Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle

Sobota Březen 2 17:46:56 CET 2024

Já mám rád přesnou referenci na kterou mám pověšený osciloskop, čítač, 
DDS signální generátor atd. a přístroje mi nešmajdají s teplotou v dílně.

Ale kdysí jsem to moje zařízení stavěl hlavně proto, že mně to poskytlo 
možnost naučit se něco nového. A když už to bylo postavené a měl jsem 
možnost to porovnat s kvalitním normálem, tak jsem si to už v dílně 
nechal a slouží to dodnes.
Jinak tyhle normály hodně používají pokud vím radioamatéři a pak 
nadšencí, co se věnují radio astronomii a podobným koníčkům.

Zdraví PavelK

Dne 02.03.2024 v 17:10 Vojtěch Petrucha napsal(a):
>
> zdravim,
>
> mohu se prosím zeptat jaké jsou takové typické domácí aplikace pro 
> superpřesný/stabilní oscilátor ?
>
> napadá mě jen něco ve stylu, vynásobím to na nějaké desítky GHz a chci 
> aby to kamarád na protějším kopci naladil na první dobrou..
>
> Josephson pro generování napětí, nebo kvantový magnetometr moc lidí 
> doma asi předpokládám nemá
>
> díky
>
> v.
>
> ______________________________________________________________
> > Od: "Pavel Kořenský" <pavel.korensky na dator3.cz>
> > Komu: hw-list na list.hw.cz
> > Datum: 02.03.2024 15:59
> > Předmět: Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle
> >
>
> Tak odpověď kde měřit je celkem jasná.
>
> https://www.ufe.cz/cs/tym/laborator-statniho-etalonu-casu-frekvence
>
> Já jsem kdysi, když jsem to stavěl, napsal zdvořilý e-mail nějakému panu
> docentovi z toho ústavu. Tenkrát v roce 1999 se to ještě jmenovalo nějak
> jako "Ústav přesného času a kmitočtu AV ČR" nebo tak nějak.
> A protože tehdy celá ta věc byla nová, tak to pana docenta zaujalo a
> pozval mně i s tím zařízením na kafe. Takže jsem tam přijel se zařízením
> napájeným záložní baterií, pokecali jsme, popili kávu a pak jsme to
> zapojili do sítě, GPS anténu dali na okno a oni si to tam pár dnů
> nechali aby se to celé zklidnilo a pak to porovnali s jejich césiovým
> normálem. Tenkrát ještě neměli vodíkový maser.
> A když mi pan docent napsal, že je to hotové, tak jsem si pro to přijel
> a dostal jsem pár papírů na kterých byly podobné grafy jako to, na co
> odkazoval Balu. Pan docent si pochvaloval, že jeho i kolegy překvapilo,
> jak přesné to je a ve srovnání s jejich mašinkama víceméně zadarmo.
>
> Dneska už by za to člověk asi musel něco zaplatit, ale nejspíš by se
> dalo se s nimi nějak domluvit.
>
> Zdraví PavelK
>
>
> Dne 02.03.2024 v 15:33 Zuffa Jan napsal(a):
> > Lacne OCXO mam na mysli desiatky eur s 20 ppb a kratkodobu 
> stabilitou 7*10^-11 @100s
> > Cinan pise 2x10^-12 som si to teda spocital a mne vyslo pri tejto 
> konstrukcii
> > 10^-10 ak zoberiem do uvahy ze doba merania periody pre presnost 1ns 
> bude 100 period
> > + dlhodobre priemerovanie nameranych hodnot. Ci sa da dlhodobym 
> priemerovanim pridat 2 dalsie rady neviem mozno ma cinan na to nejaky 
> magic
> > Vystup 1PPS ma sice znacny jitter bezne 10-50ns ten sa ale za 100 
> period nenaakumuluje.
> > Ja to stavat nechcem su to len teoreticke uvahy a ako pises nemam to 
> ani ako zmerat takze to TM4313 asi kupim a uspokojim sa
> > s tym, ze to je tak ako pises. A okrem spominaneho su tu aj dalsie 
> parametrre oscilatora ako fazovy sum resp jitter
> > ale tie sa ak tomu dobre rozumiem pri pouziti pre frekvencny citac 
> spriemeruju a vyrazny vplyv na meranie mat nebudu.
> >
> > J.
> >
> >
> >
> >
> >
> >
> >
> > ________________________________
> > From: Hw-list [hw-list-bounces na list.hw.cz] on behalf of Daniel 
> Valuch [balu na k-net.fr]
> > Sent: Saturday, March 02, 2024 12:13 PM
> > To: hw-list na list.hw.cz
> > Subject: Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle
> >
> >
> > nie som si uplne isty ako sa da vyuzit spomenute priemerovanie (za 
> 10 hodin) na dosiahnutie presnosti (2x10^-12 s lacnym OCXO).
> >
> > Su dva hlavne parametre - 1) absolutna hodnota frekvencie a 2) 
> stabilita frekvencie (bez ohladu na jej absolutnu hodnotu)
> >
> > Lacne oscilatory su lacne, lebo nemaju ani jedno. Aby priemerovanie 
> pocas dlhych casovych usekov fungovalo musi mat stabilita riadeneho 
> oscilatora spravnu distribuciu a musi byt stabilne nahodna na dlzke 
> trvania tych priemerovacich usekov. Ak je oscilator citlivy na 
> vlhkost, teplotu, vibracie, kvalitu napajacieho napatia, stabilitu 
> zataze atd. tak to uz nie je nahodne a technika nieje velmi uzitocna. 
> Rovnako na meranie to nie je velmi uzitocne, lebo merany objekt musi 
> byt rovnako stabilny a rovnako nahodny pocas spominanych 10 hodin a 
> merat sa musi pocas spominanych 10 hodin. Co nie je casto pripad. 
> Takze vysledna neistota je obrovska. V ziadnom pripade nie v rade 
> 2x10^-12.
> >
> > To je rovnako pouzitelny fakt ako to, ze som vyratal, ze moje 
> atomove pendlovky dosiahnu rovnaku odchylku ako vodikovy maser pri 
> case merania 33000 rokov.
> >
> > Aby disciplinovanie fungovalo, musi mat disciplinovany oscilator 
> porovnatelnu, alebo lepsiu stabilitu (parameter 2) ako oscilator, 
> ktory ho disciplinuje. Preto su kvalitne krystalove oscilatory tak 
> drahe. Musi to byt necitlive na vsetko. Kratkodobu stabilitu (povedzme 
> do tych 10 hodin) zabezpecuje OCXO, dlhodobu GNSS. S lacnym OCXO sa 
> spominana presnost neda dosiahnut, pac to stale beha hore dole. 
> Rovnako kvalitny signal ako z lacneho OCXO lezie priamo z GPS 
> prijimaca, ktory ma na sebe lacne (?)CXO. Dalsi externy oscilator tam 
> potom netreba.
> >
> > OCXO pouzitelne pre domace zvykani uz nie su az tak drahe 
> https://eu.mouser.com/c/passive-components/frequency-control-timing-devices/oscillators/ocxo-oscillators/?frequency=10%20MHz%7C~100%20MHz&instock=y&sort=pricing%7C1 
> <https://eu.mouser.com/c/passive-components/frequency-control-timing-devices/oscillators/ocxo-oscillators/?frequency=10%20MHz%7C~100%20MHz&instock=y&sort=pricing%7C1>
> >
> > Su to stale nizsie stovky Eur, ale su od renomovaneho vyrobcu a 
> parametre su definovane. Veril by som tomu viac ako noname krabici od 
> cinana, ktora je ale zato lacna.
> >
> > Problem je, ze to doma nemas s cim merat/porovnat. Mas sice skvely 
> pocit ake perfektne zariadenie si si postavil, ale kym nemas k 
> dispozicii lepsie zariadenie, tak nikdy nezistis ako (ne)spravne 
> hodnoty to produkuje a ako nekvalitny je vystupny signal. Zo 
> skusenosti si dovolim tvrdit, ze doma vies dosiahnut 10^-10, s velkym 
> usilim a dobrymi znalostami max. 10^-11 skutocnej presnosti a 
> spravnosti. Potom uz treba profesionalne, velmi drahe vybavenie.
> >
> > b.
> >
> >
> >
> > On 02/03/2024 10:15, Zuffa Jan wrote:
> >
> > Presnost sa dohana priemerovanim a dlhymi dobami radovo v desiatkach 
> hodin.
> > Software musi tiez pocitat s vypadkami signalu a aj s glitchmi 1PPS.
> > Diabol sa skryva v detailoch softveru. Myslim ze by to bol pekny 
> projekt na niekolko mesiacov.
> > Touto metodou je mozne dosiahnut presnost 2x10^-12 s lacnym OCXO.
> > Ano, AXTAL je rovnako presny ale kolko stoji a kde ho kupit?
> > Kvalitny OCXO bude stat nasobne viac ako TM4313 s cenou pod 100Eur. 
> Na alim su GPS riadene normaly aj za 700-800Eur
> >
> > J.
> >
> > ________________________________________
> > From: Hw-list 
> [hw-list-bounces na list.hw.cz<mailto:hw-list-bounces na list.hw.cz>] on 
> behalf of Pavel Kořenský 
> [pavel.korensky na dator3.cz<mailto:pavel.korensky na dator3.cz>]
> > Sent: Saturday, March 02, 2024 12:10 AM
> > To: hw-list na list.hw.cz<mailto:hw-list na list.hw.cz>
> > Subject: Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle
> >
> > Mně to už takhle večer úplně nemyslí, ale vidím v téhle metodě dva
> > zásadní problémy.
> >
> > 1. Jak signál z OCXO tak i 1PPS nejsou úplně přesné. Pokud dojde k
> > odchylce, tak bude nutné spočítat korekci, poslat jí nějak do DAC
> > převodníku a to nemluvím o spoustě počítání nějakého delšího filtru v
> > řádu hodin či desítek hodin pro filtraci šumu. Tohle se těžko stihne při
> > frekvenci hodin shodné s 10 MHz OCXO.
> > 2. Účelem těch zapojení není přesnost na 1 Hz při kmitočtu OCXO 10 MHz.
> > Samotný slušný OCXO má krátkodobou stabilitu kolem 1x10^-10 nebo lepší i
> > když se do něj nijak netrká. Na 10 MHz je to tedy 0.001 Hz. Ten Axtal co
> > zmiňoval kolega má dokonce krátkodobou přesnost 2x10^-12. Cílem zapojení
> > je stabilisovat ten OCXO tak, aby byl přesný třeba na 1x10^-12
> > dlouhodobě, včetně stárnutí i krátkodobých glitchů v GPS signálu. A na
> > to měření s přesností 1Hz opravdu nestačí.
> >
> > Zdraví PavelK
> >
> > P.S. Pokud jsem se ve své úvaze opět někde seknul o řád nebo tři, tak to
> > berte s reservou. Je pátek večer a mám v sobě pár skleniček dobrého 
> vína. :)
> >
> >
> > Dne 01.03.2024 v 17:30 Zuffa Jan napsal(a):
> >
> >
> > Mne sa pacia riesenia jednoduche:
> >
> > Signal 10MHz z OCXO sa privedie priamo do procesora ako hodiny.
> > Vystup z GPS modulu 1PPS sa pripoji tiez rovno do procesora.
> > Nasledne sa vnutorny 16 bitovy casovac pripoji priamo na hodiny.
> > za 1PPS sa pretoci 152x (toto cislo nas ale nezaujima) a jeho 
> hodnota ostane 38680 (10000000 modulo  65536) za predpokladu
> > ze odchylka je 0 Hz. Nasledne sa vypocita korekcia a posle bud na 
> PWM vystup alebo
> > D/A prevodnik spat do riadenia OCXO. Ciste softverove a hardverovo 
> minimalisticke riesenie.
> > A potom uz staci len naprogramovat :)
> >
> > j.
> >
> > -----Original Message-----
> > From: Hw-list 
> <hw-list-bounces na list.hw.cz><mailto:hw-list-bounces na list.hw.cz> On 
> Behalf Of Daniel Valuch
> > Sent: Friday, March 1, 2024 4:19 PM
> > To: hw-list na list.hw.cz<mailto:hw-list na list.hw.cz>
> > Subject: Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle
> >
> > zhodou okolnosti mam zrovna diplomanta, ktory GPS disciplinovany 
> oscilator konstruuje. Takze vysledky budeme poznat uz o 2-3 mesiace :-)
> >
> > Pouziva tento material:
> >
> > OCXO Axtal AXIOM145-ULN21 https://www.axtal.com/cms/docs/doc91144.pdf
> >
> > GNSS prijimac Ublox ZED-F9T-10B
> > https://www.u-blox.com/en/product/zed-f9t-module
> >
> > fazovy detektor je analogovy, signal sa hned navzorkuje a vsetko 
> ostatne ohladom PLL a riadenia OCXO je implementovane plne digitalne.
> >
> >
> > Zatial sme merali:
> >
> > stabilitu a fazovy sum oscilatora
> >
> > https://dvaluch.web.cern.ch/temp/oscilator/AXIOM%20145-ULN21.PNG
> >
> > stabilita referencneho signalu 1.25MHz z Ublox prijimaca
> > https://dvaluch.web.cern.ch/temp/oscilator/Ublox_stability_5days.png
> > (ako referencia je pouzity aktivny vodikovy maser disciplinovany
> > ceziovou fontanou)
> >
> > a porovnanie Allanovej odchylky obidvoch - OCXO 10MHz (modra krivka) a
> > Ublox 1.25MHz (hneda krivka)
> > 
> https://dvaluch.web.cern.ch/temp/oscilator/axiom145-uln21%20Allan%20deviation%2010MHz.PNG
> >
> > a jitter 1 PPS pulzu z Ublox vzhladom na aktivny vodikovy maser. Zlta je
> > hrana 1 PPS, tmavoruzova 10 MHz z MASERa. Rozptyl je tam cca. +/-10 ns
> > 
> https://dvaluch.web.cern.ch/temp/oscilator/ublox%201pps%20vs%2010MHz%20MASER.png
> >
> >
> > Fazovy detektor bude porovnavat frekvencie 1.25MHz, nie 1 Hz/1 pps.
> >
> > Som zvedavy ako dobry bude vystup. Ucelom je pouzit take parametre PLL
> > aby sa co najlepsie vyuzili vlastnosti aj krystaloveho oscilatora aj
> > gnss prijimaca.
> >
> > b.
> >
> >
> > On 01/03/2024 11:39, Pavel Kořenský wrote:
> >
> >
> > Zdravím,
> >
> > fázový závěs tam být musí, protože ten právě za a) stabilizuje ten
> > OCXO oscilátor aby byl přesný a za b) kompensuje přirozené stárnutí
> > oscilátoru.
> > A taky to potřebuje filtr, protože jednak ten signál 1PPS z běžně
> > dostupných GPS modulů má nějaký jitter a za druhé může být dost značný
> > jitter do samotného GPS signálu přidávaný uměle.
> > V tom článku na který jsem uváděl ten link je to dost dobře popsané.
> > Ten článek vznikl v době, kdy SA (Selective Availability) ještě do GPS
> > přidáváno bylo. Pokud si dobře pamatuju, americký DoD přestal používat
> > SA až v roce 2000.
> >
> > Nicméně, princip všech takových normálů je stejný. Uvnitř je lepší či
> > horší OCXO (od toho se odvíjí do značné míry cena celého zařízení) a
> > jeho výstup je dolaďovaný tím, že se zjišťuje fázový rozdíl mezi 1PPS
> > pulsem a výstupem toho oscilátoru. A PID regulátor průběžně dolaďuje
> > pomocí nějakého DAC ten OCXO tak, aby fázový rozdíl těch signálů byl
> > pokud možno konstantní.
> >
> > V minulosti jsem pár těch kmitočtových normálů "Made in China" měřil a
> > výsledky nebyly žádná sláva. Ono se totiž musí umět ten OCXO udělat a
> > to není žádná legrace, to vyžaduje hodně solidní know-how, pokud to má
> > být stabilní řekněme s přesností (AV) 5*10^-12 za 10 hodin nebo
> > lepší.  Pokud by to chtěl člověk použít jako referenci v laboratoři a
> > odvozovat od toho časovou základnu osciloskopu a/nebo čítače, tak je
> > IMHO lepší koupit na EBay nějaký starý HP10811 oscilátor a postavit si
> > k němu to řízení uvedené v článku nebo si udělat řízení vlastní. V
> > moderní době by celé to řízení myslím zvládlo i jedno Raspberry Pi
> > Pico, pokud by se šikovně použily periferie (PWM a PIO moduly) té 2040
> > v něm.
> >
> > Zdraví PavelK
> >
> > Dne 01.03.2024 v 10:15 Zuffa Jan napsal(a):
> >
> >
> > Zdravim,
> >
> > Cinan ma takychto normalov celu kopu ako pozeram ale
> > pouzivaju GNSS a teda ktovie ako to u nas pobezi.
> > Nemate niekto nejaky overeny napr. od aliho?
> > Resp. coho sa vyvarovat lebo ako som si kde tu nieco cital, tak
> > samotny gps modul nestaci, musi byt k tomu pripojeny PLL
> > lebo signal z gps modulu vypadava .
> >
> > j.
> >
> > -----Original Message-----
> > From: Hw-list 
> <hw-list-bounces na list.hw.cz><mailto:hw-list-bounces na list.hw.cz> On 
> Behalf Of Pavel Korenský
> > Sent: Thursday, February 29, 2024 5:12 PM
> > To: hw-list na list.hw.cz<mailto:hw-list na list.hw.cz>
> > Subject: Re: Takový hloupý problém - Eagle
> >
> > Zdravím,
> >
> > tak ono to není až tak úplně původně moje zapojení.
> > Je to modifikace tohoto - https://www.qsl.net/n9zia/wireless/QST_GPS.pdf
> >
> > Já jsem si na to akorát dělal jiný tišťák, protože původní jsem už
> > nesehnal a krom toho jsem funkce některých obvodů v tom původním
> > zapojení zintegroval do jednoho isp1032 CPLD od Lattice Semiconductor.
> > Chodí to dobře, už mi to tady běží 25 let, je to jedna z těch věcí co
> > se dá někam na poličku, koax se píchne zezadu do měřáků které
> > potřebují vstup externí kmitočtové reference 10 MHz a je vymalováno.
> > A člověk si na to vzpomene právě tak jednou za 6-8 let, když tomu
> > odejde externí zdroj 12V.
> >
> > Akorát dneska by se to moje zapojení asi blbě stavělo znovu, protože
> > ty GPS moduly Motorola OnCore UT+ se už dávno nedělají a ty isp1032
> > taky ne. To už by bylo lepší vyjít z původního zapojení a udělat si
> > vlastní logiku v moderním CPLD a použít jiný GPS modul vhodný pro
> > časové aplikace (což není každý GPS modul, je žádoucí aby jitter na
> > 1PPS pulsu byl < 25 ps).
> >
> > Schémátko toho mého řešení je jako PDF v příloze.
> >
> > Zdraví PavelK
> >
> >
> > _______________________________________________
> > HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz<http://www.HW.cz 
> <http://www.HW.cz>>
> > Hw-list na list.hw.cz<mailto:Hw-list na list.hw.cz>
> > http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> > _______________________________________________
> > HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz<http://www.HW.cz 
> <http://www.HW.cz>>
> > Hw-list na list.hw.cz<mailto:Hw-list na list.hw.cz>
> > http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> >
> >
> > _______________________________________________
> > HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz<http://www.HW.cz 
> <http://www.HW.cz>>
> > Hw-list na list.hw.cz<mailto:Hw-list na list.hw.cz>
> > http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> > _______________________________________________
> > HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz<http://www.HW.cz 
> <http://www.HW.cz>>
> > Hw-list na list.hw.cz<mailto:Hw-list na list.hw.cz>
> > http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> >
> >
> > _______________________________________________
> > HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> > Hw-list na list.hw.cz
> > http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
>
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> Hw-list na list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored bywww.HW.cz
> Hw-list na list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list

------------- další část ---------------
HTML příloha byla odstraněna...
URL: <http://list.hw.cz/pipermail/hw-list/attachments/20240302/523a4f4d/attachment.htm>