DC-600kHz Multi-Function Synthesizer  hp 8904A を試 汎用Master Clock Generatorとして の巻




8904Aのパネル        画像Clickで拡大表示




8904A仕様抜粋は、こちらClick!


8904A DC電圧発生源としての精度確認
8904AにVsetに設定出力し、6+1/2桁DMMのKeithley 2015でRead_Vを読み、その差異値Diff=Read_V - Vsetを算出

GPIB TEST HP8904A - Keithley2015  2020 Copyright(c) eTime llc
Address> NI GPIB-USB-HS:0x00 HP8904A:0x01 Keithley2015:0x10
  出力抵抗負荷 RL=10kΩ 時
   Vset [V]  Read_V [V]  Diff [V] → 馬馬虎虎ですね♪ ±30mV内には入っている
----------------------------------------
  -10.000   -9.96559     +0.034
   -9.000   -8.97248     +0.028
   -8.000   -7.98086     +0.019
   -7.000   -6.98325     +0.017
   -6.000   -5.98565     +0.014
   -5.000   -4.98659     +0.013
   -4.000   -3.99188     +0.008
   -3.000   -2.99431     +0.006
   -2.000   -1.99837     +0.002
   -1.000   -1.00044     -0.000
   +0.000    0.00006     +0.000
   +1.000    0.99394     -0.006
   +2.000    1.99191     -0.008
   +3.000    2.98740     -0.013
   +4.000    3.98478     -0.015
   +5.000    4.97793     -0.022
   +6.000    5.98042     -0.020
   +7.000    6.97725     -0.023
   +8.000    7.97511     -0.025
   +9.000    8.96817     -0.032
  +10.000    9.96144     -0.039

 出力抵抗負荷 RL=510Ω 時
 Vset [V]  Read_V [V]  Diff [V] → 出力は設定値より10%くらい落ちている
----------------------------------------
  -10.000   -9.10823     +0.892
   -9.000   -8.20039     +0.800
   -8.000   -7.29402     +0.706
   -7.000   -6.38229     +0.618
   -6.000   -5.47057     +0.529
   -5.000   -4.55745     +0.443
   -4.000   -3.64835     +0.352
   -3.000   -2.73661     +0.263
   -2.000   -1.82640     +0.174
   -1.000   -0.91432     +0.086
   +0.000    0.00006     +0.000
   +1.000    0.90844     -0.092
   +2.000    1.82055     -0.179
   +3.000    2.73035     -0.270
   +4.000    3.64191     -0.358
   +5.000    4.54958     -0.450
   +6.000    5.46589     -0.534
   +7.000    6.37686     -0.623
   +8.000    7.28885     -0.711
   +9.000    8.19650     -0.804
  +10.000    9.10437     -0.896

上記測定結果から、510Ω 負荷時の出力電圧は、10kΩ負荷時の約90%なので、
8904Aの出力インピーダンスは約50Ωであることが判る。
負荷が軽い場合は、このままで良いが、負荷が重い場合は、Buffer段付加が望ましい

〜ご参考〜
GPIBプログラム8904A部設定のC言語ソースの抜粋です   
National InstrumentsのDOS用32bit Libraryを使ってます



Gaussian Noiseの特性確認     1V, 100mV, 10mV設定をスペアナで確認




8904A Master Clock Generator としてのClock特性確認


Test評価に用いた高安定 10MHz  

     ↑60109の御姿は5061Aのを拝借      1portOSC測定での特性結果なので-12乗オーダーと振るわない値であるが、2port精密測定を行えば5.0e-13 @1secを出す逸品

 

追記
10811-60109

2port Heterodyne方式で
より精密に測定を行うと
左の結果が得られます。

        
            





MasterClockの短期安定度測定

 

8904A設定例
Ch-A:384kHz  1Vrms Sine波 位相遅延0
に設定し、Out1に出力  
            


8904Aに60109の10MHzをREF入力し、

 384KHz 1Vrms振幅でSine正弦波出力                       ↓44.1kHz 1Vrms振幅でSquare矩形波出力

                                          周波数は流石Synthesizer! ドンピシャ正確に出力してくれますね

Master Clock 384KHz Sine 1Vrms出力条件にて、REF10MHzを代えての短期周波数安定度の比較

以下に記載の周波数安定度についての読み方については、こちら アラン分散入門 #1 をご一読頂けますと理解が深まります。 グラフをClickすると拡大表示します

REF10MHz: hp10811-60109 10MHz

REF10MHz: Toyocom TCO-602A 5MHz x 2逓倍 (Advantest F-Counter TR5825Aの内部基準源 AT-cut 5MHz OCXO)

REF10MHz: 8904Aの内部10MHz REF (50ppm仕様Crystalを基板上で発振)  こりゃ、やっぱり外部基準は必須ですね


384kHz MasterClockのスプリアス観察
8904Aに60109の10MHzをREF入力し、384KHz 1Vrms振幅Sine出力させ、スプリアスの様子をスペアナで観察    画像Clickで拡大表示
低スプリアスとは謂えども、所詮PLL出力、いろいろと小さいのがで出てますね〜 ^^;

左は Center : 384kHz Span:5kHzで観えた主なスプリアス         右は 1kHz  - 5MHz間で観えた主なスプリアス


周波数、波形を変えてのMaster Clock
176.4KHz   Sine 1Vrms      REF10MHz: hp10811-60109 10MHz

44.1KHz   Sine 1Vrms      REF10MHz: hp10811-60109 10MHz



44.1KHz   Square 矩形波 1Vrms      REF10MHz: hp10811-60109 10MHz  に変更すると




8904AのCalibration manual, Service manualはKeysightのこちらから入手できます。
https://www.keysight.com/jp/ja/support/8904A/multifunction-synthesizer-dc600-khz.html