Flexibler Quarz-Oszillator auf Basis Si504

  • Liebe Forenten,
    Ich starte gerade ein Projekt


    "Flexibler Quarz-Oszillator auf Basis Si504 ".


    Parallel werde ich noch eine Seite im OV Selbstbau
    Wiki anlegen, wuerde mich aber auch hier ueber
    Ideen/Anregungen freuen.


    Konkret will ich eine moeglichst kleine Platine in
    ein Weissblech-Gehaeuse unterbringen.


    Vdd: 5V - 12V DC
    Stromaufnahme: so gering wie moeglich, denn hier
    bietet ja der Si504 einen grossen Vorteil im
    Vergleich zum Si570)
    Ansteuerung des Si504 ueber ATTiny 861, welcher
    mit auf die Platine kommt.


    Ich suche noch nach Ideen fuer das Interface.
    Vorstellen kann ich mir entweder I2C, Dreh-Encoder
    oder eher analog: n Pins nach aussen fuehren, ueber die
    man eines von max. 2^n vorprogrammierten
    KW Baender auswaehlt (DIP Schalter?). Dann
    ueber zwei weitere Pins eine Frequenz Abstimmung
    grob/fein mittels Potis.


    Wuenschenswert waere wohl auch eine Rx/Tx
    Umschaltung mit vorgebbarem Offset.


    Hiermit eroeffne ich das Brainstorming :D

  • Hallo Uwe,
    denke bitte auch an eine rauscharme Spannungsversorgung, da sonst das Phasenrauschen in die Höhe geht. Die Spannungsversorgung vom Si504 sollte getrennt vom Atmel-Controller sein.
    Hast du irgendwo im Netz Werte zum Phasenrauschen gefunden. Die Jitter-Werte aus dem Datenblatt kann ich leider nicht umrechnen.
    Grüße Jörn

  • Hallo Joern,
    Ja, die Versorgung vom Si504 und dem AVR werde ich versuchen, soweit wie moeglich zu entkoppeln.
    Da der Si504 ja so wenig Strom zieht, schwebt mir etwas auf Basis LM317 vor.
    Bezueglich Phase Noise hab ich auch nichts gefunden. Ich forsche gerade im Buero, ob hier jemand
    mit Messungen helfen kann. Bisher noch ohne Erfolg.
    Haeltst Du es fuer realistisch bis zu 100MHz noch ueber DIP Header herauszufuehren?

  • Hi Uwe,


    Jörn und ich hatten heute kurz telefoniert und hier folgen meine Empfehlungen:


    nutze einen ad9951, z.B. aus dem Projekt Allband-DDS-VFO von Andreas, DL4JAL.


    Wolfgang, DL2JWL hat dann das passende Modul für Dich im Programm, ich habe auch Eines:


    [Blocked Image: http://www.rtk-service.de/shop/images/AD9951board_kl.jpg]
    http://www.rtk-service.de/shop/index.htm


    Wenn du dann doch noch Bauen und Programmieren mit Atmel AVR möchtest, dann empfehle ich den Einsatz einen atMegaxyz.


    Man bekommt Hardware:
    * 16Bit Mutiplikation
    * I2C Master / Slave
    * eine/ oder mehere Serielle Schnittstelle(n) ( RS232 mit TTL-Pegel )
    * 10Bit ADC
    * Mehr Ports und somit weitere I/O Pins
    * Mehr Interrupt Eingänge, INTx, PCINT
    * mehr als 2 Timer: 8-Bit, 16-Bit
    * uvm.


    Das verringert den Programmieraufwand erheblich.

  • Hallo Uwe,


    eine Möglichkeit, die Frequenz anzuzeigen (bis zur 10-Hz-Stelle) wäre sinnvoll. Was mich an den meisten DDS-Oszillatoren sehr stört und was die Einsatzmöglichkeiten drastisch reduziert ist die Tatsache, dass nur eine feste ZF einprogrammiert werden kann. Das ist Humbug, da diese Frequenz bei nur einem Quarzfilter (und keinen echten Seitenbandfiltern) nur die Mitte des Filterdurchlasses anziegt, nicht aber die echte (Träger-)Frequenz. Die einprogrammierbare ZF sollte daher bis zur 100-Hz-Stelle einprogrammierbar sein UND per Seitenbandumschaltung auf das andere Seitenband geschaltet werden können, also z. B. 9,0015 MHz und 8,9985 MHz. Mit einem solchen Oszillator könnte man nicht nur eine Menge Geräte bestücken, sondern auch viele ältere Geräte nachrüsten.
    Ich würde eine Abstimmung per Encoder begrüßen mit von der Drehgeschwindigkeit abhängiger Schrittweite. Habe so einen Oszillator in Verwendung und die Abstimmung in kleinen Schritten und das schnelle Drehen über das Band gehen hervorragend.



    73, Uli, DK4SX

  • Uwe : Unbedingt weitermachen !


    Ich habe gerade die preise von dem Ding gesehen, und war angenehm überrascht !
    Wenn sich das Teilchen dann auch noch als LO für nen SDR eignen würde...

  • Liebe Forenten,


    ich habe nun im Selbstbau Wiki eine Seite angelegt, wo ich alle Informationen zusammenfuehren werde.
    http://www.ov-selbstbau.de/wik…szillator_auf_Basis_Si504


    Je mehr ich darueber nachdenke, desto mehr tendiere ich dazu, im ersten Schritt "nur" das
    minimale Clock-Modul mit I2C Interface zu bauen und den Bedienteil (Drehencoder, Potis,
    Knoepfe, LCD, ...) spaeter zu machen. Mein erstes "Bedienteil" fuers Prototyping wird wohl
    wieder ein Arduino sein.

  • Was mich an den meisten DDS-Oszillatoren sehr stört und was die Einsatzmöglichkeiten drastisch reduziert ist die Tatsache, dass nur eine feste ZF einprogrammiert werden kann. Das ist Humbug, da diese Frequenz bei nur einem Quarzfilter (und keinen echten Seitenbandfiltern) nur die Mitte des Filterdurchlasses anziegt, nicht aber die echte (Träger-)Frequenz. Die einprogrammierbare ZF sollte daher bis zur 100-Hz-Stelle einprogrammierbar sein UND per Seitenbandumschaltung auf das andere Seitenband geschaltet werden können, also z. B. 9,0015 MHz und 8,9985 MHz. Mit einem solchen Oszillator könnte man nicht nur eine Menge Geräte bestücken, sondern auch viele ältere Geräte nachrüsten.


    Wenn ich die Beschreibung der Firmware des DL4JAL DDS Moduls lese, dann ist das dort schon implementiert, ebenso wie die dynamische Schrittweitensteuerung in Abhängigkeit von der Drehgeschwindigkeit des Encoders. Dort steht:


    Jedem Mode ist eine getrennte programmierbare ZF zugeordnet. Folgende Modes sind anwählbar:
    CW mit internen Keyer von 9 WpM bis 40 WpM
    CW revers (anderes Seitenband) mit internen Keyer von 9 WpM bis 40 WpM
    LSB SSB unteres Seitenband
    USB SSB oberes Seitenband
    DIG digitale Betriebsarten
    DIG revers (anderes Seitenband) digitale Betriebsarten/FM bei Variante 3 und 23
    Für jeden Mode ist eine getrennte ZF im Eeprom vorgesehen.


    Die Neuerung in Version 1.13 ist die zuschaltbare dynamische Schrittweitensteuerung....Je nach Winkelgeschwindigkeit des Drehgebers ändert sich die Frequenz entsprechend schnell.

    73, Günter

    "For every complex problem there is an answer that is clear, simple, and wrong" (H.L. Mencken)

  • Liebe Forenten,


    Die Frequenz-Einstellung des Si504 klappt seit heute. Von DigiKey war der Chip
    fuer mich auf eine Startfrequenz von 100MHz programmiert worden. Heute habe
    ich ihn nun Microcontroller-gesteuert auf 3570000Hz eingestellt. Der Frequenz-
    Zaehler hat dann 3570005,8Hz angezeigt. Positiv ist, dass sich die Frequenz ueber
    10min nicht mal in der Nachkomma-Stelle geaendert hat. Die Torzeit am Zaehler
    war auf 10 Sekunden eingestellt. Ich bin mit geballter Faust durch den Bastel-
    Keller gesprungen :thumbsup:


    Fuer die, die sich fragen, warum das so lange gedauert hat: Im Dezember haben
    sich unsere Zwillings-Jungs und meine Frau mit Krank-Sein abgewechselt. Dann
    kam der uebliche Weihnachts/Silvester-Stress. Danach gings dann weiter, aber
    das Single Wire Protocol des Si504 hat mir sehr zu schaffen gemacht: Klaegliche
    Versuche, meinen Oszi als "Arme Leute" Logic Analyzer zu missbrauchen ... eine
    abgebrochene Tastkopf-Spitze, die nun fuer den Rest ihrer Tage festgesteckt in
    einem Header des Arduino Boards verbringen wird. Dann das warten auf die
    Lieferung eines 20Eur Logic Analyzer, den ich ueber Ebay gekauft hatte ...
    die Anschaffung war uebrigens GOLD wert, ohne das Teil wuerde ich heute
    noch im Dunkeln tappen. Ich musste muehsam lernen, das der AVR CTC Mode
    mit Hardware Toggling nicht fuer mich geeignet ist, das allein schon ist eine
    Geschichte fuer sich ...


    Egal, heute wurde ich fuer all das entschaedigt.


    Wie geht es nun weiter:
    Ich werde mich mal wieder ueber die Projekt-Seite im OV55 Selbstbau Wiki
    hermachen. Da werde ich dann ueber Pepe auch mal wieder einen kleinen
    Vortrag anmelden. Und dann steht noch eine Untersuchung des Phase Noise
    vom Si504 zusammen mit Joern an. Dafuer muss ich mir an den Ausgang
    des Chips noch einen 100MHz Tiefpass dran-frickeln. Ausgerechnet habe
    ich das Filter schon, aber mangels eigener geeigneter Messmittel werde
    ich die Spulen nicht selbst wickeln sondern Fertig-SMD Spulen verwenden ...
    aehmm kaufen ...


    Vielleicht schaffe ich das ja alles im Februar, obwohl letztes Jahr im November
    dachte ich ja auch, dass ich Mitte Dezember fertig sein wuerde :S