STEMlab 16 jetzt mit externer Clock – Nutzen??

Ein Beitrag aus dem Forum von CQ-NRW.de von Edwin DC9OE

STEMlab 16 jetzt mit externer Clock – Nutzen??

Beitrag von DC9OE » Mi Aug 25, 2021 3:23 pm


Hallo OM’s,
 
wer die Announcements von Red Pitaya verfolgt, hat sicher gesehen dass STEMlab 16 jetzt mit externem Clock Anschluss verfügbar ist.
Das nehmen wir mit Begeisterung zur Kenntnis, weil wir nicht ganz unbeteiligt daran waren und uns diese Feature sehr lange gewünscht haben (hat etwas Überzeugungsarbeit gekostet… :-) )Was ist aber der Sinn dahinter, wird sich der eine oder andere fragen… ?Wer unsere Vorträge verfolgt hat wird feststellen dass wir bereits vor einigen Jahren mit externen Clocks experimentiert haben damals noch mit STEMlab 14.
Das erwies sich allerdings damals als brotlose Kunst weil die restlichen Daten des STEMlab 14 unseren Ansprüchen nicht genügt haben – die Idee wurde daher verschoben (aber nicht aufgehoben)Nun ist es also so weit (eine Umbaumöglichkeit bestand bisher auch schon aber die haben wir nicht genutzt weil wir uns das Umlöten von 201er Bauteilen unter dem Mikroskop nicht antun wollten – das Risiko den STEMlab zu ruinieren war zu groß…) 

Folgende Pläne verfolgen wir nun unsererseits mit dieser neuen Version:

Phasenrauschen
– der STEMlab 16 hat recht gute Werte, die mit -155dBc bei 10KHz Abstand vom Träger angegeben sind und die wir mit besser – 150dBc durch Vergleichsmessungen bestätigen konnten
– eine weitere Verbesserung erscheint uns aber trotzdem nützlich, sie bestimmt letztendlich wie nahe zwei Signale beieinander sein dürfen ohne sich gegenseitig zu stören
– die besten Geräte im Markt erreichen derzeit ca. -160dBc , letztendlich ist die weitere Verbesserung eine Frage des zu treibenden Aufwandes
– Oszillatoren mit -162dBc sind bestellt, da noch bezahlbar (ca. 100$/Stück), technisch machbar sind -170dBc bis max. -175dBc zu Kosten im Bereich 500 bis 1000€ das Stück

Frequenzstabilität und Genauigkeit
Dieser Punkt hat für uns eine höhere Priorität, weil geplant ist unserer Charlys auch für die SHF Bänder fit zu machen und für die Möglichkeit dort auch Schmalbandbetrieb durchzuführen.
Frequenzstabilitäten und Genauigkeiten im Hertzbereich sind nur schwer ohne externe Synchronisation zu erreichen , vor allen Dingen nicht über längere Zeiträume
Die Möglichkeit sowohl die STEMlab Clock als auch die der nachgeschalteten Transverter zu synchronisieren ermöglicht in Zukunft mehr Flexibilität:

– Schmalbandbetrieb mit beliebiger Genauigkeit und Stabilität (<1Hz bei 13cm sollte machbar sein…)
– Stabilisierte Phasenlage aller Oszillatoren und damit Diversity Betrieb auf VHF, UHF und SHF Kanälen.
– Diese Feature kann man dann sowohl zur Unterdrückung von Störungen als auch zum Einstellen der Phasenlagte der Empfangsantennen nutzen (Polarisationseinstellung am TRX)Soweit die Ideen hinter der Nutzung einer externen Clock.
Falls noch jemand zusätzliche Wünsche und Ideen hat, würden wir uns über eine Diskussion freuen.

73,Edwin – DC9OE

8 Antworten

  1. … hier noch der Artikel zum Phase Noise von Verstärkern – sehr lesenswert…
    blog.minicircuits.com/additive-phase-noise-in-amplifiers/

    73, Edwin – DC9OE

  2. Hallo Nobi, dann arbeiten wir an ähnlichen Ideen. Ich warte auf die Lieferung von 122,88MHz TCXO’s mit -162dBc bei 10KHz (- – 170 hab ich auch im Auge aber die Preise schmerzen…)
    Den TCXO wollen wir dann auch an GPS anbinden – dann daraus die Oszillatoren für die Transverter ableiten um am Ende u.A. Diversity Empfang auf den hohen Bändern zu ermöglichen. Wird aber noch eine Weile dauern….
    Vielleicht sollten wir mal ein Thema Transverter für Red Pitaya im Forum aufmachen und dann weiter diskutieren…
    habe auch gerade eine Applikation von Mini Circuits gelesen zum Thema zusätzliches Phasenrauschen erzeugt in Verstärkern… interessantes Thema….die Clock alleine bringts nicht, ist aber mal ein Anfang…
    73,Edwin – DC9OE

  3. DF6IY Norbert sagt:

    Hallo Edwin,
    danke für die schnelle Antwort und für eure C25 Activitäten. Schade hoffte auf eine einfache subminiatur Buchse wie zB. im Lime sdr mini hier im QO100 Einsatz.
    Bin im Moment mit DB6NT Transverter 144H +40dBm und einkanal Hermes auf 2m und als Nachsetzer für uW 10GHz +24GHz zugange.
    Die Idee ist den116 MHz Clock aus dem Transverter dem RP zu geben. Oder einen sehr guten rauscharmen externen GNSS gelockten Clock anzuschaffen.
    Wichtig ist natürlich, dass alles phasengelockt ist für weitere Experimente mit zwei Kanälen+.. Bin hier aufm Berg und habe schnell mal 120dB Signale an der
    Antenne auf 2m und da stört dann auch das Clockrauschen . Da ich von den Montagsproduckten aus Indien enttäuscht bin hoffe ich auf bessere Lösungen
    mit dem Red Pitaya.
    tnx, vy 73 de DF6IY Nobi

  4. Hallo Nobi, ich hab leider noch keinen zur Verfügung. Es gibt aber auf der Red Pitaya Page eine Umbauanleitung, die wir bisher nicht genutzt haben weil einfach zu herausfordernd auf Grund der Ultra Miniatur Bauform. Aus der Umbauanleitung kann man entnehmen, dass die Clock Anschlüsse symmetrisch an die Flachbandkabel Anschlüsse gelegt werden, also keinerlei Schaltung dazwischen, auch nichts zum Umschalten für die interne Clock. Im Datenblatt des ADC sind verschiedenen Vorschläge wie die Clock anzubinden ist, am einfachsten würde mir ein 1:1 Trafo erscheinen um von unsymmetrisch auf symmetrisch zu kommen. Ich werde demnächst mal einen Stemlab 16 beschaffen und dann ein bisschen Testen, wir wollen die Performance unserer Charly TRX mit zusätzlichen Features ausrüsten. Was den Dynamik Umfang von >100dB betrifft den kannst Du auch ohne externe Clock haben, die externe Clock verbessert nur die Frequenzstabilität/Genauigkeit und das Phasenrauschen. Auf HF ist sie auf alle Fälle >> 100dB, auf 2m hab ich sie noch nicht gemessen, werde das aber bei Gelegenheit mal nachholen. Der Dynamik Bereich wird im Wesentlichen durch den ADC bestimmt. Die Frage ist auch ob Du 2m auf der 2. Nyquist Zone nutzen willst oder durch Mischung. dorthin kommen möchtest in dem Falle wäre dann gleich auch noch höhere Bänder mit möglich…..
    (z.B. Ultra Low Noise Quarzoszillator auf 100MHz und Abstimmung am STEMlab 45MHz +/-1MHz – dann Vervierfachung auf 400MHz und Abstimmung 30MHz bis 40MHz)
    Es gibt also eine Vielzahl an möglichen Konzepten und Klasse Bastelmöglichkeiten….
    73, Edwin – DC9OE

    • DF6IY Norbert sagt:

      Hallo Edwin,
      danke für die schnelle Antwort und für eure C25 Activitäten. Schade hoffte auf eine einfache subminiatur Buchse wie zB. im Lime sdr mini hier im QO100 Einsatz.
      Bin im Moment mit DB6NT Transverter 144H +40dBm und einkanal Hermes auf 2m und als Nachsetzer für uW 10GHz +24GHz zugange.
      Die Idee ist den116 MHz Clock aus dem Transverter dem RP zu geben. Oder einen sehr guten rauscharmen externen GNSS gelockten Clock anzuschaffen.
      Wichtig ist natürlich, dass alles phasengelockt ist für weitere Experimente mit zwei Kanälen+.. Bin hier aufm Berg und habe schnell mal 120dB Signale an der
      Antenne auf 2m und da stört dann auch das Clockrauschen . Da ich von den Montagsproduckten aus Indien enttäuscht bin hoffe ich auf bessere Lösungen
      mit dem Red Pitaya.
      tnx, vy 73 de DF6IY Nobi

  5. DF6IY Norbert sagt:

    Hallo Edwin,
    sehr interessant !!
    Hast Du Info wie der externe Clock angeschlossen wird ?
    Anny Puffer und Specs ein- gegen Takt ,Störabstand ?
    Wie werden die interne 122.88 MHz aus-umgeschaltet ?
    Wenn es den hohen Preis wert ist bin ich dabei für mein Großsignal Projekt mit Pegeln von >>100dB auf 144 MHz up.
    vy 73 de DF6IY Nobi

  6. Nun, ich bin nicht Red Pitaya, aber so ein Massenprodukt ist speziell der STEMlab 16, der für SDR Zwecke optimiert worden ist, letztendlich auch nicht.
    Aus unserem Charly Projekt weiß ich, dass wir mit massiven Preissteigerungen zu kämpfen haben – das betrifft den Transport, der extrem teuer geworden ist, Kosten für Bauteile (falls man überhaupt welche kriegt) und Kosten für externe Dienstleistungen.
    Unter diesen Umständen Preissenkungen zu erwarten ist schlicht unrealistisch.
    (Wir kämpfen in einigen Bereichen mit Preissteigerungen von mehr als 30%…)
    … nur meine Sichtweise, aber mit einiger praktischer Erfahrung in der Fertigung von Baugruppen…
    73, Edwin – DC9OE.

  7. Rolf DJ7TH sagt:

    Die ersten Red Pitayas (Typ 125-10 bzw. 125-14) waren zu noch akzeptablen Preisen je nach Auflösung zwischen € 100,– und € 200,– erhältlich. Inzwischen haben sich deren Preise aus unerfindlichen Gründen z.T. vervielfacht. Eigentlich sollten durch Massenproduktion die Preise zumindest stabil bleiben. Schade…

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