubidium doos, functies staan er bij. De 10MHz komt via een dunne coax binnen.
Er komen twee PCB's, dit is de eerste met voeding, LED's en een 1PPS uit.
Tweede PCB wordt een 10MHz distributie circuit, 4x sinus en 4x blok uit.

Mijn vraag gaat over het 10MHz spoor aan de bovenkant. Die loopt tussen massa door (guarding) en is 52,2mm lang. De bovenste connector zorgt voor de verbindingen naar PCB 2 (die er meteen naast zit) en daar weet ik nog niet hoe de sporen gaan lopen. Tussen de twee PCB's kan ook een kort stukje coax komen.
Zou dat spoortje aan de topzijde zo kunnen, of gaan er problemen mee komen?
Ik ben helemaal niet thuis in de HF techniek...

Ik moet overigens nog schuiven met wat componenten omdat ze nu over elkaar vallen (zoals L2), maar dat is voor later.

Ha rob040,

Is het niet verstandiger om een kabeltje aan de onderzijde te monteren.
Klein beetje massa aan beide kanten van de connectoren, volgens mij is dat je enige baantje op de top je kunt dan enkelzijdig print materiaal gebruiken !

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
rob040

Golden Member

Hi Henk,

Om het te veranderen om er enkelzijdige print van te maken is niet zo belangrijk. Een PCB laten maken in China kost er niets meer door.
Bovendien heb ik nog wat spoortjes aan de topzijde en is het een massavlak, dus geen apart massaspoor over de print.

Denk je dat het op deze manier toch teveel storing oppikt?
In de kast komt een 'zwevende' aluminium plaat van 10mm dik met aan de onderkant het rubidium blik en de PCB's, aan de bovenkant een Mean Well 15V 50W voeding en nog een koellichaam.

Groet, Rob

Ha rob040,

Nee ik zie daar geen probleem ook al is je belasting 50 Ω de stroom is zo klein dat koppeling verwaarloosbaar is.

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
McAwesome

Golden Member

10 MHz vind ik niet echt HF. In die zin is je printspoor ook niet zo heel kritisch.
In de praktijk is USB full speed 12 MHz en is een microcontroller kristal al gauw 16 MHz of meer. Ook die dingen zijn niet superkritisch wat routering van de print betreft.

rob040

Golden Member

@Electron: Henk, dank je wel.

@McA: HF in mijn beleving. ;-) Maar nu weet ik dat het niet kritisch is en maak ik mijn ontwerp af. Komt ook van pas bij de tweede PCB.

Zien we hier voor de verandering een print met een fatsoenlijk massavlak, wordt gelijk voorgesteld om dat weg te halen |:( Ja waarom eigenlijk?

@TS volgens mij heb je C1 verkeerd aangesloten, nu zit de +17V kortgesloten naar de ground terwijl de andere pijn zweeft.

Ik zou dat spoortje op de top laten, maar helemaal links langs de connectors laten lopen, zodat je het groundplane niet doorsnijdt bij de connectors. Persoonlijk zou ik er een kleine coax connector op zetten, of vlakjes maken zodat je de afscherming ook goed kunt solderen.

Een manager is iemand die denkt dat negen vrouwen in één maand een kind kunnen maken
rob040

Golden Member

@Sparky: Goed gezien, dank. Ik heb de elco omgedraaid. Zal eens kijken of het spoortje aan de andere kant van de connectoren kan met guarding aan beide kanten.

Ha rob040,

Nou zeg @SparkyGSX heeft helemaal gelijk mijn focus lag op dat baantje wat je benoemde al het blauw is massa |:( :Z
Nu wil ik niet gelijk zeggen dat het type massa vlak wat je gebruik goed is dat kan ik niet overzien maar voor als nog goed bezig !!

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Als je onder én boven massavlak hebt doe die dan met regelmatige interval d.m.v. via's met elkaar verbinden.

rob040

Golden Member

@Harry: Ik heb maar aan één kant een massavlak.

Op 15 juli 2023 19:08:23 schreef McAwesome:
10 MHz vind ik niet echt HF. In die zin is je printspoor ook niet zo heel kritisch.
In de praktijk is USB full speed 12 MHz en is een microcontroller kristal al gauw 16 MHz of meer.

12 Mbps, max 6MHz, toch? (afwisselend een 0 en een 1 bitje).

@rob: Ja, dat ziet ie, hij suggereerd om de bovenkant OOK een massavlak te maken en op veel plaatsen met de onderkant door te verbinden. Dat doe ik ook.

[Bericht gewijzigd door rew op zondag 16 juli 2023 08:46:58 (19%)

four NANDS do make a NOR . Kijk ook eens in onze shop: http://www.bitwizard.nl/shop/
rbeckers

Overleden

Voor 10MHz is één massavlak voldoende.
Zelfs hogere frequenties hebben genoeg aan een massavlak.

Op 15 juli 2023 21:29:51 schreef rob040:
@Harry: Ik heb maar aan één kant een massavlak.

Dan hoeft het i.d.d. niet. Ik doe altijd aan twee kanten massavlak. Tenzij om capacitieve reden dat niet kan. Maar anders dan is de mogelijke extra afscherming tegen instraling of uitstraling altijd meegenomen. En het kost qua productie niets extra. En ik heb geen gedoe met massalijntjes die misschien tóch gaan opspelen qua te dun of een ongewenst eigen RC of LC kringetje gaan vormen. Dus met het routen (handmatig) doe ik altijd eerst alle signaal en voedingslijnen leggen. De massa's laat ik overal nog open. Daarna aan twee kanten de massavlakken er op en EasyEda maakt via die dan alle massa verbindingen. Ik heb alleen wel ontdekt dat je vooral bij Voedingen en andere vermogens schakelingen en U/V/H/R-F die massavlakken boven en onder zoveel mogelijk moet verbinden omdat je massavlakken anders kunnen gaan 'fladderen'. Binnenkort ga ik een experimentje doen met een geëtste kleine koppelcondensator op een VHF oscillator print. De geëtste printspoelen gaan al heel goed. Die voldoen nauwkeurig aan hun specificaties.

blackdog

Golden Member

Hi,

Ik denk dat het spoortje wel mee valt, maar er is wel iets waarmee je rekening kan/moet houden.

Is het 10MHz signaal een Sinus of een blok?

Bij blok/puls vormige signalen kan je niet uitgaan van alleen harmonische "0" je 10MHz grondgolf.
Komt er een mooi strak pulssignaal uit, hou dan rekening met frequeties tot 200Mhz en meer.

Als je de spoorbreedte uitrekend voor 50Ω (zijn calculators voor op het web) dan voorzie ik geen problemen.
De rede dat ik dit aangeef is onder meer deze, er is op het web aardig wat info te vinden over distributie van 10MHz signalen en
wat de kwaliteit van je 10MHz bron allemaal kan aantasten.
Ik weet niet wat je eisen zijn wat dat beteft en als je er meer over wilt weten zoek dan op 10MHz distributie versterkers. :-)

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.

Op 15 juli 2023 17:34:11 schreef rob040:
Mijn vraag gaat over het 10MHz spoor aan de bovenkant. Die loopt tussen massa door (guarding) en is 52,2mm lang.

Mijn vuistregel is: Alles wat korter is dan 1/10 van de golflengte is geen probleem qua HF.

10MHz => 30meter. 5cm is ongeveer 1/600ste. Geen probleem dus.

Strikt genomen moet je hier (digitaal signaal) uitgaan van stijgtijd. Of van een hogere harmonische.
Maar 52cm komt overeen met 575MHz, ergens voorbij de 57e boventoon. Die speelt echt geen noemenswaardige rol meer.

blackdog

Golden Member

Hi blurp, :-)

Dat hangt er dus vanaf wat voor eisen er worden gesteld.

Ik wou het er bij zetten in mijn vorige post maar doe het hier dan nog als nog.
Zeg je bent in en theater als audio technicus bezig en gebruikt een speciale microfoon die ook een eigen soort kabel heeft.
Tijdens een repetitie wordt die kabel gemold en je hebt geen reserve beschikbaar.

Je gaat aan de slag met je mesje soldeerbout tape enz. om die avond gewoon te kunnen werken.
Hierdoor moet je de kabel een stukje uitsplitsen dus geen twisting meer en ook de afscherming krijg je niet zoals het was, wat logies is.
De microfoon werkt weer als vanouds tot dat licht geregeld gaat worden, shit denk je dan, het dimmerpack dat op 1M vanaf je las aanwezig is...
Resultaat, prachtige ratel bij een bepaalde helderheid van het licht.

Zo kijk ik ook naar HF signalen, als er bepaalde strenge eisen zijn zoals fase ruis en de rest op 10MHz referentie signalen.
Of die eisen er bij de TS aanwezig zijn, dat weet ik niet, maar het gaat er om dat je de goede afweging maakt voor jouw toepassing.
Dan gelden die vuistregels niet altijd, en ja, ik gebruik regelmatig vuistregels maar het is goed om na te denken of je daar mee weg komt in je project. :-)

Groet,
Bram

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
rob040

Golden Member

@rob: Ja, dat ziet ie, hij suggereerd om de bovenkant OOK een massavlak te maken en op veel plaatsen met de onderkant door te verbinden. Dat doe ik ook.

@Harry en rew: Ah, dan had ik het verkeerd begrepen. Ik kan dat met één druk op de knop doen en dan handmatig vias toevoegen. Maar ik lees ook terug dat het niet nodig is in mijn geval.

Is het 10MHz signaal een Sinus of een blok?

Hi Bram, het gaat hier op dit stukje spoor om een sinus. Dat is dus gunstig. Ik zal me inlezen over 10MHz distributie, want op de andere print ga ik wel een deel digitaal maken met 74HCT14's.
Analoge deel wordt viermaal de schakeling van Gertjan Miedema met een LM7171 en een trafootje aan de uitgang.

Maar 52cm komt overeen met 575MHz, ergens voorbij de 57e boventoon. Die speelt echt geen noemenswaardige rol meer.

@blurp: In mijn geval dus nog gunstiger, want het is maar 5,2cm... :-)

Dank weer voor alle reacties, het blijkt toch minder spannend dan dat ik vermoedde. _/-\o_

Ha rob040,

Het is een deftig printje zou je dat koper er wel bij doen ?
Het enige wat ik zie als de fabriek alleen met dubbelzijdig werkt minder afval !
Die klok is best wel schoon ik heb er nog 5 nieuw ingepakt, ik wil het zelfde doen wat jij aan het ontwerpen ben.
Alleen ik hou ze niet allemaal zelf dus voor de gebeurtenis ( tijd ) amateurs die niet kunnen / willen bouwen !
Wel met een feed back en amplitude regeling..... waarom tijd kunnen we niet direct meten.
Tijd is altijd een gebeurtenis die zich al dan niet herhaald, dus in jou model de amplitude.
Het is dan belangrijk dat het punt waarop je de amplitude bepaald zo strak als mogelijk is.......
Ook met een uitgang of 8 en misschien 1 optische......
Bouw jij ook met een display ?
Even terug op je baantje wat je eventueel zou kunnen doen is de breedte en de afstand tot het grondvlak zo kiezen dat je op een 50 Ω uitkom !!

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Op 16 juli 2023 15:43:55 schreef rob040:
@blurp: In mijn geval dus nog gunstiger, want het is maar 5,2cm... :-)

Nee, 52 cm want de vuistregel was 1/10 van de golflengte. Dus een spoor van 5.2 cm wordt 52cm golflengte ;)

rob040

Golden Member

Op 16 juli 2023 16:02:52 schreef electron920:
Het is een deftig printje zou je dat koper er wel bij doen ?
Het enige wat ik zie als de fabriek alleen met dubbelzijdig werkt minder afval !

Bedoel je een tweede kopervlak? Nee, ik laat het zoals het nu is, alleen een kopervlak aan de bovenzijde.

Die klok is best wel schoon ik heb er nog 5 nieuw ingepakt, ik wil het zelfde doen wat jij aan het ontwerpen ben.
Alleen ik hou ze niet allemaal zelf dus voor de gebeurtenis ( tijd ) amateurs die niet kunnen / willen bouwen !
Wel met een feed back en amplitude regeling..... waarom tijd kunnen we niet direct meten.
Tijd is altijd een gebeurtenis die zich al dan niet herhaald, dus in jou model de amplitude.
Het is dan belangrijk dat het punt waarop je de amplitude bepaald zo strak als mogelijk is.......
Ook met een uitgang of 8 en misschien 1 optische......

Hier ben ik niet helemaal mee (of helemaal niet ;-)). Ik kan de amplitude op de uitgang instellen op een waarde (2Vpp bij 50Ω). De voeding zo schoon en stabiel als gaat met een SMPS, filter en 78xx's.
Maar jij bedoelt waarschijnlijk iets anders...

Bouw jij ook met een display ?

Om wat weer te geven? Uit mijn vraag kun je afleiden dat ik het niet van plan was, maar wellicht is het interessant genoeg om erbij te zetten. :-)

Even terug op je baantje wat je eventueel zou kunnen doen is de breedte en de afstand tot het grondvlak zo kiezen dat je op een 50 Ω uitkom !!

Dat is een goeie, Bram noemde dat ook en het was opgeslagen om na te kijken, maar vergeten.
Ik kan trace impedance calculators vinden op internet, maar volgens mij gaat dat over een spoor aan de ene zijde van de PCB en een kopervlak aan de andere kant.
Ik heb een spoortje dat aan weerszijden een guarding heeft. Moet daar ook iets voor te vinden zijn?

rob040

Golden Member

Op 16 juli 2023 16:25:48 schreef blurp:
[...]

Nee, 52 cm want de vuistregel was 1/10 van de golflengte. Dus een spoor van 5.2 cm wordt 52cm golflengte ;)

8)7 Je verhaal was duidelijk, mijn brein ging de verkeerde kant op met de factor 10... ;-)

Ha rob040,

Wat ik bedoel is inderdaad het referentie punt van waaruit je gaat meten....
Als je daar aan rekent komt al snel naar boven dat een blok of een driehoek of een zaagtand een veel betere SNR heeft....
Wat betekend dit eerst een blok en daarna een sinus maken, de afgelopen weken gemeten aan een VCO ook daar eerst een blok en daarna filteren voor een sinus !!!

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
rob040

Golden Member

Hi Henk,

Oeioeioei, daar heb je me even te pakken... :)
Ik snap nu helemaal wat je bedoelde en zie de voordelen ook.
Maar dat was niet wat ik in gedachte had. Ik wou het sinussignaal analoog houden en distribueren. :S

Eerst een blok maken (die ik toch al wil hebben) en daarna filteren zal inderdaad een veel schonere sinus opleveren, maar is in mijn ogen complex.
Ik zag iemand een 10,7MHz FM MF trafootje gebruiken, maar dat zal te eenvoudig zijn, verwacht ik.
Heb je een voorbeeld van zo'n filter?

En wat zou je willen laten zien op een display?

Groet, Rob

Ha rob040,

Even kort welk type had jij nu in gebruik ?

Groet,
Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.