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

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.

    Einmal editiert, zuletzt von DO8UL () aus folgendem Grund: Typo

    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?

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.

    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:


    [Blockierte Grafik: 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.

    73 de Uwe
    DC5PI

    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.

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.

    Zitat von DK4SX

    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 :thumbup:


    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

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.

    Liebe Forenten,


    frisch aus dem Bastelkeller: Obwohl das Data Sheet den Frequenzbereich von 32kHz bis 100MHz angibt,
    laeuft mein Chip stabil von 16kHz bis 116MHz.


    Weiters moechte ich schon einmal vorankuendigen, dass ich ueber den aktuellen Stand des Projektes
    am 16. Maerz 2014 einen Vortrag im TeamSpeak des OV55 halten werde. Ich gehe mal davon aus, dass
    der Vortrag so gegen 21:15pm startet und ich ca. 30min brauche.

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.

    Liebe Forenten,
    Hier nochmal ein Hinweis auf meinen Vortrag am kommenden Sonntag den 16.3.2014. Start wie immer 21:15pm Lokalzeit.
    Grob geplant sind folgende Punkte:

    • Vergleich Si504 mit Si570
    • Schaltplan des Prototypes
    • Programmierung
    • erste Messergebnisse
    • Fragen/Antworten

    Wer sich schon vorab informieren moechte, kann gern im OV Selbstbau Wiki vorbeischauen.


    Bis Sonntag!

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.

    Hallo,


    habe mir mal auf der selbstbau-Wiki-Seite die Stromversorgung angeschaut. Da der LM-317 im prinzip die Rauschquelle darstellt, muss der "siebende" Emitterfolgher DANACH geschaltet werden und nicht davor! Haben wir für unsere Synthesizer schon vor mehr als 30 Jahren bei Telefunken so gemacht. Ist auch heute noch nicht falsch.


    73, Uli, DK4SX

    Zitat von DK4SX

    [...]
    Da der LM-317 im prinzip die Rauschquelle darstellt, muss der "siebende" Emitterfolgher DANACH geschaltet werden und nicht davor! Haben wir für unsere Synthesizer schon vor mehr als 30 Jahren bei Telefunken so gemacht. Ist auch heute noch nicht falsch.
    [...]

    Hallo Uli,
    danke fuer die Rueckmeldung.
    Ich habe auch hin- und herueberlegt,auf welche Seite ich das hinpacke.
    Die Ausgangsbeschaltung des LM317 mit LED und 10uF Elko sorgt ja auch fuer starke Rauschminderung.
    Deshalb war meine Ueberlegung, evtl. vorhandenen NF Ripple bereits auf der Eingangs-Seite des LM317
    zu unterdruecken, damit sich der LM317 auf die Aebwaerts-Regelung auf 3.3V "konzentrieren" kann.
    Ich habe mich auch deshalb etwas unwohl gefuehlt, den Gyrator auf die Ausgangs-Seite zu haengen,
    weil ja ueber dem Transistor auch Spannung abfaellt, d.h. der Si504 "sieht" dann evtl. eine lastabhaengige
    Modulation seiner 3.3V. Ich gebe aber gern zu, dass ich hier rein nach Gefuehl vorgegangen bin und
    nichts mit Mess- oder Erfahrungswerten untermauern kann.

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.

    Zitat von DO8UL

    Deshalb war meine Ueberlegung, evtl. vorhandenen NF Ripple bereits auf der Eingangs-Seite des LM317
    zu unterdruecken, damit sich der LM317 auf die Aebwaerts-Regelung auf 3.3V "konzentrieren" kann


    Eine "Vorentbrummung" ist zwar sehr freundlich gegenüber dem Spannungsregler, aber ein ausreichend dimensionierter Siebelko erreicht Ähnliches. Leider hat der LM317 wie viele Spannungsregler die Eigenschaft, nicht nur Schwankungen und Ripple an seinem Eingang auszuregeln, sondern noch über u.a. über seine interne Referenz zusätzliches Rauschen hinzuzufügen, was sich als Rauschseitenband auf dem Oszillator niederschlagen kann. Letzteres kann durch den aktiven Tiefpass mit Transistor reduziert werden. Darum den Denoiser besser hinter den LM317.


    Genau zu dem Thema gab es 2009 schon einen Thread hier im Forum: http://www.qrpforum.de/index.php?page=Thread&threadID=4289


    Eine Tabelle mit Anhaltspunkten über die Rauschspannung diverser Spannungsregler findet sich hier: http://hifiduino.wordpress.com…tra-low-noise-regulators/


    73, Günter

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

    Einmal editiert, zuletzt von DL4ZAO ()

    Hallo,
    zur Frequenzanzeige und Steuerung halte ich das neue LCD Key Shield von ElecFreaks ( bzw. Komputer.de ) für sehr geeignet. Im Gegensatz zu schon bekannten Arduino LCD-Shields, befinden sich hierbei auf der Platine neben dem Display auch noch ein Drehgeber und ein Joystick ( mit 5 Tasterfunktionen ).
    In einem ersten Versuch habe ich diese Baugruppe zusammen mit einem China-DDS benutzt ( http://www.kh-gps.de/freak_dds.htm ), aber selbstverständlich lässt sie sich auch für Projekte verwenden, die mit IC's wie Si570 oder Si504 arbeiten.


    Bei dieser Gelegenheit würde mich noch interessieren, wo man die Si504 erhalten kann?


    73 de Klaus, DJ7OO

    Hallo Klaus,
    Ich probiere gerade mit dem Gameduino2. Ich plane eine Zehner-Tastatur plus Tasten fuer MHz, kHz, Hz sowie eine Frequenz-Anzeige auf
    das Display zu bringen. Den Si504 gibt es bei DigiKey zu 2.80EUR plus Versand.

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.

    Hallo UWE,
    Die GAMEDUINO 2-Bords scheinen mir interessant zu sein und sind auch vom Preis her noch akzeptabel.
    Um im Wesentlichen nur irgendwelche Frequenzen anzuzeigen, scheinen sie mir allerdings etwas "oversized" zu sein. Interessant könnte ich mir sie dagegen für z.B. APRS-Anwendungen mit Kartendarstellung vorstellen.


    OK wg. DigiKey.


    73 de Klaus, DJ7OO

    Hallo Klaus,

    Zitat von DJ7OO

    Um im Wesentlichen nur irgendwelche Frequenzen anzuzeigen, scheinen sie mir allerdings etwas "oversized" zu sein

    da hast Du natuerlich recht. Mir schwebt allerdings ein modularer Aufbau vor. Der Gameduino 2 waere dann die
    generische Eingabe/Anzeige-Einheit und kommuniziert mit anderen Modulen ueber I2C. Eines der Module ist
    dann der Si504-basierte Frequenz-Generator.

    Ciao,
    Uwe / DO8UL.