Hallo, ich habe mir eine Funkuhr aufgebaut und wollte die Genauigkeit nach DCF77-Synchronisation nach einigen Stunden ermitteln. Ich verwende einen Uhrenquarz (32,768 kHz) am Timer2 eines ATmega328P. Vorteiler auf 8, dann ISR auf 3 (alle 4 Takte) und in der ISR nach 1024 ticks eine Sekunde weiterzählen (32768/8/4/1024=1). Ich weiß, nicht optimal, hat aber noch andere Gründe, dass ich so teile. Müsste m.E. aber auch egal sein, ob man gleich einen größeren Prescaler verwendet, oder später zählt..... Wenige (etwa 4) Stunden nach Synchronisation merke ich keine visuelle Ungenauigkeit. Der Sekundenwechsel kommt zeitgleich zum Sekundenwechsel meiner gekauften Funkuhren. Diese "visuelle" Genauigkeit reicht mir!! Nach 13:56 Stunden sind 50.160 "echte" Sekunden vergangen, meine Funkuhr ist nach 13:56 Stunden aber etwa 2,5 Sekunden langsamer, dort sind also nur 50.157,5 Sekunden vergangen. Sekunden (soll) / Sekunden (ist) = 0,999950159 Der Quarz ist bisher auch nicht abgeglichen. Ich wollte jetzt aber erst mal wissen, was man für eine Genauigkeit ohne genaues Kalibrieren erwarten kann. Ist meine Abweichung normal, oder müsste es (auch ohne Korrektur) besser sein? Wie kann ich die Genauigkeit verbessern? Den Artikel hier (RTC/genaue Sekunde) kenne ich..... Macht es Sinn, einen Pin in der ISR toggeln zu lassen und mit einem Oszi den Quarztakt zu messen, um dann später nach x ticks einen Korrekturtick zu addieren? Würde mich über Eure Ratschläge sehr freuen ;-)
@ Egon Lange (Gast) >Uhrenquarz (32,768 kHz) am Timer2 eines ATmega328P. Vorteiler auf 8, >dann ISR auf 3 (alle 4 Takte) ??? > und in der ISR nach 1024 ticks eine >Sekunde weiterzählen (32768/8/4/1024=1). Sichger. >Ich weiß, nicht optimal, hat aber noch andere Gründe, dass ich so teile. >Müsste m.E. aber auch egal sein, ob man gleich einen größeren Prescaler >verwendet, oder später zählt..... Ist egal. >Sekunden (soll) / Sekunden (ist) = 0,999950159 Oder auch -49,8 ppm. >Der Quarz ist bisher auch nicht abgeglichen. Ich wollte jetzt aber erst >mal wissen, was man für eine Genauigkeit ohne genaues Kalibrieren >erwarten kann. Wenn man den Oszillator mit optimalen Lastkapazitäten aufbaut, wie es im Datenblatt des Quarzes gefordert ist, sollte man auf +/-30ppm kommen, ggf. etwas weniger. > Ist meine Abweichung normal, oder müsste es (auch ohne >Korrektur) besser sein? Könnte besser sein. >Wie kann ich die Genauigkeit verbessern? Den Artikel hier (RTC/genaue >Sekunde) kenne ich..... Macht es Sinn, einen Pin in der ISR toggeln zu >lassen und mit einem Oszi den Quarztakt zu messen, um dann später nach x >ticks einen Korrekturtick zu addieren? Sicher.
Egon Lange schrieb: > Der Quarz ist bisher auch nicht abgeglichen. Ich wollte jetzt aber erst > mal wissen, was man für eine Genauigkeit ohne genaues Kalibrieren > erwarten kann. Das weiss das Datenblatt vom Quarz am besten. Da findest du z.B. Angaben zu Grundgenauigkeit und Temperaturabhängigkeit. Ein Abgleich hilft. Damit sich das nicht zu sehr hin zieht, hilft ein Oszi zur Messung der Phasenverschiebung. Beitrag "Die genaue Sekunde / RTC"
Egon Lange schrieb: > Würde mich über Eure Ratschläge sehr freuen ;-) Ich benutze schon seit vielen Jahren nur oder fast ausschließlich Funkuhren. Die laufen aber auch nicht immer synchron. Beobachte das mal lieber über einen längeren Zeitraum.
Bei Uhrwerken gibt es Korrekturmöglichkeiten über den internen Teiler. Der wird dann temperaturabhängig verstellt. Das läuft, grob beschrieben, mit zwei Quarzen, deren Temperaturabhängikeit etwas verschieden ist. Dann ergibt sich eine temperaturabhängige Frequenzdifferenz, die weitgehend linear verläuft und aus der wird wieder das Korrektursignal abgeleitet.
Egon Lange schrieb: > ich habe mir eine Funkuhr aufgebaut und wollte die Genauigkeit nach > DCF77-Synchronisation nach einigen Stunden ermitteln. Da die (Langzeit-)Genauigkeit des DCF-Signals besser 10 E-14 beträgt, kannst Du die Abweichungen nach einigen Stunden nur mit speziellen, sehr präzisen Phasenmessgeräten messen. Und schon garnicht mit einem Quarz. Da brauchst Du schon selbst eine Präzisions-Cäsium-Atomuhr. Kurzzeitig kann das DCF-Signal durch unterschiedliche Ausbreitungsbedingungen durchaus um einige ms schwanken.
Harald W. schrieb: > Kurzzeitig kann das DCF-Signal durch unterschiedliche > Ausbreitungsbedingungen durchaus um einige ms schwanken. Selbst eine Millisekunde wäre schon ein Wegunterschied von 300km. Gewöhnlich nutzt DCF77 die Bodenwelle und da sind solche Schwankungen des Ausbreitungsweges, insbesondere wenn der Empfänger nur ein paarhundert Kilometer entfernt steht, eher nicht so leicht vorstellbar.
Mancher DCF77 Empfänger liefert nicht einmal eine saubere Flanke. Ein Jitter von 1ms ist dann schon traumhaft gut. Selbst bei sauberer Flanke ist für den Jitter nicht nur die Wegstrecke verantwortlich. Auch Amplitude und Störungen können sich darauf auswirken. Wer es genauer haben will, der geht auf die DCF77 Trägerfrequenz, nicht auf das Nutzsignal. Die ist ebenso genau wie die Zeitinformation.
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> Ich benutze schon seit vielen Jahren nur oder fast ausschließlich > Funkuhren. Die laufen aber auch nicht immer synchron. > Beobachte das mal lieber über einen längeren Zeitraum. Klar, die schalten ihren Empfaenger nur ab und an mal ein weil der Strom braucht. In der Zwischenzeit laufen die auch mit Quarz. Wobei das bei so einem lieblos zusammengehusteten Aldiwecker beliebig ungenau sein kann. Uhrenschaltungen die mir in der Vergangenheit immer positiv aufgefallen sind, sind die aus Autos. Dort hat der Hersteller ja kein Energieproblem. Ob die Uhr da 0.1 oder 1mA verbraucht ist vermutlich egal. Deshalb laufen die oft mit 4.194Mhz. Allerdings ist das auch wieder erstaunlich weil diese Uhren den kompletten Temperaturbereich von -20 bis +50Grad abbekommen. Armbanduhren dagegen sind an einem Thermostat montiert. :) Olaf
Olaf schrieb: > sind die aus Autos Habe einen alten 190ziger. Die Uhr geht sehr genau. Das ist schon echt verblüffend.
Egon Lange schrieb: > Ich verwende einen > Uhrenquarz (32,768 kHz) am Timer2 eines ATmega328P. Muß das sein? Also, mußt du so sehr Strom sparen, daß du einen 32kHz Quarz benutzt? Wenn nicht, dann betreibe deinen ATmega ganz einfach mit einem TCXO im Bereich 4..16 MHz. Sowas ist von hause aus deutlich genauer als eine diskrete Schaltung mit Uhrenquarz. Obendrein kann man die meisten TCXO's auch noch fein per Steuerspannung abgleichen. Wenn du aber Strom sparen mußt und deshalb auf den 32kHz Quarz angewiesen bist, dann montiere parallel zu einem der 2 Ballast-C's einen kleinen Trimmkondensator, so 0.5..2pF etwa und gleiche die Schwingfrequenz damit ab. Aber hüte dich davor, mit irgendwas (Oszi usw) an die eigentliche Oszillatorschaltung zu tippen. Gib in deiner Interruptroutine lieber ein Signal an irgend einem anderen Pin aus, was du dann per Frequenzmesser auswerten kannst. W.S.
Egon Lange schrieb: > Sekunden (soll) / Sekunden (ist) = 0,999950159 Das ist nicht wirklich gut. Handelsübliche Quarzuhren gehen um etwa 5 min pro Jahr falsch, also wesentlich weniger, und das kann man auch mit Abgleichen erreichen, indem man z.B. eine der Kondensatoren durch einen Trimmer (ich benutze 30 pF) ersetzt. Ein Oszi nützt da aber absolut garnichts, man braucht einen Präzisionszähler, der die Periode auf 6 oder 7 Stellen messen kann. Das Messgerät muss immer besser sein als das was man abgleichen will. Georg
Die Grundgenauigkeit ist immer um ein mehrfaches geringer, als die Langzeitkonstanz. Man kann also durch Korrektur die Genauigkeit wesentlich steigern. Mit einem DCF77 kann man schon über wenige Tage den Fehler genau genug ermitteln. Für das manuelle Ermitteln des Fehlers sollte man die Abweichung über 2..3 Monate auf die Sekunde genau ermitteln, z.B. mit dem Radio oder TV-Zeitzeichen. Wenige Sekunden pro Jahr sind zumindest für Zimmeruhren erreichbar.
F. F. schrieb: > Georg schrieb: >> Präzisionszähler > > Gib mal ein Beispiel, bitte! Ich habe einen Fluke 1910A. Der ist nicht mehr aktuell, aber gut genug um RTCs mit 32kHz-Quarz erheblich zu verbessern. Es gibt da viele schöne Gebrauchtgeräte, mit Bastlergeräten von Conrad oder aus China wird das eher nichts, 10^-6 muss schon sein. Georg
Georg schrieb: > Es gibt da viele schöne Gebrauchtgeräte, mit Bastlergeräten von Conrad > oder aus China wird das eher nichts, 10^-6 muss schon sein. https://www.conrad.de/de/rohde-schwarz-hm8123-3-ghz-universalzaehler-0-200-mhz-kalibriert-nach-dakks-1242394.html Die Genauigkeit der Zeitbasis (OCXO) wird dort mit 1^-8 angegeben. Man kann auch ein "Bastelgerät" mit einem preiswerten OCXO nachrüsten und kommt damit auf eine ähnliche Genauigkeit.
F. F. schrieb: > Georg schrieb: >> Präzisionszähler > > Gib mal ein Beispiel, bitte! z.B. ein HP 53132A wäre ein schönes Gerät falls Du Dich für sowas interessierst. Mit externem GPS-OCXO oder Rb-Standard wird das dann auch schön genau. Nur ob das bei der Anwendung hier viel bringt ist eine andere Frage. Denn mit dem Trimmer kann ich das zwar für eine Temperatur (und in begrenztem Maße Luftfeuchtigkeit) toll kalibrieren, nur schwankt die Temperatur in der Praxis und Quarz wie Trimcap haben auch noch eine Langzeitdrift. Ich würde für eine pragmatische Lösung daher eher auf eine vom Hersteller bereits temperaturkompensierte RTC setzen. Schau mal z.B. hier: http://www.microcrystal.com/index.php/products/real-time-clocks Zur RV-3029-C2 findest Du hier im Forum ein paar Erfahrungen, die gibts in +-3ppm. Die RV-8803-C7 ist jetzt wohl neu und mit +-1.5ppm verfügbar.
F. F. schrieb: > Habe einen alten 190ziger. Die Uhr geht sehr genau. Sehr schön! Hege und pflege ihn. Fahr selber auch seit 14 Jahren einen 2.5-16. Allerdings seit ein paar Jahren nur noch im Sommer. Gruß Flo
Georg schrieb: > Es gibt da viele schöne Gebrauchtgeräte, mit Bastlergeräten von Conrad > oder aus China wird das eher nichts, 10^-6 muss schon sein. Mit einem 1pps-Signal eines GPS-Empfängers ist man fein raus: Beitrag "reziproker Frequenzzähler, GPS-stabilisiert, ATmega162" Hier noch ein Bild vom Versuchsaufbau: http://mino-elektronik.de/bilder/fmeter/fmgps_brd.jpg
Georg schrieb: > Ein Oszi nützt da aber absolut garnichts ok, das wusste ich nicht. Aber warum geht es mit einem Oszi nicht? Die ISR läuft alle 0,9765625 ms (1024 Hz). Ich erwarte also, dass die ISR ein Pin mit 1024 Hz toggelt. Kann ich mit dem Oszi nicht die Ist-Frequenz messen und die Abweichung in ppm bestimmen? Und dann noch zur Frage, warum ich einen Uhrenquarz verwende: Ich bin immer davon ausgegangen, dass die Frequenz wegen der guten Teilbarkeit zu einer Sekunde optimal ist. Stromsparen möchte ich aber auch, also vielleicht doch gar nicht so verkehrt. Wie geschrieben: Es reicht mir ja, wenn die Uhr mindestens 24 Stunden nach Synchronisation noch so genau läuft, dass man durch rein visuellen Vergleich zwischen zwei Funkuhren keinen Unterschied merkt. Aber wie machen das eigentlich die Hersteller, die low-Preis-Funkuhren massenhaft herstellen? Verwenden die bessere Quarze? Oder gleichen die irgendwie während der Produktion ab?
Egon Lange schrieb: > Es reicht mir > ja, wenn die Uhr mindestens 24 Stunden nach Synchronisation noch so > genau läuft, dass man durch rein visuellen Vergleich zwischen zwei > Funkuhren keinen Unterschied merkt. Das sollte bei normalen, auch billigen, DCF-Uhren überhaupt kein Problem sein. Der Quarz und seine Genauigkeit spielen dabei überhaupt keine Rolle, es sei denn, der Hersteller hat Aussschuss verbaut. Es könnte allerdings sein, das die Uhr keinen Empfang hat. Das sollte sie aber anzeigen.
Egon Lange schrieb: > ok, das wusste ich nicht. Aber warum geht es mit einem Oszi nicht? Weil der auch nur mit Wasser kocht. Da ist auch bloss ein Quarz drin, vmtl. sogar unkalibriert. Führt bloss dazu, dass beide gleich gehen, nämlich gleich falsch.
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Harald W. schrieb: > Es könnte allerdings sein, das die > Uhr keinen Empfang hat. Die Empfänger scheinen auch sehr unterschiedlich in ihrer Empfangsstärke zu sein. Einige Uhren gehen immer richtig, andere wissen schon nach kurzer Zeit nicht mal mehr die Zeit, die sie hatten (bezieht sich alles auf meine Uhren und meine Wohnung).
F. F. schrieb: > Die Empfänger scheinen auch sehr unterschiedlich in ihrer Empfangsstärke > zu sein. Nun, mit einem recht alten Wecker hatte ich sogar auf den Kanaren Empfang. Allerdings nur nachts und wenn ich ihn auf den Balkon stellte (grob ausgerichtet Richtung Deutschland). Meine sonstigen DCF-Uhren funktionieren in 300km Abstand zu Mainflingen alle problemlos.
Harald W. schrieb: > Nun, mit einem recht alten Wecker hatte ich sogar auf den Kanaren > Empfang. Spätestens am Abreisetag sollte man sich dann wieder an der Ortszeit (WEZ) orientieren. Sonst verschenkt man eine Stunde kostbare Urlaubszeit in der Waiting Lounge des Airports. ;-)
Georg schrieb: > Ein Oszi nützt da aber absolut garnichts ... Das kommt drauf an, ob man mit seinem Werkzeug umgehen kann. Über eine kleine Testfunktion läßt man sich vom µC einen 1s-Puls ausgeben und betrachtet den gegen einen 1PPS-Ausgang vom GPS. Vernünftige Empfänger liefern den mit 1µs Genauigkeit (gute kommen auf 10ns, z.B. u-blox 6 module). Jetzt muss man sich, je nach gewünschter Abgleichgenauigkeit, die Phasenlage zum µC-Puls über einige Zeit angucken. Dabei tut man gut daran, wenn sich der µC-Puls z.B. auf Tastendruck mit dem 1PPS synchronisieren läßt, damit man beim Oszi die Zeitauflösung vernünftig aufreißen kann. Mit dem Aufbau ist man für Kurzzeitmessungen im Vergleich zu den Eiereien mit der Flanke vom LW-Empfänger um mehr als einen Faktor 1000 besser (i.e. schneller beim Abgleich) und preislich um Größenordnungen günstiger als ein Präzisionszähler. Wenn die Phase der beiden Signalen über 10s auf 1µs stabil bleibt, hat man eine absolute Genauigkeit von 10^-7. Das hat nicht jeder als Zähler am Laborplatz stehen.
Hallo, Peter D. schrieb: > Für das manuelle Ermitteln des Fehlers sollte man die Abweichung über > 2..3 Monate auf die Sekunde genau ermitteln, z.B. mit dem Radio oder > TV-Zeitzeichen. gibt die noch irgendwo (normales Radio)? TV ja nun garnicht, analog ist weg und digital schafft locker 20s Verspätung, begutachte ich jedesmal Sylvester. Gruß aus berlin Michael
Wolfgang schrieb: > Das kommt drauf an, ob man mit seinem Werkzeug umgehen kann. Das ist mir schon klar, aber sowas wie du meinte der TO sicher nicht: Egon Lange schrieb: > mit einem Oszi den Quarztakt zu messen da tut man sich mit 5% schon schwer. Man kann auch versuchen, von einer bekannt genauen Uhr irgendwo den 32kHz-Takt abzugreifen (oder einen niedrigeren) und mit dem Oszi prüfen, ob das mit dem Controller synchron läuft oder ob sich die Flanken langsam gegeneinander verschieben. In solchen Fällen ist es der Referenztakt, der die nötige Genauigkeit haben muss, genauer als die Messausrüstung kann man eine Uhr eben nicht einstellen (die Möglichkeit, immer ein Jahr zu warten, und dann eine kleine Korrektur vorzunehmen, schliesse ich mal aus). Der Oszi selbst ist kein Präzisionsinstrument, der zeigt bloss ob überhaupt ein Takt vorhanden ist. Georg
Ham schrieb: > Harald W. schrieb: >> Nun, mit einem recht alten Wecker hatte ich sogar auf den Kanaren >> Empfang. > > Spätestens am Abreisetag sollte man sich dann wieder an der Ortszeit > (WEZ) orientieren. Sonst verschenkt man eine Stunde kostbare Urlaubszeit > in der Waiting Lounge des Airports. ;-) Das entsprechende Modell konnte man stundenweise an die Ortszeit anpassen.
Eine genaue RTC baut man wie folgt. Ein guter 32kHz Quarz hat eine Praezision von +-10ppm @ 25Grad oder so, mit einem TK von -0.04ppm/K^2. Eine Abweichung von 10ppm bedeutet eine Sekunde pro Tag. Die ist quasi ohne grosse Anstregung bei konstanter Temperatur geschenkt. Eine RTC mit so einem Quarz zieht ein Mikroampere oder so. Jetzt kann man sich fragen, wie oft muss man mit dem Funksignal abgleichen. Abhaengig von der zulaessigen Abweichung natuerlich. Diese kann man ja aufgrund des Temperaturganges abschaetzen, und korrigieren. Welches ist die minimal detektierbare Abweichung ? 1 Sekunde, 1 Milisekunde ? Ich denke ich wuerde die Temperatur vielleicht einmal pro Stunde messen und loggen. Dann waehrend einer Initialkalibrierphase, die Abweichung vielleicht einmal pro Stunde messen, falls messbar, und zusammen mit der Temperatur loggen. Dann nach ein paar Tagen ein Modell drueber legen, wie rechnet man das ueberhaupt. Und das Ganze in der Richtung optimieren, dass man mit vielleicht einem Abgleich pro Tag, oder einem alle zwei, drei Tage durchkommt.
Michael U. schrieb: > TV ja nun garnicht, analog ist weg und digital schafft locker 20s > Verspätung, begutachte ich jedesmal Sylvester. Aber es gibt noch die Zeitansage: 040 428990
Peter D. schrieb: > Aber es gibt noch die Zeitansage: > 040 428990 Genau, Zeitansage für das genaue Stellen einer Uhr, in Zeiten, wo GNSS Mikrosekundengenauigkeit bis ans Oszi liefert ;-)
Harald W. schrieb: > Egon Lange schrieb: > >> Es reicht mir >> ja, wenn die Uhr mindestens 24 Stunden nach Synchronisation noch so >> genau läuft, dass man durch rein visuellen Vergleich zwischen zwei >> Funkuhren keinen Unterschied merkt. > > Das sollte bei normalen, auch billigen, DCF-Uhren überhaupt > kein Problem sein. Auch wenn ich nicht alle Antworten bis ins Detail nachvollziehen kann, möchte ich nochmal betonen, dass ich innerhalb 24 Stunden keine extrem hohe Genauigkeit benötige. Ich glaube einige Antworten mit hochspeziellen und genauen Messmitteln gehen in diese Richtung. Es ist eine Funkuhr, und deshalb soll auch regelmäßig Synchronisiert werden. Ich habe mir also das Ziel gesetzt, mindestens alle 24h zu synchronisieren, und dazwischen sollen keine merkbaren Fehler auftreten. Da ein Oszi scheinbar nicht ausreicht, werde ich vielleicht mal versuchen, den Fehler über bspw. 48 Stunden zu ermitteln, dann die ppm-Abweichung zu bestimmen und bei bspw. -49,8405 ppm alle 20.064 ISR-Zyklen einen tick zusätzlich zu zählen. Weiß jemand, wie das in günstigen Wandfunkuhren funktioniert? Ich meine, dass hier auch nach 24h keine große Abweichung zu merken ist. Hier wird der Hersteller doch irgendwie eine schnelle günstige Methode haben, um die Genauigkeit hinzubekommen?
Dann zieh dir den Quarz doch hin. Miss die Frequenz (gutes Scope, oder Frequenzzähler) und stell die Lastkapazität so lange ein, bis es so genau wie möglich passt. Weil die Lastkapazität ist von Haus aus so gut wie nie perfekt eingestellt, wegen Layout usw. Wenn du keinen Frequenzzähler hast : Mit einem guten Scope kann man mit einem geeigneten Verfahren (verwende dazu die Statistikfunktion und mach einen Mittelwert über sehr viele Signalperioden) die Frequenz ausreichend genau messen, um das auf z.B. 20ppm einzustellen. Wichtig: Die Frequenz nicht mit dem Tastkopf am Quarz messen, sondern ein taktsynchrones Signal aus einem µC-Pin verwenden. Ein Timerausgang ist gut. Das reicht in Kombination mit einem DCF77-Empfänger für eine alltagstaugliche Uhr. Wenn es genauer sein soll, nimm einen fertige RTCC-Baustein mit Quarz drin.
Egon Lange schrieb: > Weiß jemand, wie das in günstigen Wandfunkuhren funktioniert? Ich meine, > dass hier auch nach 24h keine große Abweichung zu merken ist. Hier wird > der Hersteller doch irgendwie eine schnelle günstige Methode haben, um > die Genauigkeit hinzubekommen? Nicht die Genauigkeit ist wichtig, sondern die Stabilität. Der Fehler kann auch 1s pro Minute sein, unwichtig. Solange der Quarz stabil läuft, kann man z.B. alle 10ms +/- 1 Impuls korrigieren, nach 495ms einen zusätzlichen Impuls, alle 28s... RTC-Module gibt es für unter 1E, mit GPS-Modul (9-10E) einmal abgeglichen, eingebaut, wozu der Aufwand mit Funk ?
Egon Lange schrieb: > Wie kann ich die Genauigkeit verbessern? Den Artikel hier (RTC/genaue > Sekunde) kenne ich..... Macht es Sinn, einen Pin in der ISR toggeln zu > lassen und mit einem Oszi den Quarztakt zu messen, um dann später nach x > ticks einen Korrekturtick zu addieren? Nein, die Quarze, speziell die 32kHz Quarze, haben eine hohe Temperaturdrift. Den kannst Du nur auf EINEN Termparturpunkt genau abgelichen. Im allgemeinen wirst du mit Zieh-Trimmern bessere Ergbnisse erzielen können aber das dann genau rausmessen ist auch schwierig. Und das Problme der Drift über Temperatur bekommst Du auch nicht raus. Ausnahme: TCXO. Alternative: SW-Kompensation über Zeit. Wenn es Dir Nichts ausmacht dass die Abweichung innerhalb eiens Zeitraums einen gewissen wert hat (geht z.B. permanent etwa 10s nach/vor) kannst Du versuchen die Abweichung per SW über das Jahr zu kompensieren. Dann hast Du zwar vielleicht über ein Jahr nur wenige Sekunden aber der Unterschied während des Jahres kann etwas größer sein. Wie das geht solltest Du Dich belesen. rgds
6a66 schrieb: > Alternative: SW-Kompensation über Zeit. 6a66 schrieb: > Wie das geht solltest Du Dich belesen. Hat er offensichtlich schon :-) Egon Lange schrieb: > Wie kann ich die Genauigkeit verbessern? Den Artikel hier (RTC/genaue > Sekunde) kenne ich..... Macht es Sinn, einen Pin in der ISR toggeln zu > lassen und mit einem Oszi den Quarztakt zu messen, um dann später nach x > ticks einen Korrekturtick zu addieren?
?!? schrieb: > 6a66 schrieb: >> Wie das geht solltest Du Dich belesen. > > Hat er offensichtlich schon :-) uups, sorry. Überlesen. Ist ja dann alles bestens. rgds
Na gut, aber wer kann mir denn erklären, was genau in einer (digitalen) Armbanduhr verbaut ist, dass diese so genau ist? Ohne Funkuhr! Ich stelle zwei mal im Jahr zwischen Sommer- und Winterzeit um, und muss nicht ständig nachstellen. Die läuft also wesentlich genauer. Das gleiche bei einer Uhr, die im Backofen eingebaut ist. Dort ist war keine Sekundenanzeige drin, aber auch nach Jahren mache ich nichts, außer zwischen MESZ und MEZ umzustellen. Keine erkennbare Abweichung von Minuten nach mehreren Jahren. Auch alte Radiowecker (ebenfalls ohne DCF77) laufen bei mir genau, ohne dass ich regelmäßig mal eine Minute vor- oder Nachstellen muss.
Die Backofenuhr dürfte die Frequenz der Versorgungsspannung (50 Hz) nutzen. Die Armbanduhr wird sicherlich nicht mit "Schüttgut" bestückt, sondern selektierte und speziell auf Handgelenktemperatur ausgelegte Quarze bekommen. Bei einer Uhr mit höherem Endpreis sollte das kein Problem sein. Für meine neueren Elektroniken habe ich einmalig einen bestimmten Quarz ausgesucht, ausgemessen, welche Lastkapazität sinnvoll ist, und damit völlig ausreichende Genauigkeit bekommen. Zuvor hatte ich immer mit Trimmer auf 1 ppm abgeglichen. Das lohnt heute nicht mehr.
Hier als Beispiel ein Datenblatt, gefunden bei R. http://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B400/MS1V-7.pdf Stimmgabelquarz (Tuning Fork Crystal) Temperaturbereich -40 .. +85 °C Frequenz 32,768000 kHz Frequenzstabilität ±20 ppm Lastkapazität 10 pF Quarzkochbuch http://www.axtal.com/cms/iwebs/download.aspx?id=87528 Bei Stimmgabelquarzen werden X und XY-Schnitte verwendet. Im Quarzkochbuch auf Seite 18 sind Temperaturgänge angegeben. Der Temperaturgang entspricht einer Parabel mit dem Maximum (Steigung=0) bei 25°C. Solange sich die Temperatur also im Bereich von 20-30 °C befindet bleibt die Temperaturdrift in der Nähe von 1 ppm. Die Formel aus obigem Datenblatt beschreibt eine Parabel: Drift ~= –0.035 ppm/°C² * (T - T0)^2 [20°C] ~= –0.035 ppm/°C² * (20° - 25°)^2 ~= –0.875 ppm (1 Sekunde nach 13 Tagen) Voraussetzung ist allerdings ein genauer Abgleich mit Hilfe der Lastkapazität und einer genaueren Referenz. Auf der Platine sollte kein digitales Signal unter dem Quarz durchführen.
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Egon Lange schrieb: > Na gut, aber wer kann mir denn erklären, was genau in einer (digitalen) > Armbanduhr verbaut ist, dass diese so genau ist? Meine nicht, die geht durchaus nach einem Momat auch mal ne Minute vor. Egon Lange schrieb: > Das gleiche bei einer Uhr, die im Backofen eingebaut ist. > ... > Auch alte Radiowecker (ebenfalls ohne DCF77) laufen bei mir genau, ohne > dass ich regelmäßig mal eine Minute vor- oder Nachstellen muss. Die nutzen beide die Netzfrequenz. Die Netzfrequenz schwankt zwar immer wieder durch Lastwechsel, wird aber von den Versorgern im Mittel sehr genau auf 50 Hz gehalten, gerade damit Uhren, die die 50Hz als Zeitbasis nehmen sehr genau sind. Egon Lange schrieb: > Weiß jemand, wie das in günstigen Wandfunkuhren funktioniert? Ich meine, > dass hier auch nach 24h keine große Abweichung zu merken ist. Hier wird > der Hersteller doch irgendwie eine schnelle günstige Methode haben, um > die Genauigkeit hinzubekommen? Quarz wird ggf. automatisiert mit einem Trimmer gezogen. Ansonsten synchronisiert die Uhr ein oder zweimal pro Tag auf den DCF77 Empfänger. Olaf schrieb: > Uhrenschaltungen die mir in der Vergangenheit immer positiv aufgefallen > sind, sind die aus Autos. Mir nicht. Die Uhr von meinem Popelgolf geht pro Woche eine Minute nach. Man sollte ja meinen dass im Zeitalter von Softwaremenüs und OBD2 im Auto es möglich sein sollte die Uhr etwas zu korrigieren, aber entweder waren alle Entwickler mit Schummelsoftware beschäftigt, oder der gemeine VAG KFZ Meister kann so etwas schwieriges nicht selbst machen.
B e r n d W. schrieb: > Die Formel aus obigem Datenblatt beschreibt eine Parabel: > Drift ~= –0.035 ppm/°C² * (T - T0)^2 > [20°C] ~= –0.035 ppm/°C² * (20° - 25°)^2 > ~= –0.875 ppm (1 Sekunde nach 13 Tagen) Da lt. Datenblatt auch T0 = 30 °C möglich ist, kann das auch um den Faktor 4 schlechter sein.
Egon Lange schrieb: > ok, das wusste ich nicht. Aber warum geht es mit einem Oszi nicht? In einfachen digitalen Oszilloskopen befindet sich auch nur ein einfacher, möglicherweise nicht abgeglichener Quarz, bestensfalls ein nicht allzu eng tolerierter Quarzoszillator. Bei analogen Oszilloskopen wird ein nochmals wesentlich ungenauerer analoger Rampengenerator verwendet. Es gibt jedoch auch Oszilloskope mit wesentlich höherwertiger Frequenzbasis, z.B. RTO bzw. RTO2000 von Rohde&Schwarz. Das Gerät besitzt standardmäßig eine Genauigkeit von +/-5ppm, die sich mit Hilfe des Einschubes RTO-B4 auf 0,02ppm steigern lässt. Allerdings muss auch mindestens eine Periode des Signals, dessen Frequenz bestimmt werden soll, in den Speicher eingelesen werden. Das bedeutet, dass man bei z.B. 1 MSample Speichertiefe mit einer Einzelmessung nur eine relative Zeitauflösung von 10^-6 erreicht. Die Option RTO-B4 ist daher hauptsächlich dann interessant, wenn man auch eine Speicheraufrüstung (per SW-Option) auf 100/200 MSamples bzw. (per HW-Option) 1 GSample vornimmt bzw. das Oszilloskop entsprechend vorkonfiguriert erhält. Gibt es eigentlich Oszilloskope mit eingebautem Frequenzzähler, der direkt das Eingangssignal vermessen kann, ohne es in den Speicher einlesen zu müssen?
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Egon Lange schrieb: > Auch wenn ich nicht alle Antworten bis ins Detail nachvollziehen kann, > möchte ich nochmal betonen, dass ich innerhalb 24 Stunden keine extrem > hohe Genauigkeit benötige. Ich glaube einige Antworten mit > hochspeziellen und genauen Messmitteln gehen in diese Richtung. Es ist > eine Funkuhr, und deshalb soll auch regelmäßig Synchronisiert werden. > Ich habe mir also das Ziel gesetzt, mindestens alle 24h zu > synchronisieren, und dazwischen sollen keine merkbaren Fehler auftreten. Das ist praktisch bei allen Funkuhren gegeben, wenn sie nicht gerade defekt ab Werk sind.
Andreas S. schrieb: > In einfachen digitalen Oszilloskopen befindet sich auch nur ein > einfacher, möglicherweise nicht abgeglichener Quarz, bestensfalls ein > nicht allzu eng tolerierter Quarzoszillator. Leider auch bei den teueren. Agilent setzt b.B. bei den MSO-X3... z.B. 20ppm Toleranz bei der Zeitbasis an. Der "alte" Hameg Funktionsgenerator (Schei.. Menü) hat eine Zeitbasis mit +/-2ppm da kann ich das Scope damit kalibrieren. rgds
6a66 schrieb: > Leider auch bei den teueren. Naja, die DSO/MSOX3 würde ich eher als gehobene Einstiegsklasse bezeichnen. > Agilent setzt b.B. bei den MSO-X3... z.B. 20ppm Toleranz bei der > Zeitbasis an. Laut Datenblatt sogar nur 25ppm zzgl. 5ppm pro Jahr an Alterung. Die echten Werte werden aber sicherlich wesentlich besser sein. http://www.datatec.de/shop/artikelpdf/msox3012a_d.pdf > Der "alte" Hameg Funktionsgenerator > (Schei.. Menü) hat eine Zeitbasis mit +/-2ppm da kann ich das Scope > damit kalibrieren. Der Funktionsgenerator im DSOX3xxx/MSO3xxx ist sogar nur mit 50ppm bzw. 130ppm spezifiziert. Daran sieht man, dass es bei den meisten Oszilloskopen eben nur auf die grafische Darstellung von Signalverläufen ankommt und nicht auf höchstmögliche Zeit- und Amplitudentreue. Um aber auf das Ursprungsthema zurückzukommen: Heutzutage sind TCXO auch kein Hexenwerk mehr und mit Genauigkeiten im 2ppm-Bereich recht preisgünstig erhältlich, d.h. für 1-3 EUR. Deren Leistungsaufnahme hält sich auch in Grenzen, da das "TC" für "temperature compensated" und nicht "temperature controlled" steht. Erst bei OCXO (oven-controlled) sind die Batterie und das Portemonnaie ratzfatz leer.
Zeitbasen, da kann man viel Spass mit haben: TCXO, OCXO, GPSDO https://en.wikipedia.org/wiki/GPS_disciplined_oscillator Bei der Bucht gibts Rubidium Normale aus GSM Basisstationen, manchmal alte hp Generatoren (auch defekt), bei denen man die Zeitbasis 10MHz (und den HF attenuator) ausschlachten kann. Armbanduhren ! : https://www.youtube.com/watch?v=hwOMUhS8gV0 Und wenn man denn mal 100kE zum Spielen übrig hat ne hp5065A oder hp5071A (E-13, ne Sekunde in 300ka) http://www.leapsecond.com/hpclocks/ Cheers Detlef
Andreas S. schrieb: > Naja, die DSO/MSOX3 würde ich eher als gehobene Einstiegsklasse > bezeichnen. <OT> Na ja, bei 8.000 von Einstigsklasse reden :) Kannst Du mir bitte beim Einsteigen helfen :) http://www.distrelec.de/dee/oszilloskop-4x350-mhz-gs-keysight-msox3034a/p/17623271?wt_ga=18397476991_69843039511&wt_kw=18397476991_msox3034&gclid=COGW55z-5csCFYu6GwodrUYKPQ </OT> Aber sonst ist das schon richtig. Aber manchmal braucht man halt auch bisschen mehr als nur Kurven sondern auch Zeit und dann damit zu versuchen, Quarze zu vermessen geht halt in die Hose - man merkt es eben zu spät.
6a66 schrieb: > Na ja, bei 8.000 von Einstigsklasse reden :) Kannst Du mir bitte beim > Einsteigen helfen :) Das kleinste MSOX3000 gibt es schon für unter 3.000 EUR netto. Außerdem habe ich von gehobener Einstiegsklasse geschrieben. Und nichts anderes ist das Gerät. Nach oben hin ist nämlich preislich noch sehr, sehr viel Luft. Die schnellsten Oszilloskope von Keysight liegen ganz locker im deutlich sechsstelligen Bereich. Allerdings sind das keine Universalgeräte mehr, da die Eingänge viel zu empfindlich gegen Überspannung sind. Das größte Universalgerät, das mir so einfiele, wäre das R&S RTO2044.
WehOhWeh schrieb: > Dann zieh dir den Quarz doch hin. > > Miss die Frequenz (gutes Scope, oder Frequenzzähler) und stell die > Lastkapazität so lange ein, bis es so genau wie möglich passt. Ist das nicht ein bisschen viel der Ehre, nur um ein bisschen Strom für den µC zu sparen? Beitrag "Die genaue Sekunde / RTC"
Um nochmal auf die Frequenzstabilität zurück zu kommen: Ich verwende schon viele Jahre diese Funkuhr: https://www.conrad.de/medias/global/ce/5000_5999/5000/5090/5097/641871_BB_00_FB.EPS_1000.jpg Betrieben wird sie mit einer CR 2032 Knopfzelle und hält damit einige Jahre. Es wird also eher kein TCXR verbaut sein ;-) Nun weiß ich nicht, wie häufig die synchronisiert, oder wie stabil sie nach 24h ohne Synchronisation wäre, aber was ist Eurer meinung nach da verbaut? Wegen Knopfzellenbetrieb tippe ich ja eigentlich auf einen "normalen" Quarz. Meint ihr, da könnte ein einfacher 32,768 kHz-Quarz verbaut sein?
Als Elektroniker muß man doch eine Nixie-Uhr haben..also habe ich sein mindestens 10 Jahren eine..ein ehemaliges Polydigit 1, aufgerüstet auf 6 Stellen. Uhr darin ist ein At89C2051 der mit der Netzfrequenz als Uhrenzeitbasis im Normalbetrieb läuft, und jedes mal wenn im DCF Empfänger ein plausibles Zeitdiagramm eingelaufen ist, wird diese Netzuhr mit der DCF Zeit gestellt. Da die Uhr keine Netzausfallsicherung hat und nach Stromausfall bis zum nächsten DCF Protokoll keine Zeit zur Verfügung stände, gibt es noch eine PCF-irgendwas Quarzuhr mit einigen RAM Zellen die am I2C Bus hängt. Auch diese Uhr wird jedes Mal vom DCF Protokoll synchronisiert. Nach einem Stromausfall wird also die Zeit aus der Quarzuhr mit dem PCF übernommen, dann läuft die Uhr im Netzbetrieb bis DCF Zeit verfügbar ist. Die RAM Zellen wollte ich eigentlich für Wecker verwenden, Dazu lauert am I2C Bus noch ein Interface-Chip mit einem Tongenerator drin...das ist aber seit Jahren nicht realisiert..weiß nicht ob das noch wird :-) Gruß, Holm
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