DL4OCH Amateurfunk und Elektronik

Februar 1, 2015

Wenn der Zähler nicht mehr reicht

Filed under: Zeitnormale — DL4OCH @ 10:37 pm

Mein Zähler, ein Racal Dana 1999 kann bei einer Torzeit von 20 Sekunden, 10 MHz mit 1 mHz auflösen.

Wirklich?

Nee, eigentlich nicht. Dann sobald ich eine harmonische Frequenz messe, also 10 MHz mit 10 MHz vergleiche, kommt auch dieser Zähler an seine Grenzen. Irgendwann ist die Phasenlage beider Frequenzen zueinander so unglücklich, dass 7 -8 mHz einfach falsch gezählt werden. Dieser Effekt tritt periodisch auf und macht sich erst bei Langzeitmessungen bemerkbar. Das versaut einem natürlich das Ergebnis einer Allan Varianz.

Also geht man einen ganz anderen Weg, um die Genauigkeit eines Oszillators mit einem anderen zu vergleichen. Bei einem GPS disziplinierten OCXO wurde bei meinem Modell eine Genauigkeit von 1E-13 ermittelt. Das bedeutet, der Oszillator ist eingelaufen (mehrere Tage), der GPS-Empfang ist frei und es werden keine Satelliten unter 10 Grad ausgewertet. Dann ist dieser Wert zu erreichen.

Nun, 1E-13 ist bei 10 Mhz ein µHz. Das macht mein Zähler nicht mehr. Und ich glaube, es gibt kaum einen Zähler, der bei einem Funkamateur steht, der diese Auflösung kann.

Mit einem Kunstgriff, kann dies aber ein einfaches 10 MHz-Scope:

Ich lege an den Kanal A mein Referenzsignal an. Dieser Kanal wird auch getriggert. Kanal B wird mit dem zu validierenden Signal beaufschlagt. Sind beide Frequenzen nahezu gleich, sehe ich eine leichte Drift dieses Signals. Bei 10 MHz würde ein Signal mit 1mHz Differenz, ja Millihertz eine Drift von 360 Grad pro Sekunde erzeugen. Also eine komplette Sinuswelle wandert eine Wellenlänge nach links, oder rechts.

Bei meinem Vergleich habe ich für 20 Grad mehr als 20 Sekunden gebraucht. Dies war auch die schnellste Varianz. Ich gehe also davon aus, dass Oszillator Nr. 1 in die eine und Oszillator Nr. 2 in die andere Richtung gewandert ist.

20 Grad in 20 Sekunden lässt sich zu einer vollen Periodendauer schnell umrechnen. Da kommen 360 Grad in 360 Sekunden heraus. Somit ist meine Varianz 1/360tel Millisekunde, oder 2,77µHz. Da dies die schnellste Varianz war, teile ich die Werte durch 2, den Osc. 1 wandert in die eine und Osc. 2 in die andere. Daraus wird dann 2,77µHz / 2 = 1,385µHz pro Oszillator. Das sind 1,385E-13, also verdammt nach an dem theoretischen Optimum von 1E-13.

Somit kann mit einem einfachen Oszillographen, heute gerne Scope genannt, eine Messung im Bereich von µHz machen.

vy73 de Wilm,
DL4OCH

 

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