[ERLEDIGT] Was nehmen als Referenzzeitquelle für Frequenzzähler?

Was nehmen als Referenzzeitquelle für Frequenzzähler?

Hallo!
Ich möchte mir einen guten Frequenzzähler bauen mit dem ich Frequenzen bis mindestens 100 Mhz mit einer Genauigkeit von 1Hz messen kann. Das bedeutet, das die Messzeit müsste besser als 10 ^ -8 genau sein. Ich habe beim Sprut nur eine Beschreibung gefunden wie man einen Quartz, durch versuche und vergleich mit der Zeitmarke aus dem Radio so einstellen kann, das eine Uhr, die von dem Quarz getaktet ist, nach 24 Stunden genau mit der Zeitmarke stimmt. Wenn ich in der Lage wäre den Unterschied mit 1ms genau zu kontrollieren, dann hätte es mir gereicht (10 ^ -5 x 10 ^ -3 = 10 ^ -8 ). Ich bin aber nur ein Mensch und schaffe es nicht. Hat jemand mit solchem Problem schon Erfahrungen gemacht?
Ich bin sehr dankbar fur jede Hilfe im voraus.
MfG

womit willst du den frequenzzähler überhaupt aufbauen? 100MHz sind nicht ohne...

Hallo uwegw!
Mit einem PIC natürlich.

was hat denn ein PIC für einen mords-timer, dass der so schnell zählen kann???

ich bin zwar kein PIC-experte, aber wenn maximal 48MHz taktfrequenz drin sind (laut reichelt), dann kann ich mir kaum vorstellen, dass man damit knapp das doppelte messen könnte... und mit der auflösung schon gar nicht!

erinnnert mich irgendwie an den versuch, videos mit nem AVR digital aufzunehmen....

Das stimmt, habe aber prescaler. Einer geht bis 200MHz und Teilt die Frequenz durch 64 und der zweite geht bis 2.8 GHz und teilt durch 256. Sie werden ev. nacheinander angeschlossen. Das ist nicht mein Problem, sonst hätte ich das Thema anders formuliert.
MfG

sorry, wusst ich nicht dass es PICs mit solchen timern gibt....

Die sind nicht im PIC integriert. Das sind übliche IC´s für Frequenzteilung.

Hallo PICture,

bei der Genauigkeit muss das schon ein sehr guter temperaturstabilisierter Quarzoszillator (OCXO) sein. Die sind sehr teuer.
Eine Alternative wäre noch einen einfacheren Quarzoszillator (TCXO) an DCF77 oder andere Referenzsender mit einer PLL anbinden. Das ist aber auch recht aufwändig.

Übrigens durch Prescaler verlängert sich die Messzeit um den Faktor des Vorteilers. Mit Vorteiler 64 und 1Hz Auflösung wäre die Messzeit dann 64 Sekunden.

Gruß Waste

Hallo Waste!
Ja, an Referenzsender habe ich schon gedacht, und auch schon was gemacht. Der DCF Sender ist zu schwach, ausserdem konnte ich nichts darüber finden, wie genau die Trägerfrequenz ist. Die angaben zwecks Genauigkeit beziehen sich, glaube ich nur auf die Genauigkeit der Uhr.
Mann braucht eigentlich kein PLL. Ich habe ganz einfachen Empfänger mit einem FET und zwei bipolaren Transistoren gebaut. Damit habe ich immer einen guten ungestörten signal um die 8Vpp. Dann habe ich die Frequenz des DLF Senders durch 207 geteilt und dann noch durch 1000 geteilt. So habe ich 1s, die kann ich weiter teilen. Ich weiß aber nicht, wie genau die Frequenz von DLF ist. Es gibt einen Referenzsender (nämlich Warschau) auch im LW Bereich. Für den gibt´s jeden Tag, gegen Mittag, eine Meldung um wieviel Perioden seine Frequenz von 225 kHz in den letzten 24 Stunden abweicht. Das gibt eine Genauigkeit von 5x10 hoch -11, aber das Signal ist auch zu schwach fur Dauerbetrieb. Wo kann man das finden, wie genau die Frequenz von DLF ist?
MfG

DLF auf 153kHz hat eine Genauigkeit von 1E-11 im Mittel über eine Stunde. Vermutlich ist auf 207kHz die gleiche Genauigkeit. Über die Kurzzeitstabilität kann ich keine Aussage machen, die ist meistens bei LW durch atmosphärische, magnetische und elektrische Störungen sehr viel schlechter.

GPS als Referenz wäre auch noch eine Möglichkeit.

Waste

Na ja, schaut nicht schlecht aus. Die atmosferische Störungen haben aber kein Anfluss auf die Trägerfrequenz. Natürlich können sie zusätzliche Impulse oder Unterbrechungen verursachen, die mann aber ziemlich einfach feststellen und filtern kann.
Soweit ich mit GPS auskenne, das in keinem Fall. Da gibt es immer mindestens zwei Satelliten, dessen Trägerfrequenzen interferieren u.s.w., oder?

Vor einiger Zeit habe ich in einer Werkstatt die Messgeräte prüft und eicht so eine GPS-Referenz Quelle gesehen. Als ich ihn nach DCF fragte, hat er mirch ordentlich ausgelacht.
Könnte so etwas gewesen sein.
http://www.messweb.de/products/ni4163806.htm

Das ist, denke ich, vielleicht nicht zu teuer, aber für meine Zwecke zu genau. :)
Ich glaube das ich bei DLF bleibe, weil das schon fertig ist. Ich habe die Frage gestellt, mit einer Hoffning, dass vielleicht jemand noch was einfacheres kennt.
Vielen Dank an alle, Die mir geholfen haben die Frage zu beantworten! :)
MfG

Ein Quarz oszilator mit Ofen aufzubauen ist nicht so schwierig.
Gab mal bei den ueblichen Verdaechtigen ein paar Bauanleitungen dazu.
Ein vorgealteter Quarz und dann nur noch Kalibrieren.

Hallo nikolaus10!

Gute Idee. Aber mir ist es einfacher und genauer die Frequenz von viel besserem Ofen zu empfangen. Bei den o.g. Sender ist die Trägerfrequenz mit einer Atomreferenz stabilisiert (Genauigkeit um 10E-11). Normale Quarzöfen nur mit der Temperaturstabilisation können höchstens 10E-9 erreichen. Den nähsten LW Sender könnte man sich aus dieser Liste auswählen: http://www.wabweb.net/radio/frames/lwf.htm .

Die Ferritantenne (durch verschieben der Spule) und der ZF Filter 455KHz (durch drehen des Kerns) werden auf empfangene Frequenz 207 kHz und max. Helligkeit der LED eingestellt. Für bestimmte Frequenz müssen die Kondensatoren Ca und Cf selbstverständlich an vorhandene Ferritantenne und ZF Filter angepasst werden.

Der Empfänger muss dort plaziert werden, wo möglichst keine Funkstörungen gibt. Dabei sehr hilfsreich ist, das Audiosignal (Pin 9 des TA7640) an Eingang eines Audioverstärkers mit geschirmtem Kabel zuführen und anhören. Ich habe zwischen dem Empfänger und dem Komparator ein 5m langes geschirmtes Kabel verwendet, damit der 5 Vss Rechteck nicht durch die Ferritantenne empfangen würde.

Um aus dem AM moduliertem sinusoidalem ein rechteckiges Signal mit 5 Vpp Amplitude zu erzeugen habe ich ein Komparator LM311 benutzt. Genaue Messungen haben ergeben, dass wegen Modulation die Impulsbreite um ca. 0,1 µs variert und der Frequenzjitter wegen Empfangsrauschen um 10 ns ist. Das ergibt die praktische Genauigkeit der empfangener Referenzfrequenz 10E-9 also beim Messen von Frequenzen bis 100 MHz eine Genauigkeit um +/- 1 Hz.

MfG :)

Code:

Audiosignal A | +-----------------------+--|--+------+-----+---> +5V Ferrit- | µ1|| |10|µ | | | antenne | ||µ1 +--||-+ \-/.-. | |+ .. | +---||------+ | || | ===| | µ1 --- === 100µ || | | || | | | +| | | --- /-\ || | | | | |13|12| |10| 9| '-' | | || BF245A | | .----------------------. |390 === === || |-+ | | | | GND GND || | | |) TA7640AP | | ||,---+-->|-+ | | | |LED ||( | | | '----------------------' V -> Signalstärke ||( --- Ca +--+ | | | | 5| 6| 7| 8| - ||( --- | | | | === | ||( | 100.-. | | | GND | +---> GND ||'---+ | | | | +-----+ | '' | | |200 | | + / === === '-' | +----[|-+ GND GND | | |100µ \ | === | +---. === GND | | )| GND ca. 100 mVpp Cf | --- )| ____ AM moduliert 560| --- )| .-(___(-> Fr zum Frequenz- | | )|( | zähler +--+---' '--+ bzw. Komparator DLF Empfänger ZF Filter 3:1 | mit 180 pF === GND E +5V >--------------+-----------+--+------+-----> +5V | | | | m .-. | .-. --- F 33k| | | | | --- µ1 r p | | | | |510 | e '-' |8'-' === q f ___ | 2|\| | GND u GND >---+--+-|___|-+---------|+\ 7| e ä | | 33k | ___ | >-+------------> Fr n === | +-|___|-+-|-/ z n GND | \] | 33k |3|/| z +--|]---+ | |1,4 ä g 10µ /]+ | === h || | GND l e Fr >------------------||--+ +-> GND e µ1 || LM311 | r r === DLF Komparator GND

Man kann natürlich jedes Superhet Radio mit AM (LW, MW, KW) als Referenzfrequenzquelle verwenden, wenn man auf dem ZF Ausgang im zusätzlichen Mischer die Frequenz vom Lokaloszillator (Heterodyne) entsprechend abzieht bzw. addiert. :)

Ab 1.1.2015 wurden alle deutsche LW Sender entgültig abgeschaltet und ich muss wahrscheinlich auf DCF (77,5 kHz) umsteigen._.