Zähler-Baustelle

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Obelix2007
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Zähler-Baustelle

Beitrag von Obelix2007 »

Hallo liebe Mitleser hier im Forum,

Im Verlauf eines Beitrags von Martin (warme Messecke) im RBF-Forum, es ging um seinen "Nixie-Wahnsinn" hp5245 Zähler, kam das Gespräch u.A. auf Quarz-Ofen und dem Begriff "Oktal Quarzofen":

https://radio-bastler.de/forum/showthread.php?tid=17351

Es kam dann mein Selstbau(modifizierter Bausatz)"Universalzähler" ins Spiel.

Zaehler-Baustelle-1-web.jpg
Zaehler-Baustelle-1-web.jpg (161.86 KiB) 349 mal betrachtet
Zaehler-Baustelle-2-web.jpg
Zaehler-Baustelle-2-web.jpg (169.36 KiB) 348 mal betrachtet
Platz-für-Quarz-web.jpg
Platz-für-Quarz-web.jpg (118.35 KiB) 348 mal betrachtet

Ein Projekt aus Anfang der 80er Jahre, der in der ursprünglichen Bausatz-Version nie so richtig überzeugte. Verschiedene Vorverstärker/Vorteiler Kombinationen aus div. Elektronik-Zeitschriften habe ich mit teils unterschiedlichen Ergebnissen probiert. Die Messergebnisse sind meistens brauchbar, man muß halt per Scope überwachen, was wirklich gezählt wird.

tek_Zähler-Eingang_Zeitnormal-Ausgang.png
tek_Zähler-Eingang_Zeitnormal-Ausgang.png (35.79 KiB) 348 mal betrachtet

Als Frequenz-Normal kommt ein Bausatz der Zeitschrift "Funkamateur" zur Anwendung: Das BX-176-DCF77-10MHz-Frequenznormal.

Frequenznormal-am-Platz-web.jpg
Frequenznormal-am-Platz-web.jpg (67.81 KiB) 348 mal betrachtet
Frequenznormal-und-Zähler-bei-0,1Hz-Auflösung_web.jpg
Frequenznormal-und-Zähler-bei-0,1Hz-Auflösung_web.jpg (109.08 KiB) 348 mal betrachtet
BX-176-DCF77-10MHz-Frequenznormal-Blockschaltbild_web.jpg
BX-176-DCF77-10MHz-Frequenznormal-Blockschaltbild_web.jpg (158.59 KiB) 348 mal betrachtet

In den Anhängen zeige ich einige Photos und die Hersteller-Unterlagen über den verwendeten Zählerbaustein.

ICM7226A-B.pdf
(1.61 MiB) 16-mal heruntergeladen

Beim letzten Bild "Frequenznormal-und-Zähler-bei-0,1Hz-Auflösung" sieht man den Zähler im "Überlauf-Betrieb", wobei die höchste Stelle der 10 000 000 Hz bei einer Messzeit von 10 Sekunden durch Zählerüberlauf nicht angezeigt wird, aber der Überlauf durch die Einblendung des Punktes bei der höchsten Stelle gemeldet wird und dadurch die niedrigste Stelle 1/10 Hz anzeigt.

So bleibt das Gerät eben noch länger eine "Baustelle", wie zum Beispiel jetzt mit dem ev. Einbau eines Quarz-Ofens.

Vom Fortgang auf dieser Baustelle werde ich dann gelegentlich weiter berichten.

Gruß Horst
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Obelix2007
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Re: Zähler-Baustelle

Beitrag von Obelix2007 »

... weiter geht es mit dem Test eines Quarz-Ofens:

Martin hatte mir einen "Oktal Quarzofen" überlassen, den ich natürlich sofort testen mußte. Es gab allerdings Hindernisse zu überwinden - in den Ofen passen nur die seinerzeit (ca. 60er Jahre) üblichen halb-Zoll Quarze.

Oktal-Quarzofen-web.jpg
Oktal-Quarzofen-web.jpg (86.05 KiB) 221 mal betrachtet
halb-Zoll-Quarz-im-Ofen-web.jpg
halb-Zoll-Quarz-im-Ofen-web.jpg (49.94 KiB) 221 mal betrachtet

Ich fand kein bezahlbares 10MHz-Exemplar dieser Baugröße und war gezwungen, zu improvisieren.

1halb-Zoll-Quarz-ohne-Abdeckung-schwingt-aber-noch-web.jpg
1halb-Zoll-Quarz-ohne-Abdeckung-schwingt-aber-noch-web.jpg (73.43 KiB) 221 mal betrachtet
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tekSockel-Spender-Quarz-ohne-Deckel1158-kHz.png (30.9 KiB) 221 mal betrachtet
2zehntel-Zoll-Quarz-auf-halb-Zoll-Träger-montiert-web.jpg
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2zehntel-Zoll-Quarz-im-Ofen-web.jpg
2zehntel-Zoll-Quarz-im-Ofen-web.jpg (39.5 KiB) 221 mal betrachtet

Mit meinem modifizierten 2zehntel Anschlüsse Quarz führte ich dann die Messungen durch:

Oktal-Quarzofen-mit-10MHz-2zehntel-Zoll-Quarz-im-Testbetrieb-web.jpg
Oktal-Quarzofen-mit-10MHz-2zehntel-Zoll-Quarz-im-Testbetrieb-web.jpg (81 KiB) 221 mal betrachtet
Testsockel-aus-Festplatten-Power-Stecker-web.jpg
Testsockel-aus-Festplatten-Power-Stecker-web.jpg (64.35 KiB) 221 mal betrachtet

Das Öfchen nimmt bei 12VDC ca. 710mA auf, währen der Aufheizphase im Wechsel etwa 30 Sekunden Strom fließt, dann etwa 30 Sekunden kein Strom. Nach einigen Minuten gehen die Heizphasen auf etwa 20 Sekunden zurück und die Abkühlphasen sind dann etwa 40 Sekunden.

Die Frequenzmessungen mit diesem Aufbau, zunächst ohne Heizung betrug 9.99956 MHz, mit Heizung nach ca. 85 Minuten 9.99953 MHz.

tekmod-10-MHz-kalt-9.99956-MHz.png
tekmod-10-MHz-kalt-9.99956-MHz.png (27.42 KiB) 221 mal betrachtet
tekmod-10-MHz-warm-9.99953-MHz.png
tekmod-10-MHz-warm-9.99953-MHz.png (25.88 KiB) 221 mal betrachtet

Die starke Hysterese gefällt mir so nicht, da muß ich mir noch was überlegen.
Gruß Horst
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Obelix2007
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Re: Zähler-Baustelle

Beitrag von Obelix2007 »

... habe die Messungen nochmal aufgenommen, jetzt mit Trimmkondensator annähernd auf Sollfrequenz gebracht. Der Unterschied zwischen kalt und warm ist bei sechsstelliger Anzeige am Scope zwar nur noch 100 Herz, aber das sollte beim Quarzofen besser sein. Zur Messung nun den Zähler über ext. Oszillator Eingang mit dem Signal vom DCF-Frequenznormal versorgt. Bei 10 Sekunden Messzeit im "Überlauf-Betrieb" zeigt die letzte der 8 Stellen 0,1 Hertz.

Das Steckbrett ist wie vor gezeigt, nur um den Keramik-Trimmer erweitert. Hiermit gelingt es dann, zwar etwas mühsam, auf 10 MHz abzugleichen - zuerst ohne Heizung. Dann wird der Heizkreis zugeschaltet und steigender Temperatur sinkt die Frequenz zunächst, wie erwartet um einige zig Hertz, fängt aber dann an sogar wieder zu steigen, sinkt wieder und pendelt sich dann ein. Nach längerer Zeit ist dann der Ofen aufgewärmt und er schaltet im Rythmus ca. 20 Sek. ein und 40 Sek. aus. Das mechanische Schalten des Thermostats löst oftmals einen heftigen Sprung in der Frequenz aus, manchmal bis in den KHz-Bereich, ev. durch die mechanische Erschütterung und wohl auch dem Aufbau auf dem Steckbord geschuldet.

Oktal_Quarzofen_web.jpg
Oktal_Quarzofen_web.jpg (130.85 KiB) 90 mal betrachtet

Zusätzlich zum Zähler mache ich noch mit dem Oszilioscope eine "Vergleichsmessung" indem Kanal 1 den Normalfrequenz-Ausgang anzeigt, dieser Kanal triggert auch die Zeitbasis. Kanal 2 zeigt die Frequenz des Quarzofens. Je näher sich nun die beiden Frequenzen im Wert sind, um so ruhiger ist die Anzeige dieses "Wellenzuges". Im Idealfall bei Frequenzgleichheit steht das abgebildete Signal.

Frequenzvergleich_1.gif
Frequenzvergleich_1.gif (203.51 KiB) 85 mal betrachtet

tek_Quarzofenvergleich_Oktal-Ofen_10MHz NE-62_75°C.png
tek_Quarzofenvergleich_Oktal-Ofen_10MHz NE-62_75°C.png (46.5 KiB) 90 mal betrachtet

Die Aufheizung und Abkühlung des Ofens ist durch Änderung in der Frequenz um ±3-6Hz aber deutlich zu bemerken und ich glaube, daß mein kleiner Quarz nicht für den Ofenbetrieb vorgesehen ist.

Ein 1 MHz Quarz im ½ Zoll Pinabstand habe ich noch und werde damit nochmal messen.

Zuvor wird aber noch eine kontinuierliche Regelung gebastelt und dazu über die weiteren zwei Anschlüsse des Ofens ein temperaturabhängiger Widerstand eingebaut.

Der steuert die Regelung und ermöglicht auch das Auslesen der aktuellen Temperatur.

Ende der 1970er hatte ich zum Abgleich meines ersten Frequenzzählers ein Frequenz-Normal, welches den englischen Langewellen-Sender Droitwich empfing und mit der sehr konstanten Trägerwelle einen Quarzofenoszillator mit einer Regelspannung versorgte.

Droitwich sendet aber schon länger nicht mehr auf 200 kHz und das Frequenznormal war nicht mehr zu gebrauchen. Ich erinnerte mich, das in dem Gerät ein 10 MHz Quarzofen werkelte.

Da ich mich von nichts so leicht trennen kann, fand ich das ausgemusterte Gerät schnell und habe diesen Ofen nun auch noch getestet:

Quarzofen_Drewanz_web.jpg
Quarzofen_Drewanz_web.jpg (123.8 KiB) 90 mal betrachtet

tek_Quarzofenvergleich_10MHz U_Drewanz.png
tek_Quarzofenvergleich_10MHz U_Drewanz.png (30.98 KiB) 90 mal betrachtet

Dieses Exemplar hat eine Transistor-Regelung für den Ofen und einen 3-stufigen Quarzoszillator mit Transistoren und einer nachgeschalteten TTL-Ausgangsstufe (IC SN75450).

Quarzofenoszillator_Drewanz.zip
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Stabilität_von_Quarz-Oszillatoren.zip
(802.89 KiB) 6-mal heruntergeladen


weiter demnächst mit der 1 MHz - Variante im Oktal-Öfchen und weiteren Änderingen an der Zähler-Baustelle
Gruß Horst
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