Zähler-Baustelle

[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 (161.86 KiB) 28180 mal betrachtet

Zaehler-Baustelle-2-web.jpg (169.36 KiB) 28179 mal betrachtet

Platz-für-Quarz-web.jpg (118.35 KiB) 28179 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 (35.79 KiB) 28179 mal betrachtet

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

Frequenznormal-am-Platz-web.jpg (67.81 KiB) 28179 mal betrachtet

Frequenznormal-und-Zähler-bei-0,1Hz-Auflösung_web.jpg (109.08 KiB) 28179 mal betrachtet

BX-176-DCF77-10MHz-Frequenznormal-Blockschaltbild_web.jpg (158.59 KiB) 28179 mal betrachtet

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

ICM7226A-B.pdf

(1.61 MiB) 2702-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

[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 (86.05 KiB) 28052 mal betrachtet

halb-Zoll-Quarz-im-Ofen-web.jpg (49.94 KiB) 28052 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 (73.43 KiB) 28052 mal betrachtet

tekSockel-Spender-Quarz-ohne-Deckel1158-kHz.png (30.9 KiB) 28052 mal betrachtet

2zehntel-Zoll-Quarz-auf-halb-Zoll-Träger-montiert-web.jpg (89.84 KiB) 28052 mal betrachtet

2zehntel-Zoll-Quarz-im-Ofen-web.jpg (39.5 KiB) 28052 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 (81 KiB) 28052 mal betrachtet

Testsockel-aus-Festplatten-Power-Stecker-web.jpg (64.35 KiB) 28052 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 (27.42 KiB) 28052 mal betrachtet

tekmod-10-MHz-warm-9.99953-MHz.png (25.88 KiB) 28052 mal betrachtet

Die starke Hysterese gefällt mir so nicht, da muß ich mir noch was überlegen.

[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 (130.85 KiB) 27921 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 (203.51 KiB) 27916 mal betrachtet

tek_Quarzofenvergleich_Oktal-Ofen_10MHz NE-62_75°C.png (46.5 KiB) 27921 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 (123.8 KiB) 27921 mal betrachtet

tek_Quarzofenvergleich_10MHz U_Drewanz.png (30.98 KiB) 27921 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

(319.14 KiB) 2543-mal heruntergeladen

Stabilität_von_Quarz-Oszillatoren.zip

(802.89 KiB) 2618-mal heruntergeladen

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

[Obelix2007]

... beim Stöbern im Netz fand ich eine Offerte mit 2 aus einer Platine herausgesägten Quarz-Ofen aus China:

https://www.ebay.de/itm/143779790317?_t ... 101224.m-1

CTI-10.000MHz-OSC5A2B02-Quarzofen.jpg (86.88 KiB) 27614 mal betrachtet

Sie wurden pünktlich geliefert und ich machte mich ans Testen. Zuerst habe ich die zwei Oszillatoren von den Platinenresten befreit.

Dremel mit Trennscheibe, Staub über Lötdampfabsauger eingefangen, FF2 als Atemschutz, und Schutzbrille ist ist bei solchen Arbeiten angesagt.

Die zerteilten Platinen-Reste können dann von dem jeweiligen Pin abgelötet werden.

CTI-OCXO-Test.jpg (164.11 KiB) 27614 mal betrachtet

ocxo-cti-osc5a2b02-datasheet.pdf

(217.52 KiB) 2568-mal heruntergeladen

Stromaufnahme beider OCXO sind im angegebenen Bereich (ca. 520mA beim Aufheizen und ca 175mA im Regelbetrieb). Der Regelspannungsbereich liegt bei der Sollfrequenz bei einem bei 2,0015 Volt, beim anderen bei 2,634 Volt.

Die Frequenzungenauigkeit bezogen auf mein DCF77 - Normal schwanken gelegentlich um ± 1/10 Herz.

Ein über GPS-Disziplinierter OCXO (einer von den Beiden CTI's) ist im Aufbau, mir fehlen aber noch ein paar Teile. Damit geht es dann demnächst weiter ...

Gruß Horst

[Obelix2007]

... die Bauteile sind nun verarbeitet (mit Mühe, 1tes SMD-Projekt) und das GPS-Frequenznormal befindet sich z.Zt. im Testbetrieb.

GPSDSO-Test-web.jpg (105.54 KiB) 27521 mal betrachtet

Hier der Link zu dem verw. Bauvorschlag:

http://www.dl2khp.de/projekte/gps-frequenz-normal.html

Danach kommt jetzt der Gehäuseeinbau mit Regelspannungs-Anzeige-Instrument, Netzversorgung und den Verbindungsbuchsen.

[asb]

Fehlen noch solche Quarze der alten Art, dann geh ich suchen.

[Obelix2007]

... danke für 's Angebot. Die sollten dann aber für 70 C° Ofenbetrieb sein, normale 25 C° sind dafür ungeeignet.

Gruß Horst

[asb]

Der Unterschied ist mir vom ansehen nicht geläufig.

[Obelix2007]

... habe leider auch noch keinen gesehen. Die aktuellen Quarz-Hersteller fertigen nicht mehr in der ½ Zoll Bauart. Wenn Du solche in 10 MHz hast, kann ich ja mal testen ob die mit Martins Oktal-Quarzöfchen harmonieren.

Gruß Horst

[Matt]

Ich habe hier eine Quarzofen von Marconi, mit 10Mhz Quarz und Oszillator drin.
Hab den von anoyme Person bekommen

kannste du gegen Versand haben .

Grüss
Matt