Forum: HF, Funk und Felder DCF träger empfangen


von Basti (Gast)


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Hi,

ich suche nach einer Empfängerschaltung für DCF77

Also: die Antenne kann ich ca 100m weit vom Haus aufstellen, also 
ziemlich Störungssicher.

Ich möchte für Tests das Signal allerdings nich demodulieren, sondern 
die hochgenaue Trägerwelle zum Frequenzzählen benutzen.
Als ANtenne werde ich eine Ferritantenne aus einem LW-Radio nehmen.

Hat jemand ne sicher funktionierende Schaltung - am besten mit 
Phantomspeisung...

von Wolle G. (wolleg)


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Sollte mit der angehänten Schaltung möglich sein, wobei Du dir für die 
Speisung noch etwas einfallen lassen mußt.
Der Geradeausempfänger läuft bei mir seit ca. 1980 in meiner Funkuhr.

von B e r n d W. (smiley46)


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Mit einer Hybrid-Kaskodenschaltung. Übertragung und Speisung erfolgt 
durch die selbe Leitung. Die kaskodenmitte hat eine niedrige Impedanz 
und ist störunanfällig.

Diese Schaltung hat aber IMO einen Fehler, R22 = 1 MOhm kann so nicht 
funktionieren:
Beitrag "Frontend für DCF77-Normalfrequenzempfänger - Kommentare?"

von Peter X. (peter_x)


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Basti schrieb:
> Hat jemand ne sicher funktionierende Schaltung - am besten mit
> Phantomspeisung...
Die Phantomspeisung ist dir sehr wichtig?

von Basti (Gast)


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Naja wenn der RX was taugt würde ich als Kompromiß auch ne externe 
Speisung hinnehmen.

von Ralph B. (rberres)


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Wie wäre es hiermit?

Man kann ungestraft mehrere hundert Meter Kabel nehmen, da der 
Eingangswiderstand des Empfängers gegen 0 Ohm ist und sich die Kapazität 
des Kabels nicht mehr bemerkbar macht.

Zudem ist die Schaltung extrem Grossignalfest.

Ralph

von B e r n d W. (smiley46)


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So ungefähr!


@Ralph

Die Idee stammt ja von Dir, hab leider gerade den Thred nicht gefunden.

: Bearbeitet durch User
von Ralph B. (rberres)


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Das ganze Projekt DCF77 Frequenznormal kann man hier nachlesen

http://public.hochschule-trier.de/~berres/Bauanleitungen%20Messtechnik/DCF-Frequenznormal/

Ist aber extremst aufwendig.

Jochen Jirman hat mal ein ähnliches Frequenznormal auf 
Mikroprozessorbasis in der CQDL veröffentlicht. Das ist sicher moderner.

Ralph

von B e r n d W. (smiley46)


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von Ralph B. (rberres)


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B e r n d W. schrieb:
> War das diese Schaltung?
> Beitrag "Funkamateur DCF77 Empfänger/Normal - LTSpice Simulation des
> Analogteils"

Nein Das war glaube ich das DCF Frequenznormal was ein OM Graupner der 
auch den Antennenanalyzer entwickelt hat.

Dieses Frequenznormal gibt es im Funkamateur Verlag zu kaufen.

Jochen Jirmann hatte in der CQDL veröffentlicht.

Ralph

von lrep (Gast)


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Basti schrieb:
> die Antenne kann ich ca 100m weit vom Haus aufstellen, also
> ziemlich Störungssicher.

Das ist schön, aber du wirst das gar nicht brauchen.
Bau dir einfach einen guten Oszillator mit einem 77,5kHz Quarz und 
gleiche ihn ab, indem du sein Signal und das DCF-Signal auf einem 
Oszilloskop im X-Y-Betrieb darstellst.
Selbst wenn das Funksignal kurzzeitig gestört ist, läuft der 
Quarzoszillator ja davon unbeirrt weiter und du kannst die Phasenlage 
jederzeit ansehen.

Je nach deinem Wohnort wird das DCF-Signal auch gar nicht so furchtbar 
stabil zu empfangen sein, da es während der Dämmerungs- und Abendstunden 
zu Interferenzen von Bodenwelle und Raumwelle kommt, mit  bösen Folgen 
für die Phasenlage.

> Ab etwa 1100 km überwiegt der Raumwellenanteil.
> Im Abstand von 600 km bis 1100 km vom Sender kann es gelegentlich
> bei gleichen Feldstärken von Boden- und Raumwelle zur Auslöschung
> des Signals kommen (Fading von 15 min Dauer und mehr).

Steht hier: https://de.wikipedia.org/wiki/DCF77

von B e r n d W. (smiley46)


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Das DCF77 Signal ist phasenmoduliert.

von Günter Lenz (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
>Das DCF77 Signal ist phasenmoduliert.

Habe ich auch schon beobachtet.
Vor vielen Jahren war das noch nicht so.
Die Frage ist nun, ob DCF77 überhaupt noch
als Frequenznormal zugebrauchen ist?
Vielleicht wenn man eine PLL-Schaltung aufbaut
die sehr sehr langsam ist.
Was für eine Information steckt denn eigentlich
in diese Phasenmodulation drinn?

von Possetitjel (Gast)


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Günter Lenz schrieb:

> B e r n d W. schrieb:
>>Das DCF77 Signal ist phasenmoduliert.
>
> Habe ich auch schon beobachtet.
> Vor vielen Jahren war das noch nicht so.

Stimmt. - Angeblich ist die Phasenmodulation seit 1983 aktiv.

> Die Frage ist nun, ob DCF77 überhaupt noch
> als Frequenznormal zugebrauchen ist?

Machst Du Witze? - Natürlich ist die Phasenmodulation so
gewählt, dass (im zeitlichen Mittel) keine Verfälschung
der Frequenz auftritt.
Es gibt PDFs von der PTB, in denen das genauer erklärt
wird; die PTB hat dazu Berechnungen und Untersuchungen
gemacht. Habe aber keinen Link zur Hand.

> Vielleicht wenn man eine PLL-Schaltung aufbaut
> die sehr sehr langsam ist.

Naja. - Mein Langzeitgedächtnis behauptet, dass zur Phasen-
modulation eine Pseudozufallsfolge mit gerader Länge (die
allwissende Müllhalde sagt: 512bit) verwendet wird.
Deswegen gleichen sich die - durch die Modulation verursachen -
Phasenfehler innerhalb einer Sekunde aus, weil in der Folge
genausoviele 0-Bits wie 1-Bits auftreten, so dass die Phase
genausooft vorwärts wie rückwärts verschoben wird.

Eine PLL für DCF77 wird sowieso eine Zeitkonstante haben, die
WESENTLICH größer als eine Sekunde ist. Daher ist die Phasen-
modulation egal.

> Was für eine Information steckt denn eigentlich
> in diese Phasenmodulation drinn?

Soviel ich weiss die normale Zeitinformation, die auch in den
kurzen bzw. langen Sekunden-Pausen steckt - also Datum, Uhrzeit,
Sommerzeit ja/nein, Schaltsekunde usw.

von lrep (Gast)


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B e r n d W. schrieb:
> Das DCF77 Signal ist phasenmoduliert.

Ja, es ist mit einer einfachen PRN-Sequenz geringfügig verrauscht, aber 
das stört kaum, da man den Träger viele Minuten und Stunden lang 
beobachten muss um Frequenz bzw. Phasenunterschiede  festzustellen, die 
den Aufwand rechtfertigen.
Außerdem wird die Phasenmodulation nur während der Sekundenmarken 
hinzugefügt.

Wenn man solch niedrige Frequenzen lediglich mit der Genauigkeit von 1 
Hz vermessen will, kann man besser eine 3 Euro Armbanduhr vom Flohmarkt 
als Frequenznormal nehmen.



Günter Lenz schrieb:
> Die Frage ist nun, ob DCF77 überhaupt noch
> als Frequenznormal zugebrauchen ist?

Doch, gewiss.
Man hat die Phasenmodulation hinzugefügt um den Beginn der 
Sekundenmarken genauer zu signalisieren, als es mit der Trägerabsenkung 
allein möglich war.

von lrep (Gast)


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Possetitjel schrieb:
>> Was für eine Information steckt denn eigentlich
>> in diese Phasenmodulation drinn?
>
> Soviel ich weiss die normale Zeitinformation, die auch in den
> kurzen bzw. langen Sekunden-Pausen steckt - also Datum, Uhrzeit,
> Sommerzeit ja/nein, Schaltsekunde usw.

Nein, das ist wirklich nur Rauschen.
Immer die gleiche Sequenz. IIRC um +/- 12,5° gegenüber dem unmodulierten 
Träger.

von Possetitjel (Gast)


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lrep schrieb:

> Possetitjel schrieb:
>>> Was für eine Information steckt denn eigentlich
>>> in diese Phasenmodulation drinn?
>>
>> Soviel ich weiss die normale Zeitinformation, die auch in den
>> kurzen bzw. langen Sekunden-Pausen steckt - also Datum, Uhrzeit,
>> Sommerzeit ja/nein, Schaltsekunde usw.
>
> Nein, das ist wirklich nur Rauschen.

Ich verstehe die Aussage der PTB anders.
Einfach mal nach "dcf77.pdf" gurgeln und ab Seite 9 im PDF
nachlesen.

> Immer die gleiche Sequenz.

Ja - aber einmal direkt (binär 0) und einmal invertiert (binär 1).

von Wolfgang (Gast)


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Günter Lenz schrieb:
> Was für eine Information steckt denn eigentlich
> in diese Phasenmodulation drinn?

In den ersten 14 Sekunden ist Gefahrenmeldungen des Bundes und das 
Funkwetter
http://www.ptb.de/de/aktuelles/archiv/presseinfos/pi2006/pitext/pi061212.htm

von Basti (Gast)


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@Ralph:

Danke! Ich werd die Schaltung mal nachbauen - bei dem Umfang denke ich 
das ich besser gleich ne Platine anfertigen ;-)

Habe mir auch deine anderen Unterlagen mal runtergeladen  - Obwohl mein 
langfristiger Plan ist einen Quarzofen  per Controller mit dem DCF 
signal nachzugleichen... (Zähler, soll/ist -> D/A wandler -> OCXO etc)

von Ralph B. (rberres)


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Basti schrieb:
> Habe mir auch deine anderen Unterlagen mal runtergeladen  - Obwohl mein
> langfristiger Plan ist einen Quarzofen  per Controller mit dem DCF
> signal nachzugleichen... (Zähler, soll/ist -> D/A wandler -> OCXO etc)

Hallo Basti

Der Aufwand eine digitale Regelschleife zu bauen ist enorm und auf 
keinen Fall was für Leute mit wenig Erfahrung.

Diese Unterlagen sollten auch keine direkte Nachbauanleitung sein, 
sondern ein Weg aufzeigen, wie man vorgehen könnte.

Wenn du vernündtig programmieren kannst, würde ich das mit einen 
Mikrokontroller machen. Das ist zwar auch aufwendig, aber Änderungen von 
Parameter sind wesentlich einfacher durchzuführen, als Änderungen von 
Hardware.

Der DAC16 ist z.B. nicht mehr erhältlich, man müsste also einen anderen 
DAC finden, der in meinem Falle ja parallele Ports hat.

Ich erreiche mit meinem DCF Normal eine Stabilität von etwa 7*10exp-10

Die dafür erforderliche Regelzeitkonstante liegt im Stundenbereich.

Das ist mit einer analogen PLL nicht machbar.

Der Empfänger war mit ein Knackpunkt, weil zu der damaligen Zeit jeder 
Fernseher und Röhrenmonitor mit seinen magnetischen Störfelder den 
Empfänger hoffnungslos zustopfen konnte, ist diese Lösung entstanden.

Das vierstufige Quarzfilter hatte allein fast 300 DM gekostet. Ich 
musste die Quarze extra herstellen lassen. Es gab nichts von der Stange.

Achtung die Quarze müssen ca 6Hz tiefer sein als 77,5KHz, damit sich bei 
diesem Gebilde eine Mittenfrequenz von 77,5KHz ergibt.

Pro Quarz wird etwa eine Weitabselektion von ca. 20db erreicht. Das 
vierstufige Quarzfilter erreicht also 80db.

Ich habe das Schaltbild deswegen reingestellt, weil ich denke, das das 
Frontend bis zum Quarzfilter für dich hilfreich sein könnte.

Was danach folgt, gibt es viele Lösungswege. ( Ich würde es heute auch 
anders machen. z.B. mit einen TBA120 oder ähnliches als 
Begrenzerverstärker um die Amplitudenmodulation weg zu bekommen.

Denkbar wäre auch ein mehrfaches quadrieren und wieder teilen. Damit 
müsste die Modulation auch rausfallen.

Du kannst mir ja mal berichten, wie du dein Projekt weiter führst.

Viel Erfolg

Ralph Berres

von Basti (Gast)


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Der DAC sollte kein Problem darstellen...

Hatte es vor so umzusetzten, wie dieser OM 
http://www.dl4jal.eu/fnormal/fnormal.html

genauer wird mans wohl ohne referenzquelle oder geeichtem messgerät "mit 
hausmitteln" kaum hinbekommen.

der erzeugte Takt soll dann gleich für einen DIY Zähler genutzt 
werden...

Hab schon bei Morion angefragt... 180€ für den MV89a NEU sind ganz ok..

von lrep (Gast)


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Possetitjel schrieb:
>> Nein, das ist wirklich nur Rauschen.
>
> Ich verstehe die Aussage der PTB anders.
> Einfach mal nach "dcf77.pdf" gurgeln und ab Seite 9 im PDF
> nachlesen.

Da hast du wohl Recht. Zwar überträgt die Phasenmodulation auch nichts 
Neues im Vergleich zur AM, aber dieses Detail mit der invertierten 
Sequenz war mir bisher unbekannt.

Das wird auch daran liegen, daß die PTB aus mir unbekannten Gründen mit 
Details der Modulation in der Vergangenheit sehr zurückhaltend war.
Allenfalls im Abstand von etlichen Jahren erschienen gelegentlich 
Artikel, in denen dem gemeinen Volk ein paar Bröckchen der behördlichen 
Weisheit kredenzt wurden.
Ich traue es der PTB zu, dass sie auch jetzt noch Details verheimlicht.

von Basti (Gast)


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Mal ne ganz dämliche frage. Ist der Träger Phasenmoduliert oder die 
Nutzinformation?

von B e r n d W. (smiley46)


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Der Träger.

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, lrep,

> Das wird auch daran liegen, daß die PTB aus mir unbekannten Gründen mit
> Details der Modulation in der Vergangenheit sehr zurückhaltend war.

Da hast Du wohl was übersehen.
Ich hatte nach dem Autor gesucht und dessen Diplomarbeit gefunden (oder 
Promotion?). Sogar den Schieberegister-Zähler hatte er skizziert, 
tauglich zum Nachbau. (Ich interessiere mich für den Algorithmus für ein 
GAL).

> Ich traue es der PTB zu, dass sie auch jetzt noch Details verheimlicht.
Das darf sie gar nicht, weil sie ihr Geld vom Steuerzahler bekommt.

Ciao
Wolfgang Horn

von lrep (Gast)


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Wolfgang Horn schrieb:
> Ich hatte nach dem Autor gesucht und dessen Diplomarbeit gefunden (oder
> Promotion?)

Wann und wie oft?
Ab 1983 täglich, in den Frühzeiten des www, oder erst vor ein paar 
Tagen?

von Christoph db1uq K. (christoph_kessler)


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Man könnte statt des 77,5kHz-Filters auch hochmischen, auf einer 
üblicheren Filterfrequenz bandbegrenzen und wieder mit demselben 
Oszillator heruntermischen.
DK2DB hat das mal in Dorsten mit dem Träger eines UHF-TV-Senders 
vorgestellt. Leider hat DVB-T keine diskrete Trägerfrequenz mehr, diese 
Normalfrequenz ist ebenso ausgestorben wie die amtliche 
öffentlich-rechtliche Zeilenfrequenz. (Bei den Kommerzkanälen konnte 
Ewald damals eine wesentlich schlechtere Frequenzgenauigkeit beobachten, 
teilweise schwankend mit dem beim Sender gerade abspielenden 
Videorecorder.)

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, lrep,

>> Ich hatte nach dem Autor gesucht und dessen Diplomarbeit gefunden (oder
>> Promotion?)
>
> Wann und wie oft?
> Ab 1983 täglich, in den Frühzeiten des www, oder erst vor ein paar
> Tagen?

Einmal hatte mir gereicht. "Hetzel" hieß er, erinnere ich mich schwach, 
und fand sich danna auch als Autor anderer Publikationen der PTB zu 
DCF77.

Ciao
Wolfgang Horn

von Basti (Gast)


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Ist der Witz nicht, das der Träger mit der CS2 in Phase ist? Wieso 
moduliert man denn dann den Träger?

Habe ich das Richtig verstanden, das die Modulation sich im Mittel 
aufhebt?? Also wenn ich zB einen Abgleich eines Zählers anhand des 
Trägers vornehme, nach 10 sekunden die PM keinen Einfluss mehr hat?

von B e r n d W. (smiley46)


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Hallo Basti

Deshalb läßt man ja über Stunden nachregeln. Außerdem gibt es Fading. 
Die Bodenwelle bleibt einigermaßen konstant, aber bei der Raumwelle 
verschiebt sich die Phase. Das Auf und Ab des Pegels dauert ca. 5-15 
Minuten. Also verschiebt sich die Raumwelle im Schnitt um eine 
Schwingung pro 10 Minuten. Dies entspricht, wenn ich mich jetzt nicht 
verrechnet habe, einer Abweichung von 2e-8. Du solltest also nahe genug 
(<=500km) bei Mainflingen wohnen, damit immer die Bodenwelle überwiegt.

Gruß, Bernd

von basti (Gast)


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155km luftlinie ist an sich ganz prima... Sollte also kein problem 
darstellen.

Werd ma mit der antenne anfangen..

von Bernd K. (prof7bit)


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Basti schrieb:
> Also wenn ich zB einen Abgleich eines Zählers anhand des
> Trägers vornehme, nach 10 sekunden die PM keinen Einfluss mehr hat?

Nach einer Sekunde schon, länger ist die Sequenz nicht wenn ich das 
richtig gelesen habe. Auch wird die Phase nur um +-13° umgetastet und 
nicht wie bei anderen PSK Verfahren mit bis zu +-90°. Man kann also 
wahrscheinlich immer noch gemütlich eine PLL einrasten lassen ohne daß 
diese sich verschluckt und die Zahl der Nulldurchgänge wird überhaupt 
nicht beeinflusst (weil Du "Zähler" erwähnt hast).

: Bearbeitet durch User
von Possetitjel (Gast)


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Basti schrieb:

> Ist der Witz nicht, das der Träger mit der CS2 in Phase ist?

Im zeitlichen Mittel ist das so, ja.

> Wieso moduliert man denn dann den Träger?

Man wollte für die Verbreitung der amtlichen Zeit eine genauere
Erkennung des Sekundenbeginnes erreichen. Mit der klassischen
Trägerabsenkung sind da aber Grenzen erreicht; deswegen ist man
auf Korrelationstechniken umgeschwenkt.
Für reinen Normalfrequenz-Empfang hat das alles aber keinen
nennenswerten Einfluss.

> Habe ich das Richtig verstanden, das die Modulation sich im
> Mittel aufhebt??

Ja natürlich.
Die neue, zusätzliche Modulation musste abwärtskompatibel zu den
alten Empfängern bleiben. Der Phasenhub für Null-Bits und für
Eins-Bits ist gleich groß (hat aber entgegengesetztes Vorzeichen),
und die Folge enthält gleichviele Nullen wie Einsen. Also bleibt,
wie Bernd schon richtig feststellte, die Zahl der Trägerschwingungen
je Sekunde konstant.

von Possetitjel (Gast)


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Christoph Kessler (db1uq) schrieb:

> Man könnte statt des 77,5kHz-Filters auch hochmischen, auf
> einer üblicheren Filterfrequenz bandbegrenzen und wieder
> mit demselben Oszillator heruntermischen.

Alternativ dazu kann man auch in den NF-Bereich runtermischen
und dort weiterverarbeiten. Ich glaube, der Empfänger von
Norbert Graubner funktioniert so.

von Ralph B. (rberres)


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Possetitjel schrieb:
> Alternativ dazu kann man auch in den NF-Bereich runtermischen
> und dort weiterverarbeiten. Ich glaube, der Empfänger von
> Norbert Graubner funktioniert so.

Ja aber der Localoszillator, mit dem man runter mischt, geht voll in die 
Stabilität mit ein. Deswegen habe ich einen Geradeausempfänger 
vorgezogen.

Ralph Berres

von B e r n d W. (smiley46)


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> Ja aber der Localoszillator, mit dem man runter mischt,
> geht voll in die Stabilität mit ein

Wenn aber der Prozessortakt und der Lo aus den stabilen 10MHz abgeleitet 
wird?

von Ralph B. (rberres)


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B e r n d W. schrieb:
> Wenn aber der Prozessortakt und der Lo aus den stabilen 10MHz abgeleitet
> wird?

Der ist aber zunächst mal nicht stabil und immer unstabiler als das dcf 
Signal selbst.

Ralph

von B e r n d W. (smiley46)


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Am Anfang weicht bei jeder PLL die Frequenz ab und erst nach dem 
Einrasten nur noch die Phase. Das kann IMO per Software gelöst werden.

Gruß, Bernd

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Ralph Berres schrieb:
>
> Ja aber der Localoszillator, mit dem man runter mischt, geht voll in die
> Stabilität mit ein.

Wenn Du nach dem Homodyn-Prinzip denselben LO benutzt, um das Signal von 
77.5 kHz auf die ZF hoch- und nach dem Filter wieder zurück zu mischen, 
dann bewirkt das Phasenrauschen des LO nur noch an der 
Gruppenlaufzeitverzerrung des Filters eine Schwankung von Amplitude und 
Phase.

Ciao
Der Besserwisser vopm Dienst: Wolfgang Horn

von Possetitjel (Gast)


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Ralph Berres schrieb:

>> Wenn aber der Prozessortakt und der Lo aus den stabilen
>> 10MHz abgeleitet wird?
>
> Der ist aber zunächst mal nicht stabil und immer unstabiler
> als das dcf Signal selbst.

Naja, ich würde daraus keine Glaubenskrieg machen wollen.

Zum einen unterliegt das Funksignal auch Laufzeitfluktuationen,
je größer die Entfernung, desto stärker.
Zum zweiten sind 10MHz vielfach besser weiterzuverarbeiten
als 77500Hz.
Und zum dritten sind Filterquarze für 77500Hz auch nicht
gerade trivial zu beschaffen, wie Du ja selbst schreibst.

von B e r n d W. (smiley46)


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von Possetitjel (Gast)


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von Ralph B. (rberres)


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Diese Miniaturquarze hatte ich damals auch ausprobiert. Sie hatten eine 
zu geringe Güte. Außerdem müssen die Quarze um ca 6Hz niedriger 
schwingen, damit bei dem von mir verwendeten Filter aus 4 Quarzen sich 
eine Mittenfrequenz von 77,5KHz ergibt.

1 Quarz reicht leider nicht. denn die Weitupselektion beträgt pro Quarz 
nur etwa 20db.

Ralph Berres

von Basti (Gast)


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Hi Ralph,
ich interessiere mich sehr dafür warum diese Abweichung so sein muss? 
gibt es da ne berechnungsgrundlage? Ich hatte nämlich immer gedacht das 
Quarze, wenn sie durch eine Wechselspannung zum Schwingen angeregt 
würden auf der sollfrequenz schwingen - also das der filter quasi die 
wie ein Parallelschwingkreis wirkt.

Wo hattest du die Quarze bestellt?

von Reinhard #. (gruebler)


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Basti schrieb:
> ich suche nach einer Empfängerschaltung für DCF77

Ist zwar schon ein bischen alt,
aber vielleicht hilft es dir.

http://www.rainers-elektronikpage.de/Eigene-Dokumentationen/Ing.-Arbeit.pdf

von sven (Gast)


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Basti schrieb:
> ich interessiere mich sehr dafür warum diese Abweichung so sein muss?
> gibt es da ne berechnungsgrundlage?

Moin,

ich bin zwar nicht Ralph aber empfehle Dir dazu das PDf von Horst, 
DJ6EV, mit dem Titel "Klassische und moderne Quarzfilter - Eine kleine 
Einführung mit Praxisbeispielen". Zu bekommen hier 
http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/quarzfilter-horst-dj6ev

von Ralph B. (rberres)


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Basti schrieb:
> ich interessiere mich sehr dafür warum diese Abweichung so sein muss?
> gibt es da ne berechnungsgrundlage? Ich hatte nämlich immer gedacht das
> Quarze, wenn sie durch eine Wechselspannung zum Schwingen angeregt
> würden auf der sollfrequenz schwingen - also das der filter quasi die
> wie ein Parallelschwingkreis wirkt.

Durch die Kaskadenschaltung der Quarze und der gegenseitigen Belastung 
verschiebt sich die Frequenz nach unten.

Das hatte ich damals auch nicht gewusst, aber die Fa  Quarztechnik in 
Daun

Waren damals sehr hilfsbereit, und änderten mir die Quarze nachträglich 
nochmal.

Kosten der 4 Quarze waren damals 280 DM.

Ralph Berres

von B e r n d W. (smiley46)


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> Durch die Kaskadenschaltung der Quarze und der gegenseitigen Belastung
> verschiebt sich die Frequenz nach unten.

Das betrifft doch hauptsächlich mehrstufige Ladder-Filter. Wie sieht es 
dann mit einem aktiven Half-Lattice-Filter aus, ähnlich wie sie bei den 
alten Spektrum-Analysern verwendet wurden?

DCF77 ist mit 77,5 kHz +/- 1kHz definiert. Innerhalb dieser Bandbreite 
fällt eine Stufe schon um >40dB ab. Und zur Not könnte man auch eine 
zweite Stufe vorsehen.

von Ralph B. (rberres)


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B e r n d W. schrieb:
> Das betrifft doch hauptsächlich mehrstufige Ladder-Filter. Wie sieht es
> dann mit einem aktiven Half-Lattice-Filter aus, ähnlich wie sie bei den
> alten Spektrum-Analysern verwendet wurden?

Auch diese Filter haben nur eine weitabselektion von 20db/ Oktave  da es 
ein Einzelkreis ist. Deswegen sind bei Spektrumanalyzer immer mindestens 
4 solche Filter in Reihe geschaltet, wenn man 80db Dynamikumfang in der 
Anzeige zu Grunde legt.

B e r n d W. schrieb:
> DCF77 ist mit 77,5 kHz +/- 1kHz definiert.

???????????????

Wo steht das denn?

Tatsache ist, das man die Bandbreite gerade so groß machen sollte, das 
gerade noch die Sekundenimpulse durchpassen und zwischen 100ms und 200ms 
Breite unterscheiden kann. Dazu reichen 10Hz Bandbreite. Will man keine 
Zeit decodieren, könnte man noch schmaler werden.

Die 5te Oberwelle der magnetisch abgestrahlten Zeilenfrequenz einer 
normalen Klotze lag nur 625Hz neben dem DCF77 Träger, und hat 
entsprechend massiv gestört.

Schon deswegen brauchte man hochaussteuerbare Eingangsstufen, mit extrem 
hoher Selektion.

Fernseher in der Form sind zwar verschwunden, dafür aber Wandwarzen und 
ähnliche Schaltnetzteile überall, die noch für viel mehr Überaschungen 
sorgen können.

Ralph Berres

von B e r n d W. (smiley46)


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> Auch diese Filter haben nur eine Weitabselektion von 20db/ Oktave

Aus Vergleichen durch Simulation und Messungen gebe ich dem 
Half-Lattice-Filter etwas weniger Flankensteilheit im Nahbereich, aber 
30dB weitab, da es stetig weiter abfällt. Bei ungenauer Neutralisation 
der Parallelkapazität kann sich allerdings die Kurve wieder anheben.

Dadurch kann sich auch die Parallelresonanz plötzlich auf der anderen 
Seite befinden. Bei alten Empfängern/Quarzfiltern gab es den 
Phasing-Capacitor. Da konnte mit Hilfe dieser Kerbe ein störender Sender 
ausgenotcht werden.

>> DCF77 ist mit 77,5 kHz +/- 1kHz definiert.
> Wo steht das denn?

Stimmt nicht ganz, aber fast. Eine Bandbreite von 2,4 kHz ist 
anscheinend offiziell reserviert. Auszug aus DCF77.pdf, Zeit- und 
Normalfrequenzverbreitung mit DCF77:

DCF77 ist in der Internationalen Frequenzliste der ITU als fixed service 
eingetragen, mit den Angaben: Trägerfrequenz 77,5 kHz, Bandbreite 2,4 
kHz, Rufzeichen DCF77, den Koordinaten der Sendefunkstelle wie oben 
angegeben, erstmalige Nutzung 15.08.1953, als in der Verantwortung 
Deutschlands stehend.

Frequenznutzungsplan der Bundesnetzagentur, es gibt es einen zweiten 
Nutzer des Frequenzbereiches:
Mobiler Seefunkdienst D57-3

> Will man keine Zeit decodieren, könnte man noch schmaler werden.

Könnte ein Filterquarz nach der 25% Absenkung auf seiner 
Resonanzfrequenz weiterschwingt, bis seine Amplitude abgeklungen ist? 
Zum Glück sind die Lücken nur 100ms breit und die Abweichung müsste 
schon einige Hz betragen, um eine Schwingung zu überspringen.

> Tatsache ist, das man die Bandbreite gerade so groß machen sollte,
> das gerade noch die Sekundenimpulse durchpassen

Im Prinzip geb ich Dir Recht, es wäre jedoch extrem kostensparend, wenn 
es mit den handelsüblichen Filterquarzen gehen würde. Fünf Stück kosten 
ca. 10 Euro, das wäre mir einen Versuch wert. Bisher konnte ich leider 
keine echten Parameter dieser Quarze finden, sonst könnte man das mit 
genauerem Ergebnis simulieren.

Freundliche Grüße,
Bernd

: Bearbeitet durch User
von Arno H. (arno_h)


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10Hz Bandbreite verschlechtern die Genauigkeit auf 0,1 Sekunde. Zur 
empfohlenen Bandbreite siehe 7.3.2 und 7.3.3 im Anhang.

Arno

von Ralph B. (rberres)


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Arno H. schrieb:
> 10Hz Bandbreite verschlechtern die Genauigkeit auf 0,1 Sekunde. Zur
> empfohlenen Bandbreite siehe 7.3.2 und 7.3.3 im Anhang.

Das ist vollkommen richtig.

Der TE möchte allerdings nicht die codierte Zeitinformation nutzen, 
sondern den Träger als Referenzfrequenz.

Da sind größere Bandbreiten eher Kontraproduktiv.

Aber auch für die Zeit zu decodieren reichen 10Hz Bandbreite aus.

Ich glaube kaum das handelsübliche Wecker die tatsächliche Zeit genauer 
treffen als 0,1sek.

Ralph Berres

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Nach viel Zustimmung nun doch ein Einspruch, Ralph,

> Der TE möchte allerdings nicht die codierte Zeitinformation nutzen,
> sondern den Träger als Referenzfrequenz.
> Da sind größere Bandbreiten eher kontraproduktiv.

Bei perfekten Filtern mag das stimmen. (Ich stimme eher zu, vermute 
aber, dss Streben nach Perfektion endet, wo die Abnahme der Bandbreite 
die Gruppenlaufzeitverzerrung wachsen lässt.)

Je schmalbandiger das Filter,desto ungewisser die Phase des Trägers, 
weil
a) Die Gruppenlaufzeitverzerrung des Filters über die AM die Trägerphase 
verschiebt.
b) Dessen Temperaturempfindlichkeit dasselbe macht.

Die bestmögliche Lösung sehe ich in der PSK-Modulation des Herrn Hetzel:
1. Eher die volle Bandbreite des modulierten Trägers nutzen.
2. Mit Filtern mit geringen Gruppenlaufzeitverzerrungen den Träger 
heraus filtern.
3. Die Referenzfrequenz mit einer PLL erzeugen, die über die 
PSK-Modulation nachgesteuert wird.

Allerdings:
a) Kenne ich kein handelsübliches Produkt, dessen Hersteller diesen 
Aufwand für notwendig hielt.
b) Meine eigenen Pläne sehen einen OVCXO vor, der in ruhigen 
Nachtstunden nachgesteuert wird. Mir reicht das.
c) Würde ich mehr brauchen, zöge ich lieber einen Rubidium-Oszillator 
nach, als einen PSK-Demodulatur für eine PLL zu bauen und zu testen.


Ciao
Wolfgang

: Bearbeitet durch User
von Ralph B. (rberres)


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Wolfgang Horn schrieb:
> Bei perfekten Filtern mag das stimmen. (Ich stimme eher zu, vermute
> aber, dss Streben nach Perfektion endet, wo die Abnahme der Bandbreite
> die Gruppenlaufzeitverzerrung wachsen lässt.)

Die Gruppenlaufzeit als solches wird mit kleinere Bandbreite größer, 
aber noch nicht die Gruppenlaufzeitverzerrungen. Diese hängt von der 
Filterform ab. Bei 10Hz Bandbreite ( wie in meinem Falle ) dürfte das 
aber noch eine untergeordnete Rolle spielen.  Zumal bei den 
Regelzeitkonstanten.

Wolfgang Horn schrieb:
> Je schmalbandiger das Filter,desto ungewisser die Phase des Trägers,
> weil
> a) Die Gruppenlaufzeitverzerrung des Filters über die AM die Trägerphase
> verschiebt.
> b) Dessen Temperaturempfindlichkeit dasselbe macht.

In Filtermitte ist die Phasenänderung zunächst mal Null ( wenn man von 
der Laufzeit des Filters absieht ).

Die Temperaturempfindlichkeit dürfte bei einen Quarzfilter beherrschbar 
bleiben.

Da aber sowieso die Regelzeitkonstante der PLL mehrere Stunden lang sein 
muss, um auf eine Stabilität von 10exp-9 zu erreichen, dürften sich 
solche Effekte schnell raus integrieren.

Dieses mit einer rein analogen Regelschleife ala CD4046 zu erreichen ist 
genauso abwegig wie eine noch bessere Stabilität in Verbindung mit einen 
Quarzofen zu erreichen.

Es sei denn man bindet einen Rubidiumfrequenznormal mit einer 
Zeitkonstante von mehreren Tagen ans DCF, was ja auch gemacht wird.

Wolfgang Horn schrieb:
> 1. Eher die volle Bandbreite des modulierten Trägers nutzen.
> 2. Mit Filtern mit geringen Gruppenlaufzeitverzerrungen den Träger
> heraus filtern.

Was ich mir heute schon mal überlegt hatte, das gesamte Signal mehrmals 
zu quadrieren, um so die Modulation los zu werden. Aber damals hatte ich 
nicht mal die Möglichkeit mein Ergebis zu verivizieren. Ein 
Rubidiumfrequenznormal kam bei mir erst sehr viel später.

Übrigens die Fa Rohde&Schwarz als auch die Fa Plisch in Viernheim waren 
damals führend auf dem Gebiet DCF77 Normal.

Ralph

von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Ralph,

> Wolfgang Horn schrieb:
>> Bei perfekten Filtern mag das stimmen. (Ich stimme eher zu, vermute
>> aber, dss Streben nach Perfektion endet, wo die Abnahme der Bandbreite
>> die Gruppenlaufzeitverzerrung wachsen lässt.)
>
> Die Gruppenlaufzeit als solches wird mit kleinere Bandbreite größer,
> aber noch nicht die Gruppenlaufzeitverzerrungen. Diese hängt von der
> Filterform ab. Bei 10Hz Bandbreite ( wie in meinem Falle ) dürfte das
> aber noch eine untergeordnete Rolle spielen.  Zumal bei den
> Regelzeitkonstanten.
"10 Hz Bandbreite" - die PSK-Modulation erzeugt wesentlich mehr. Was 
geschieht mit der Phase, wenn das Filger das "mehr" abschneidet?
>

> In Filtermitte ist die Phasenänderung zunächst mal Null ( wenn man von
> der Laufzeit des Filters absieht ).
Per Definitionem, weil da der Referenzpunkt ist.
Aber wie genau trifft die Mitte des Filters in seiner Schaltung den 
Träger?
In einem meiner ersten DCF-Rx habe ich deshalb ein Bandfilter für die 
entscheidende Selektion benutzt.

>
> Die Temperaturempfindlichkeit dürfte bei einen Quarzfilter beherrschbar
> bleiben.
>
> Da aber sowieso die Regelzeitkonstante der PLL mehrere Stunden lang sein
> muss, um auf eine Stabilität von 10exp-9 zu erreichen, dürften sich
> solche Effekte schnell raus integrieren.
>
Die Beherrschbarkeit hängt von der Spezifikation ab - welche Genauigkeit 
letztlich gewünscht ist.
Ich gehe von einer Genauigkeit aus, die besser ist als die täglichen 
Ausbreitungsschwankungen infolge der Sonneneinstrahlung auf die 
Ionosphäre.
Dafür darf der eigene Frequenzstandard nur einmal täglich nachgesteuert 
werden, eben in einer ruhigen, nächtlichen Periode. Dafür muss die 
Zeikonstante lang genug sein. Ein DCF-Rx mit einer Zeitkonstante >24h 
steht noch auf meiner Agenda.

Ich war beeindruckt von einer Schaltung, die ein Kalibriersignal in die 
Antenne einspeiste. Ob das übertriebene Vorsicht war, ein Mittel zur 
Abkürzung des Testaufwandes, über den Zweck war keine Information 
gegeben.

> Dieses mit einer rein analogen Regelschleife ala CD4046 zu erreichen
Keine Frage, eine nächtliche Nachregelung ist mit einem Prozessor 
deutlich besser zu machen als mit einem analogen Loop-Filter.

> genauso abwegig wie eine noch bessere Stabilität in Verbindung mit einem
> Quarzofen zu erreichen.
Huh? Wann immer mein 10 MHz-Oszillator wärmebedingt wegläuft, muss er 
über DCF nachgezogen werden. Je kleiner die temperaturbedingten 
Schwankungen ReferenzAngen
>
> Wolfgang Horn schrieb:
>> 1. Eher die volle Bandbreite des modulierten Trägers nutzen.
>> 2. Mit Filtern mit geringen Gruppenlaufzeitverzerrungen den Träger
>> heraus filtern.
>
> Was ich mir heute schon mal überlegt hatte, das gesamte Signal mehrmals
> zu quadrieren, um so die Modulation los zu werden.
Ich vermute, billiger ist die Beschränkung auf die Zeit von 0,1 bis 0,2 
s jeder ungeraden Sekunde, denn die PSK setzt erst nach 0,2 s ein.
Für diejenigen, die Hetzels Arbeit nicht haben, ist sie angehängt.


> Übrigens die Fa Rohde&Schwarz ... führend auf dem Gebiet DCF77 Normal.
Ja, XSD und XKE... nur noch für Romantiker und Sentimentale ...
Hier fand ich noch Unterlagen über den Rx: 
http://bama.edebris.com/manuals/rohdeschwarz/xke2rx/

Ciao
Wolfgang Horn

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