K&K FXE / FXQE80 - USB

Company: http://www.kplusk-messtechnik.de/index.html

Manuals

FDI 120225

FXE 160826

FXE 081203

Manual_2020

Handbuch_2020

Hardware

New Counter (FXE07 & FXE04) from 2018

Important Notes of Hardware

Es müssen immer alle acht Eingänge ein Signal bekommen. Ansonsten gibt es thermische Effekte, die die Zähler die Performance kaput macht!

Auch wenn man zum Beispiel nur aus 2 Kanälen die Daten speichern möchte und diese im Programm auswählt, werden ständig alle acht Kanäle gemessen!

Auch wenn zum Beispiel die Intervalldauer 100ms beträgt, werden alle 1ms die Daten vermessen und nur alle 100ms gespeichert!

Noisefloor des Messgeräts ist 5×10^-13 in 1s mit Mittelung (= 12ps Zeitauflösung für 1ms Rohmessung)

Die acht Eingänge können:

4kHz - 132MHz zählen

~ 0dBm - 17dBm

für 13dBm@10MHz ist der instabilitätswert bei 1s am besten

unter 8dBm kann die Performance schlechter werden (bei 3dBm@10MHz beobachtet - private Kommunikation mit A. Kuhl/S.Koke)

Sync-Fähigkeit mit PPS

Bei 1V ist Schaltschwelle

USB-Nummer: 000000EA (kann verändert werden)

Der Zähler kann als TCP-Server über LAN verwendet werden

Nun können bis zu 4 unabhängige User einen Kanal benutzen

Sie können unterschiedliche Modis gleichzeitig verwenden: gemittelt/ungemittelt etc.

Der Server (Netzwerk) wird über die K+K Firmware (befindet sich auf der CD) ausgelesen und der Name/Nickname des Zählers kann angepasst werden

Der rote Resetknopf am Frontpanel resetet den Zähler komplett

startet dann mit Default

verwendet man nur, wenn der Computer den Zähler über USB nicht erkennt

Software

Bedienung der Version "FXX_App 1.4" mit E-Mail Warnung

Software Link: \\AFS\.iqo.uni-hannover.de\projects\magnesium\Software\K+K Zähler mit E-Mail Meldung\FXX App Ver_1_4.zip

Read: Manual_2020 and Handbuch_2020

Setups in software:

Root Folder: D:\Counter_Data\

Debug files: C:\K+K_Zähler_FXX_App\Debug\

Options:

Decimal separator window: point

<fc #ff0000>Decimal seprator logfiles: point</fc>

E-Mail Notification:

E-mail: 10mhz@iqo.uni-hannover.de

password: ask Steffen Sauer

SMTP Server: smtp.uni-hannover.de

Port: 587

Bedienung der Version "K+K FXE 18-05-08"

Installation CD “K+K FXE 18-05-08” is in the ResLab (cabinet/computer manual)!
Von links nach rechts

Data Transmission

Device

Ein Computer muss mit dem Zähler über USB verbunden sein

drei weitere Computer/Nutzer können den Zähler als TCP-Server im Netzwerk auslesen

User

Welcher User man ist: 1-4 möglich

Chnls = Channels

Anzahl der zu speicherten Channels

Intrvl = Intervallength

Messdauer zwischen zwei gespeicherten Werten

You can change the length of the interval:

Range: ~1 ms - 20 s

For shorter length [shortest: 1ms] the memory would fill up very fast.

Don´t forget to adapt the length in the program Allan-Live with time graph!

Local TCP Server

IP

Auslesen mit K+K Firmware

Log Files

Phase

Speicherung der Phasenwerte

Frequency

Speicherung der Frequenzwerte

Phase Difference

Messung der Phasendifferenz

Ch(n)-Ch(1): Bei allen Kanälen wird die Phasendifferenz zu Kanal 1 aufgenommen

Ch(n)-Ch(n-1): gegen seinen Vorgängerkanal

Debug

Scramble

off = off

Auto

geht nur für “Average”-Mode

Trimm = ?

Report Mode = Select your measuring method

Unordered List ItemDifference between π- and Λ-measurement:

π-measurement = Phase

Λ-measurement = Phase Average <fc #ffa500>(Meistens)</fc>

Please note that I distinguish between the raw measurement results generated by the hardware, and the reports to the PC which are produced by the microprocessor.
Internally, the FXE counters continuously take raw measurements of the phase (relative to the 10MHz reference) of each channel every millisecond.
The on-board microprocessor can evaluate these raw measurements in different modes for presentation to the PC. I shall try to describe this by giving examples for each mode, where Pc(i) shall be the current raw 'P'hase measurement of channel 'c' at millisecond 'i', and I assume a report interval of 1s (=1000ms):

a) Instantaneous phase report mode: The on-board microprocessor reports to the PC at the selected report interval only the latest raw measurement result. All other intermediate results are ignored. Measurements reported (@ interval 1s) will be

Pc( i )
Pc(i+1000)
Pc(i+2000)
Pc(i+3000) ...

b) Averaged phase report mode <fc #ffa500>(meistens)</fc>: The on-board microprocessor calculates the average of all raw measurements taken during the report interval and reports to the PC at the end of the interval. All raw measurements contribute to the reported result. This helps to reduce measurement noise. Results reported (@ interval 1s) will be

Sum(n=0..999){Pc( i + n )}/1000
Sum(n=0..999){Pc(i+1000+n)}/1000
Sum(n=0..999){Pc(i+2000+n)}/1000
Sum(n=0..999){Pc(i+3000+n)}/1000 ...

Beispiel zur Phase Average Mode:

Mittelung über Zeit

Zähler zählt alle 1ms

Beispiel: 1s → Mittelung über 1000 Messungen → Damit wird durch die Mittelung die Messung einen Faktor Wurzel(N=1000)=30 besser als nicht “Average”

c) Phase difference report mode: Inter-channel phase differences Pc-P1 are reported. These differences are the 'best possible' measurements, as any uncertainties of the reference cancel and most temperature effects cancel, as they are common to all channels. Measurements reported (@ interval 1s) will be

Pc( i ) - P1( i )
Pc(i+1000) - P1(i+1000)
Pc(i+2000) - P1(i+2000)
Pc(i+3000) - P1(i+3000) ...

d) Averaged phase difference report mode: Inter-channel differences of averaged phase Pc-P1 are reported. Measurements reported (@ interval 1s) will be

Sum(n=0..999){Pc( i + n ) - P1( i + n )}/1000
Sum(n=0..999){Pc(i+1000+n) - P1(i+1000+n)}/1000
Sum(n=0..999){Pc(i+2000+n) - P1(i+2000+n)}/1000
Sum(n=0..999){Pc(i+3000+n) - P1(i+3000+n)}/1000 ...

e) Frequency report mode: Frequency is Phase advance per time. The on-board microprocessor calculates the difference of the current phase measurement and the measurement taken one report interval earlier, and divides it by the report interval. Measurements reported (@ interval 1s) will be

[Pc( i ) - Pc(i-1000)]/1000ms
[Pc(i+1000) - Pc( i ) ]/1000ms
[Pc(i+2000) - Pc(i+1000)]/1000ms
[Pc(i+3000) - Pc(i+2000)]/1000ms ...

f) Averaged frequency report mode: Averaged frequency is advance of averaged phase per time. The on-board microprocessor calculates the difference of the currents averaged phase and the averaged phase calculated one report interval earlier. Measurements reported (@ interval 1s) will be

[Sum(n=0..999){Pc( i + n )} - Sum(n=0..999){Pc(i-1000+n)}]/1000ms
[Sum(n=0..999){Pc(i+1000+n)} - Sum(n=0..999){Pc( i + n ) } ]/1000ms
[Sum(n=0..999){Pc(i+2000+n)} - Sum(n=0..999){Pc(i+1000+n)}]/1000ms
[Sum(n=0..999){Pc(i+3000+n)} - Sum(n=0..999){Pc(i+2000+n)}]/1000ms ...

By just re-arranging these sums you can also write

... = Sum(n=0..999){[Pc(i+n) - Pc(i-1000+n)]/1000}

Hence, averaged frequency can be thought of either as 'advance of averaged phase' or as the average over 1000 non-averaged frequencies (@ interval 1s), in 1ms spacing.

Consequently, data measured during two(!) report intervals contribute to the averaged frequency value reported.

Freq. Conv. = Frequency Conversion

off <fc #ffa500>(immer)</fc>

Ist eine Spezialfallanwendung, damit man die Phase zwischen 5MHz und 10MHz direkt vermessen kann

Dec. Conv. = Decimal Separator

Wird zur Separierung der gespeicherten Daten verwendet.

W/N für Windows

“,”

“.” <fc #ffa500>(immer)</fc>

Graph

Mit rechtsklick kann die Farbe und der Name der Channels angepasst werden.

ps/div

Achsenskalierung

PhDff

Phasendiffernz

relFre

Mittelwert zu jedem sich selbst gemessener Frequenz

reCenter ab und zu betätigen, damit der Mittelwert wieder passt (Drift)

absFre

Absolute Abweichung zum Mittelwert

Lin. Comb. = Lineare Comination

Es ist möglich zu den 8 Kanälen eine lineare Komibination aus den Messdaten der Kanälen zu erstellen/berechnen und zu speichern. Sinnvoll für ein Transferbeat.

Persist

Wird Persist aktiviert, bleibt die Graphik stehen und die nächsten Graphen werden überlagert.

Start a measurement

Push buttons before measurement to erase RAM:

Clear Buffer-button = Reset

Rename the data file in KK_FXE Folder

Start new measurement via “Häckchen” at Frequency

For understanding and communication with PTB

Upgrade der Zählerkarten 2018

Die Zählerkarte FXE02 (alt) wurde zu einer FXE07 (neu) ersetzt. Die FXE02 war zu alt und konnte nicht upgegradet werden.

Sync-Fähigkeit mit PPS

Bei 1V ist Schaltschwelle

Wird als Master-Zähler verwendet

Die Zählerkarte FXE04 wurde upgegradet:

USB-LAN-Buchse

USB-Nummer: 000000EA (kann verändert werden)

Ergänzung der Sync-Verkettung

Wird weiterhin als Slave-Zählerkarte verwendet

Allgemein:

Die acht Eingänge können:

4kHz - 132MHz zählen anstatt bis 65MHz

~ 0dBm - 17dBm

Der Zähler kann als TCP-Server über LAN verwendet werden

Nun können bis zu 4 unabhängige User einen Kanal benutzen

Sie können unterschiedliche Modis gleichzeitig verwenden: gemittelt/ungemittelt etc

Der Server (Netzwerk) wird über die K+K Firmware (befindet sich auf der CD) ausgelesen und der Name/Nickname des Zählers kann angepasst werden

Verbindung mit dem Computer ist mit USB anstatt Serial möglich

Dadurch können die Kanäle schneller ausgelesen werden. Anstatt 1 Kanal 1ms (bei Serial) bis zu 8 Kanaäle jeweils 8 Kanäle 1ms (USB).

Man hat nun die Möglichkeit, dass man einen zeitlichen Verlauf graphisch anzeigen kann

Old Counter (FXE02 & FXE04)

Possible range: 4kHz - 65MHz

Recommented Input: 4-17 dBm (1-5V)

Program

Default Settings: 8 Com Ports
Trimmer: Auto Trimmer
Measurement Method: Phase

Intervall length

You can change the length of the interval:

Range: ~1 ms - 1 s

For shorter length [shortest: 1ms] the memory would fill up very fast.

Don´t forget to adapt the length in the program Allan-Live with time graph!

Start a measurement

Push buttons before measurement to erase RAM:

Clear Buffer-button = Reset

Rename the data file in KK_FXE Folder

Start new measurement via “Häckchen” at Frequency