> menu inklappen <
algemeen
adressen/contacten
equipment buy/sell
fail-gallery
press information
for sale!
weblog/news
apparatuur foto's
Elcom PAN2000
HP 331A distortion analyser
Leader LDM-815 dipmeter
Philips PM2524 multimeter
Rigol DS-1054Z
Sayrosa 261 frequency counter
Schlumberger FS30 / FSM500
APRS
APRS inleiding
APRS termen en definities
APRS protocol
radio instellingen
station types
SSID
symbolen
applicaties/software
internet info (realtime kaart)
hardware
(on)bemand zenden
banden
27Mc
FRS
LPD
PMR
componenten
(E)EPROM
crystals
resistor coding
connectoren
12VDC connector
coax connectors
documentatie
books
FUP1DZ manual
jargon
Morse code
NATO alphabet
Q-codes
radio notebook
serial port/RS232
elektronenbuizen
6H2N-EB / 6N2P / ECC83 / 12AX7
algemene informatie
ATP4 elektronenbuis
elektronenbuis codering
elektronenbuizen
gloeistroom/-spanning
IV-25 dot bar VFD
reactiveren/reformeren
stabilisatiebuizen
filters/combiners
23 cm duplex filter
Aerial Facilities BPD-410/420-3N
Celwave P522 UHF duplexer
Hoxin DX-720 diplexer
JWX triplexer broadcast/VHF/UHF
Kenwood LF-30A LPF
Motorola UHF cavity combiner
Radiosystem RS460 cavity BPF
stub filter
basics: diplexer or duplexer
surplus (defensie)
Racal Cougar introduction
Racal PRM4515L technical description
Racal PRM4515L data protocol
Racal Cougar SMT Amplifier TA4523L
Racal Cougar Fill Gun; MA 4083
Racal Cougar PRM1545L
LV-80 RF PA
Racal VRM5080
SEM35
SEM25 transceiver
SEM25 gloeispanning
SEM power distribution
SEM antennetuner (AGAT)
RT-3600 introduction
RT-3600 connector repair
CX-3600 power cable
LS-4621 loudspeaker unit
MT-4620 mounting
CG-5826 antenna cable
RT-4600 repair
AM-65/GRC
surplus service
NSN codes
surplus radio colors
document coding
surplus (industrie)
BBC Vericrypt 1100
Motorola GM950 (70 MHz)
Polyphaser
Rohill R-2050
Teletron/Condor
Teltronic M-250
surplus (telefonie)
Ericsson F-955
Ericsson F-955 modifcations 2017
Ericsson RS203/RS2062
Radiosystem monitoring unit
Radiosystem RS950
Radiosystem RS951
Rohde & Schwarz CMD53
mechanica
lathe
krimplak
schroefdraad
verspanen
meetapparatuur
10/20/30 dB RF attenuator
Agilent 8591C
BG7TBL 10 MHz bandpass filter
BG7TBL noise source
Bird 8201 dummy load
Daiwa CN-101L
Daiwa CN-801
HP 8782B vector signal generator
HP P382A verzwapper
impedance converter 50/75 Ohm
x-tal tester (DIY project)
Krohn-Hite 4100 signal generator
Marconi 2955A
Marconi TF2163
Radiosystem AB dummy load
Rigol DSA815-TG
Rohde & Schwarz CMT54
Rohde & Schwarz CMU200
Rohde & Schwarz ZVM
Rohde&Schwarz SMT 02
Spinner dummyload
Zetagi DL50 dummyload
tijdstandaard/GPSDO/OSC
10 MHz distribution amplifier
10 MHz low pass filter
BG7TBL GPSDO
Frequency Electronics FE-5680A
GPSDO time display
HP 10811 OCVCXO
leap second
RS920 10MHz oscillator
timestandard (general)
tijdstandaard; VE2ZAZ
time standard; W5OJM
Trimble 34310-T OCVCXO
Yaesu FT-8x7 (TC)XO
meetapparatuur (info)
(poor mans) spectrum analyser
dummyload
frequentieteller
functiegenerator
meetverzwakker
octopus component tester
oscillator adjustment
staandegolfmeter
Step Attenuator
test- en meetapparatuur
modificaties
Counter 1 MHz input mod.
Icom IC-756PRO fan mod
Yaesu FT-897/FT-897D
Yaesu MH-48 lock mod
naslagwerk
(coax) kabels coderen
AWG wire table
coax kabels testen
checking, cleaning and overhauling
DTMF
Yaesu FT-8x7 CAT port
paneelbouw
s-meter
Selcall / 5TVO
output impedance
projecten
afregelen FT-8x7(D)
counter prescaler
CTCSS module
FT-2000 headset
FT-2000 remote
FUP1DZS meetzender
Geloso G.1/1040-A
Geroh AKAC019 liermast
go-kit FT-7800
headset (Avcomm)
RF power amplifier
hoofdtelefoon versterker PL500
Icom IC-25E
Kerona AR-301 rotor
KLV 400 RF PA ombouw
MFJ-948 antenna tuner
Nixie clock
parallelle poort controller
Pixie CW TX
programmeren FT-8x7
TH-D7E tracker
uTracer 3+
VSWR SA meetbrug
Yaesu FT-857/897 meter
zwaai Alinco DR-135E MkII
publicaties
elektromigratie in filters
Ruisvrij squelch schakelen
SINAD
modems/trackers
AEA PK88 TNC
Baycom modem
Byonics TinyTrak 4
Byonics TinyTrak3
DK9SJ TNC2S TNC
TNC7multi / TNC2multi
antennetuners
Ameritron ATR-20 tuner
MFJ-901b antennetuner
MFJ-948 antennetuner
MFJ-971 antenna tuner
antennes
Diamond X-30N antenna
Logper antenna 1,35...9,5 GHz
voedingen
Maas/KPO/Manson SPA-8230 voeding
Samlex SEC 1223 voeding
(zend)ontvangers
Baofeng UV-5R
Icom IC-2e
Icom IC-705
Icom IC-706
Icom IC-7100
Icom IC-7300
Kenwood TH-D7E
Kenwood TS-830M
QYT KT-8900
Telefunken ELK 639
Triple-P TXU-1256 repeater
Wouxun KG-UVD1P
Wouxun speakermike
Yaesu FT-101E
Yaesu FT-1500M
Yaesu FT-1802
Yaesu FT-2000
Yaesu FT-2800M
Yaesu FT-3D portofoon
Yaesu FT-7800
Yaesu FT-817
Yaesu FT-857(D)
Yaesu FT-897(D)
Yaesu FT-8x7 serie
Yaesu FT-991
Yaesu FTM-100
reparaties
capacitors
Geloso 3227 versterker
Icom IC-706mkIIG
Kenwood TS-830M
LeCroy waveAce 2004
Lorenz SEM25
Yaesu FT-817
Yaesu FT-897D
schakelingen
elektret microphone
Time Domain Reflectometer
theorie
aarding
antennetuner
waves
snubber diode
gereedschap
Minipro TL866 programmer
Velleman VTSSC50N soldering station
Yihua 852D+ soldeering station
ZD-409 desoldering tweezer
ZD-915 desoldering station
EMC/EMI
9/150 kHz HPF
decoupling capacitors
ESH2-Z5 LISN
Line Impedance Stabilisation Network
werkplek
component archive
soldering
workshop tips
veiligheid
Beryllium oxide
EM veldsterkte
radioactiviteit
harardous radiation?
avionica
Avionics 'virus'
Avionics safety!
Avionics power
Avionic basics
Eicor Class-A Inverter
Racal 80794 CDU
Smiths Radio Altimeter
Smiths Director Horizon H6
Smiths Fuel Quantity Indicator
Bendix turn and slip indicator
Ferranti FTS 21T turn and slip indicator
Ferranti FEI30 display unit
Kearfott vertical gyroscope
VDO ST443-3 Nozzle Position Indicator
Tornado TV TAB DU: introduction
Tornado TV TAB DU: original use
Tornado TV TAB DU: frame module
Tornado TV TAB DU: wire harness
Tornado TV TAB DU: keyboard module
Tornado TV TAB DU: CRT module
Tornado TV TAB DU: LVPS
Tornado TV TAB DU: HVPS
Tornado TV TAB DU: A1 PCB
Tornado TV TAB DU: A2 PCB
Tornado TV TAB DU: A3 PCB
Tornado TV TAB DU: A4 PCB
Tornado TV TAB DU: A5 PCB
Tornado TV TAB DU: A6 PCB
Tornado TV TAB DU: reverse eng.
overig
Gamma Scout
PI3WAD V1
SV500 radiation meter
|
inleiding
|
Een tijd terug heb ik een tijdstandaard overgekocht van een bevriende zendamateur. Deze is uitgerust met een 10 MHzHP 10811 OCVCXO, een "Brooks Shera; W5OJM (SK)" controller en een (kapotte) GPS ontvanger. Bij de vorige eigenaar is de GPS ontvanger kapot gegaan en de tijdstandaard is niet gerepareerd maar vervangen door een kant-en-klare Rubidium tijdstandaard. (Deze waren immers commercieel betaalbaar geworden.) Zo heb ik de tijdstandaard met kapotte gps ontvanger gekocht. Ooit is er het plan geweest om deze tijdstandaard te "upgraden" met een nieuwe controller van Bertrand; VE2ZAZ. Dit is echter niet gebeurd omdat er destijds geen prioriteit aan gegeven is. Hiermee heb ik meteen van de gelegenheid gebruik gemaakt om de gehele tijdstandaard te herzien qua ontwerp. Er is een ontwerpplan opgesteld met het volgende wensen lijstje:
- oscillator: HP 10811 OCVCXO - controller: VE2ZAZ - GPS ontvanger: "Jupiter" met 1pps uitgang - Arduino met 20x4 karakters voor status meldingen en bijvoorbeeld datum, tijd, locatie, etc. - herziene voeding voor alle gewenste spanningen - back-up accu om een korte onderbreking van voeding op te kunnen vangen (bij omsteken van stekkers bijvoorbeeld) - sleutel beveiligd om per ongeluk uitschakelen te voorkomen - 3HE 19" kast voor inbouw in het meet rek
Hiermee is de controller van Brooks Shera "overbodig" geraakt. Omdat ik nog een extra GPS ontvanger heb liggen en een eenvoudigere 10MHz OCXO, zijn de onderdelen er om een tweede tijdstandaard te bouwen. Weliswaar een minder luxe zonder display en dergelijke, maar omdat de componenten er al zijn is het het bouwen waard. En er kan ervaring op worden gedaan voor de "echte" tijdstandaard met nieuwere VE2ZAZ besturing en HP 10811 OCVCXO oscillator. Gezien de compacte OCXO is een 1HE behuizing (dat ook nog op de plank ligt) een goede keuze.
De bouw van de "reserve" tijdstandaard met bijbehorende overwegingen staat hieronder...
|
oscillator
|
Omdat dit de "tweede keus" tijdstandaard is, is er een eenvoudiger kristaloven gebruikt. De HP 10811 staat bekend om de stabiliteit en kwaliteit, maar is véél duurder en groter. Deze is voor de "eerste keus" tijdstandaard. Op de Dag van de Radio Amateur in Apeldoorn in 2015 heb ik voor €8,00 een OCXO uit een bak gegrabbeld. Dat is een heel andere prijs dan ongeveer $200,00...400,00 voor een HP 10811 OCVCXO. Voor korte termijn stabiliteit zal het prima volstaan naar mijn idee. Een bijkomend voordeel is dat de OCXO op 12VDC werkt bij maximaal 180mA. Dat maakt (portabel) gebruik op een accu mogelijk. Zo kan een nauwkeurige oscillator worden verplaatst zonder dat de lange stabilisatie tijd bij koude start nodig is. De OCXO is op onderstaande afbeelding links boven afgebeeld. Voor enkele Q&D (Quick and Dirty..) testen is een printje in elkaar geflanst. Op de foto is duidelijk te zien dat door de ingebouwde oven de afmetingen een stuk groter zijn dan een "ordinaire" oscillatoren.

Op onderstaande foto is de test print met OCXO zichtbaar. De OCXO is niet zichtbaar, deze is onder de print geplaatst. Het is een OCXO van de Duitse fabrikant KVG onder modelcodering: OCXO-C112. Helaas kon ik er geen datasheet van vinden en heb ik contact gezocht met de fabrikant. Binnen een werkdat ontving ik op mijn verzoek een datasheet op PDF met alle relevante gegevens. (Hulde voor KVG!) De oscillator geeft een 10MHz signaal af en werkt op 12VDC voedingsspanning. De stroom is maximaal 180mA bij een koude start en loopt terug tot ongeveer 60mA continu. Voor de volledigheid zijn hier de aansluitingen vanaf de onderkant gezien, tegen de klok in: 5 = rechts onder = massa 4 = rechts boven = RF uitgang 10MHz 3 = links boven = 12VDC voedingsspanning in (+/-10%) 2 = links midden = 5VDC gestabiliseerde referentiespanning voor frequentie instelling 1 = links onder = spanning in voor instellen exacte frequentie 0...5VDC
Door een 20K variabele weerstand aan te sluiten tussen de gestabiliseerde 5VDC aansluiting (2) en de massa (5) is er een variabele 0...5VDC spanning aan pen 1 te koppelen om de gewenste frequentie in te kunnen stellen. Een externe 0...5VDC signaal kan uiteraard ook worden aangesloten. In het geval van een tijdstandaard is dit 0...5VDC signaal nodig om door de besturing de frequentie instelling te kunnen corrigeren (en is de 5VDC pen niet nodig om aan te sluiten). Om de werking te controleren is er een test print in elkaar gezet...

Bij het inschakelen van de spanning komt er inderdaad een oscillator signaal uit de OCXO. De oven warmt op en dat is aan de buitenkant duidelijk voelbaar. Aanvankelijk was er een ontkoppel condensator geplaatst, maar dit gaf niet het gewenste effect en daarmee is de condensator op "vakkundige wijze" (...) overbrugd. (Wat ik zei; Quick and Dirty...) Nb; Volgens de datasheet is officieel ook een 1K serieweerstand en een 50R parallelweerstand naar de massa nodig voor een goede testopstelling.) Met de potmeter is de frequentie te corrigeren en uit meting blijkt dat het bereik ongeveer 90Hz is. Zowel koud als warm. Koud is een frequentie van 9.999.917,2 tot 10.000.015,7Hz in te stellen. In opgewarmde operationele toestand is een bereik van 9.999.960,5 tot 10.000.050,5Hz instelbaar. Dus het 10MHz instelpunt ligt redelijk halverwege het regelbereik. De gemeten stroom is in warme toestand ongeveer 60mA. Op de frequentieteler is 10MHz ingesteld om te kijken wat het verloop is gedurende de test. Dit verloop is verwaarloosbaar klein en deze OCXO lijkt daarmee prima als "kloppend hart" voor de tijdstandaard...

Om een oscillator goed te kunnen calibreren is niet een frequentieteller nodig, maar een oscilloscoop met een nauwkeurig referentie signaal. Ter illustratie heb ik dit op onderstaande foto weergegeven. Het bovenste getriggerde 10MHz signaal is van een functiegenerator dat als referentie diende. Natuurlijk is deze niet nauwkeurig genoeg, maar het gaat om het idee... Het onderstaande signaal is het signaal uit de OCXO. Het signaal "rolt" duidelijk over het scherm. Door de potmeter in de juiste richting te verdraaien "remt het signaal af" totdat het, ten opzichte van het bovenste signaal, stilstaat. Wanneer beide signalen ten opzichte van elkaar stil staan, is de frequentie gelijk. (De onderlinge faseverschuiving is niet relevant.)

Het is opgevallen dat de buitenkant van de oscillator warm wordt en daarmee dus warmte verliest. Dit kost onnodig energie en komt de stabiliteit niet ten goede. Vandaar dat het plan is voorgenomen om de OCXO in een isolerende behuizing te plaatsen. Het plan is om van printplaat een behuizing te maken waar de OCXO temperatuur geïsoleerd in word geplaatst. Met doorvoer condensatoren kunnen de elektrische aansluitingen naar buiten worden gebracht. Door montage "oren" aan de printplaten behuizing te maken is het geheel, naar idee schokbestendig, te monteren. De kans op warmte verlies wordt dan klein geacht dat de stabiltieit ten goede komt.
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
oscillator behuizing
|
isolerende behuizing Het is duidelijk merkbaar dat de OCXO aan de buitenkant opwarmt. Er zal enige isolatie in de behuizing zijn aangebracht, maar vermoedelijk is dat niet voldoende. Afgezien van dat het jammer is van de energie, is de kans op instabiliteit van de temperatuur ook denkbaar. Vandaar dat het plan ontstaan is om een isolerende behuizing te vervaardigen voor de OCXO. Van printplaat is een kastje gemaakt waarin doorvoer condensatoren zijn geplaatst. Aanvankelijk zijn er vier condensatoren geplaatst omdat de 5VDC referentie uitgang geen toegevoegde waarde heeft in de geplande opstelling. Het kastje is voorzien van een laagje PUR-schuim. PUR isoleert zeer goed zodat de warmteoverdracht minimaal is. Nadat het laagje schuim hard geworden was, is er een vlakke bodem gemaakt waarop de OCXO kan rusten. Anders zou de OCXO naar de bodem zakken door de zwaartekracht. De OCXO is in een plastic zakje ingepakt en op de isolerende bodem geplaatst. Het plastic zakje is ervoor dat het schuim niet aan de OCXO kleeft. De OCXO zit strak in het schuim, dus beweging is niet mogelijk. En als de OCXO ooit verwijderd moet worden, hoeft er geen schuim van de behuizing te worden gehaald. De OCXO is rondom voorzien van PUR-schuim zodat deze “ingepakt” wordt door schuim dat langzaam uithard. Het is ook mogelijk om zacht schuim te nemen, maar dat is veel gevoeliger voor veroudering waardoor de OCXO mogelijk in de behuizing gaat “zwerven” dat mogelijk breuk van de verbindingsdraden tot gevolg heeft. De draden van de doorvoer condensatoren zijn van krimpkous voorzien en aan de connecties van de OCXO gesoldeerd. Het plastic zakje is met plakband dicht geplakt en het geheel is met een laagje PUR-schuim afgedekt.
 signaal doorvoeren De opstelling is getest en presteert naar wens. Een vakkundig mede amateur stelde voor dat het verstandiger is om het 10MHz signaal via een rf-connector naar buiten te voeren omdat een doorvoer condensator het signaal dempt. Hierop is een SMA connector geplaatst en het resultaat getest. Het effect was, tegen de “logica” in, ongewenst. Er waren zéér veel harmonischen zichtbaar terwijl dit bij de opstelling met de doorvoer condensator niet het geval was. Hierop is de SMA connector vervangen door een doorvoer condensator zodat er een vijfde contact ontstond waar ook meteen de 5VDC referentie uitgang aan is gemonteerd. Dit kan handig zijn bij diagnose stellen bij een mogelijke storing. Nu het 10MHz signaal via een doorvoer condensator wordt geleid, is het signaal wel iets gedempt, maar er zijn minimaal harmonischen. Mogelijk werkt dit signaal direct goed, anders kan er altijd nog een versterker met een laagdoorlaatfilter worden toegepast om de harmonischen te onderdrukken.

 verende montage Om mogelijke schokken en trillingen op te vangen is het raadzaam om “schikbrekers” te monteren. Ik had de beschikking over vier rubberen schokbrekertjes waar een harde schijf van een computer mee was gemonteerd. Ik heb besloten om drie schokbrekers te gebruiken in plaats van vier. Bij drie montage punten ontstaan er nooit spanningen in de behuizing dat het verende effect teniet zou doen. Oké, dit gaat misschien wat ver. Of het werkelijk iets uit maakt weet ik niet, maar het kost niets extra qua geld en inzet, dus waarom zou ik geen schokbrekers toepassen? Hieronder staat een afbeelding van hoe de oscillator is geplaatst in de behuizing. Omwille van de ruimte is er een modificatie uitgevoerd. De "montage oren" zijn hoger geplaatst om de hoogte van de schokdempers op te kunnen vangen. Later zal de grijze lak van de behuizing nog worden hersteld.

De geplande behuizing is een 19" 1HE dunwandig plaatmetalen behuizing. Om de schokbrekers te kunnen monteren moeten er dus gaten in de bodem worden geboord voor montage boutjes. Het nadeel is dat de koppen van de boutjes uit de behuizing steken. Daarom is er een stukje gereedschap op de draaibank gemaakt waarmee het blik van de behuizing “ingedeukt” wordt zodat er precies een M3 bout kop in past zodat de onderkant van de behuizing mooi vlak blijft. Hieronder staat een foto van de onderkant van de behuizing.
|
opstartgedrag van OCVCXO
|
 Om het opstart effect van de oscillator te bepalen is er een meting uitgevoerd met de Rigol DSA815-TG spectrum analyser (SA). Er is een “snelle” meting gemaakt om de instellingen van de SA te bepalen en de SA is ingesteld. De oscillator is uitgeschakeld en een lange tijd afgekoeld om de opstart situatie te bereiken. De ruisvloer is met “peak hold” bepaald en “bevroren”. Dit is zichtbaar als de blauwe lijn. Opvallend is dat er overspraak zichtbaar is van de interne 10MHz oscillator van de SA. Het is een zwak signaal dat pas zichtbaar wordt bij een zeer lage bandbreedte. En uiteraard is dit interne oscillator signaal uitsluitend bij 10MHz zichtbaar. Voor mij in ieder geval niet storend en tenslotte is het een instap model spectrum analyser. De oscillator is voorzien van voedingsspanning en de oscillator startte op ongeveer 270Hz boven het gewenste 10MHz signaal. Het “actuele” signaal is met groen aangegeven en een “peak hold” is met rood aangegeven. De meest rechter “bult” is de frequentie bij het opstarten. Bij de volgende “scan”, 13,3 seconden later, is de frequentie gedaald naar ongeveer 217Hz boven 10MHz. Zo daalde de frequentie gedurende ongeveer anderhalve minuut waarbij het 10MHz punt bereikt is. Gedurende de meting is ook gezien dat het oscillator signaal kortstondig door is geschoten tot onder de 10MHz waarna het vrij snel stabiliseerde op 10MHz. Volgens de specificaties is de opwarm tijd minder dan drie minuten. Geconstateerd is dat ruim binnen de drie minuten het signaal inderdaad gestabiliseerd is. Het is ook zichtbaar dat het signaal van de kristaloven gelijk is aan de interne oscillator van de spectrum analyser.
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
nauwkeurig 1pps signaal van 10KHz signaal
|
De controller van de tijdstandaard loopt synchroon met het 1PPS signaal van de GPS ontvanger. Als de lokale oscillator synchroon loopt met de oscillator in de GPS satelliet, "passen" er precies 10.000.000 trillingen in de ene seconde van het 1pps signaal. Het is voor te stellen dat als het 1pps signaal één tiende van een miljoenste seconde afwijkt er al invloed is op de stabiliteit van de regeling. Sommige GPS ontvangers, zoals de Rockwell Jupiter, heeft naast het 1pps signaal ook een 10KHz referentie signaal. Het is duidelijk dat het effect van een kleine afwijking in de flank van het signaal al een factor 10.000 minder van invloed is. Dus als het 10KHz signaal als referentie kan dienen voor de 1pps ingang, is er een potentiële verbetering in kwaliteit mogelijk. Bovenstaande heb ik niet bedacht, maar deel ik graag met anderen. De eer van het uitdenken komt iemand anders ten goede...
delen met chips De truc is nu om van een 10KHz signaal een 1pps signaal te maken. Hier zijn een aantal mogelijkheden voor. Ik denk dat de beste methode is om het door een chip te laten delen tot het gewenste getal. Graag maak ik van het 1pps signaal een 1Hz blokgolf signaal. In de meest ideale situatie gebeurt dat in één chip. De meeste delers, delen door twee (zoals de 4040 en 4060) hetgeen hier niet handig is. Na wat speuren naar een geschikte chip is een instelbare deler gevonden. Deze kan op een "willekeurig" deeltal worden ingesteld én deze heeft een standaard functie waarbij deze in één keer dor 10.000 deelt! Deze chip is relatief duur en lastiger te vinden omdat deze niet heel courant is. De chip is gevonden en gekocht maar bij testen bleek dat de deler niet zo geschikt is. De chip deelt inderdaad door 10.000, maar het is een korte puls als uitgangssignaal en geen blokgolf. Dit moet beter kunnen. Met een PIC chip is het mogelijk om in één keer het gewenste resultaat te bereiken door in één keer door 10.000 te delen. Echter kies ik liever een "standaard" oplossing. Als na jaren de deler faalt, vervang ik liever een "of the shelf" chip dan een op maat geprogrammeerde chip. Ik heb weinig/geen ervaring met het programmeren van chips en dat maakt de drempel in mijn geval ook hoger. Liever twee standaard chips dan één op maat gemaakt chip. Maar dit kan "koudwatervrees" zijn van mij...
standaard chips Het liefst gebruik ik een gangbare chip zoals uit de 4000 en 7400 reeks. Deze zijn goedkoop en goed verkrijgbaar. Dus mocht er een keer een chip falen, is een vervanger goed te vinden. Na wat puzzelen is het ook mogelijk om met een binaire decade counter ook door oneven aantallen te delen. Bij elke puls wordt er op een bepaald aantal uitgangen binair geteld. Als er bijvoorbeeld door vijf gedeeld moet worden, is het mogelijk om met een diode netwerkje de chip te laten resetten als de chip naar zes telt. Dus het gewenste signaal is een door vijf gedeeld signaal. Het resultaat is weliswaar een puls, maar door een puls door twee te delen met een volgende chip, ontstaat er weer een blokgolf. Het gewenste resultaat wordt bereikt met een serie vijf en twee delers, maar dan zijn er al acht delers nodig, dus meerdere chips. En hoe minder chips, hoe beter.
74HCT390 Per toeval ontdekte ik een 74HCT390 chip. Dit is een chip dat bijna ideaal is voor de gewenste toepassing. In deze chip zijn twee onafhankelijke deler sets aanwezig. Voor het gemak beschouw ik één helft van de twee. In deze helft zitten vier delers met een gemeenschappelijke reset [2/14]. Eén ingang [4/12] is met een twee deler verbonden waarvan het signaal naar buiten wordt gebracht [3/13]. De andere ingang van deze helft [1/15] wordt door twee [5/11], vier [6/10] én vijf [7/9] gedeeld. (De nummers in blokhaken zijn te betreffende pin nummers. Net zoals [8] de massa is en [16] de +5VDC voeding.) Wanneer de vijf en twee deler in serie worden geschakeld, ontstaat er een deler dat door tien deelt. Door dezelfde opstelling toe te passen in op de andere helft van de chip ontstaat er een deler dat door 100 deelt. Zo wordt er met één 74HCT390 chip door 100 gedeeld. Door twee chips in serie te schakelen ontstaat er een deler dat door 10.000 deelt. Wanneer de laatste deler in de reeks door twee deelt, ontstaat er een gewenste blokgolf. (Het resultaat van de door vijf deler is een 20/80% puls.) Dus als er een 10KHz signaal wordt ingevoerd, komt er een 1Hz blokgolf als resultaat uit. Zo is het mogelijk om met "maar" twee chips een 10.000 deler te maken van "standaard" chips. Mogelijk zijn er nog meer methoden om hetzelfde effect te bereiken, maar ik heb besloten dat dit een voldoende eenvoudige schakeling is voor mij en bij falen van een component goed te repareren.
|
GPSDO controller (Brooks Shera; W5OJM)
|
*** Tekst is nog in ontwerp, deze tekst volgt later... ***

globaal ontwerp 20160226 - Het ontwerp van Brooks; W5OJM is gebaseerd op faseverschil tussen het GPS referentiesignaal en het lokale oscillator signaal (gemeten over een langere tijd om een stabiele regeling te krijgen). Als het faseverschil “nul” is, is de lokale oscillator in fase met de atoomklok in de GPS satelliet. Ofwel, de gewenste situatie. Des te groter het faseverschil is, des temeer de oscillator bijgeregeld moet worden. Een DAC (Digitaal Analoog Converter) maakt van het digitale signaal een analoge spanning dat de oscillator bij regelt. De microcontroller bestuurt dit proces.
fase detector 20160226 - Aan het “begin” van de schakeling is een deler geplaatst dat het oscillator signaal deelt naar een verwerkbare frequentie. In het oorspronkelijke ontwerp is er een 5MHz oscillator toegepast. Chip U2 is een 74HCT4520 deler. Deze chip bevat twee separate BCD delers. Elke helft heeft vier delers dat het ingangssignaal door 2, 4, 8 en 16 kan delen. Het ingekomen signaal van 5MHz wordt in het oorspronkelijk ontwerp door 16 gedeeld zodat er 312,5KHz uit de chip komt. De microcontroller functioneert het best als het ingekomen oscillator signaal tussen 150 en 700KHz is. Ik heb echter een 10MHz oscillator toegepast. De exacte frequentie is niet zo relevant, zo lang het maar in fase is met de GPS puls. En de meeste meetapparatuur werkt op 10 of 1MHz en dan is een 5MHz bron lastiger omdat van 5MHz weer 10MHz te maken. Bij het 10MHz oscillator signaal en de originele deler komt dan 625KHz uit de chip. Dit valt binnen de grenzen van 150…700Khz, maar naar verluid is het verstandig om het signaal nog een keer door twee te delen zodat er weer 312,5KHz overblijft en midden in het aanbevolen bereik ligt. Vandaar dat er een tweede 74HCT4520 “op de rug” van de originele U2 chip is geplaatst. Deze is gesoldeerd aan de onderste chip en met draadbruggen is de gewenste deler verkregen. De oorspronkelijke deler heeft, zoals genoemd, twee helften. Echter is de andere helft niet te gebruiken omdat deze voor een andere functie in gebruik is.
Hieronder is een grafische weergave te zien van de modificatie. De linker chips is de originele 74HCT4520 chip te zien. De rechter chip is de tweede 74HCT4520 chip dat op de oorspronkelijke chip geplaatst dient te worden. De blauwe lijnen geven aan welke pennen tussen de bovenste en onderste chip direct met elkaar kunnen worden verbonden. Dit geld voor pennen 2, 7, 8 en 16. Zo worden de massa en +5VDC voeding gekoppeld aan de bovenste chip. De rode lijnen representeren koppeldraden. Pen 6 van de onderste chip dient gekoppeld te worden aan pen 1 van de bovenste chip. Zo wordt het 625KHz uitgang signaal in de bovenste chip ingevoerd. Aan pen 3 van de bovenste chip dient een draad te worden gemonteerd dat aan pen 1 van P3 te worden gemonteerd. Het 312,5KHz signaal wordt van de chip dan doorgegeven naar de rest van de schakeling. Pennen 2, 3, 4 en 5 van P3 worden niet aangesloten. Met de laatste rode draad worden pennen 9 en 10 van de bovenste chip aan de massa verbonden. Dit zijn de ingangen van de (niet afgebeelde) “rechter helft” van de chip. Van de bovenste chip wordt de “rechter helft” niet gebruikt en om ongewenst oscilleren van de deler te voorkomen dienen de twee ingang pennen 9 en 10 aan de massa te worden verbonden.

Hieronder staat een afbeelding van de modificatie zoals ik deze uitgevoerd heb:

Aansluitingen:
P1 = 1pps signaal in 1 = 1pps signaal in 2 = massa 3 = ×
P2 =10MHz oscillator signaal in 1 = 10MHz oscillator signaal in 2 = massa 3 = ×
P3 = selectie van deeltal inkomende oscillator signaal 1 = ? 2 = ? 3 = ? 4 = ? 5 = ?
P4 = aansluitingen indicator leds 1 = × 2 = × 3 = × 4 = × 5 = × 6 = × 7 = “Hi” led + 8 = “Hi” led - 9 = “Heartbeat” led + 10 = “Heartbeat” led - 11 = “Lo” led + 12 = “Lo” led -
P5 = selectie van filtering; meettijd 1 = +5VDC (niet benodigd) 2 = “1” (BCD teller; verbinden met massa om te activeren) 3 = “2” (BCD teller; verbinden met massa om te activeren) 4 = “4” (BCD teller; verbinden met massa om te activeren) 5 = Massa (verbinden met pen 2, 3, 4 of een combinatie van deze)
P6 = voeding in 1 = Massa 2 = -15VDC in 3 = × 4 = × 5 = Massa 6 = +5VDC in 7 = × 8 = ×
P7 = data signalen in en uit 1 = massa (seriële poort voor controller monitoring) 2 = TXD (seriële poort voor controller monitoring) 3 = × 4 = × 5 = × 6 = × 7 = TXD (seriële poort voor GPS monitoring) 8 = RXD (GPS ontvanger) 9 = massa (GPS ontvanger) 10 = RXD (seriële poort voor GPS monitoring) 11 = massa (seriële poort voor GPS monitoring) 12 = TXD (GPS ontvanger)
P8 = DAC uitgang (naar OCXO) 1 = meetsignaal; DAC monitoring voltmeter 2 = massa van meetsignaal; DAC monitoring voltmeter 3 = referentie spanning voor OCXO (-5…+5VDC) 4 = massa voor referentie spanning OCXO 5 = massa voeding; DAC monitoring voltmeter 6 = +5VDC voeding; DAC monitoring voltmeter
|
Het (voort)bestaan van deze website wordt mede mogelijk gemaakt door aanbieden van onderstaande reclame.
|
behuizing
|
Het aanbieden van de kennis via deze website kost tijd, energie en geld. Het is heel leuk om kennis te kunnen delen en anderen hiermee te kunnen helpen, maar ook alle kosten worden uit privé middelen voldaan. Er zijn onder andere kosten voor de hosting aanbieder om de site te kunnen laten bestaan. Mijn doel is om de inhoud aan te kunnen blijven bieden zonder reclame, maar de kosten worden hoger waardoor financiële middelen nodig zijn. Dus een bijdrage van €3 wordt zeer op prijs gesteld. Het is mogelijk om op een veilige manier een financiële bijdrage van €3 (of een veelvoud hiervan) te kunnen leveren. Klik op de knop hieronder om via Ko-fi een donatie te verzorgen.
|
|