phpRS
Dnešní datum: 18. 08. 2019  Hlavní stránka         Seznam rubrik         Download         Weblinks  
NOVINKY
29.01.2017: Tři Studně 2017
Pravidelný seminář EME a mikrovlnné techniky se koná opět na tradičním místě na Třech Studnách ve dnech 24. - 26. března 2017. Návrh programu najdete na stránkách VHF klubu zde.

13.06.2015: Přípravy na sítě 5G vrcholí
Objevil jsem v časopise DPS zmínku o technologii pro sítě 5. generace. Jedním z pásem má být i 76GHz pásmo. Výkon "TX hlavy" 25dbm (316mW!) slibuje zvýšení výkonu (budou (jsou) nové součástky!) i pro nás, amatéry. Ve spolupráci s Nokií už je vyvinuté i SDR pro toto pásmo. Ovšem ceny celé technologie jsou pro běžného člověka nedosažitelné. Více najdete na stránkách National Instruments zde.

17.02.2015: Tři Studně 2015
Pravidelný seminář EME a mikrovlnné techniky se koná opět na tradičním místě na Třech Studnách ve dnech 17. - 19. dubna 2015. Návrh programu najdete na stránkách VHF klubu zde.


Webmaster
Milan, OK2IMH
mujsuffix@ok2imh.com

Než mi napíšete, uvědomte si, prosím, co je suffix volacího znaku :-)

Komentáře jsou zablokovány pro velký výskyt spamu.



Technika

* Referenční oscilátor 10MHz za pár korun?

Vydáno dne 22. 07. 2019 (93 přečtení)

Když jsem se rozhodl pro zakoupení oscilátoru od DB6NT pro mé mikrovlnné klumpry, uvažoval jsem zároveň i o referečním oscilátoru, protože jedině tak mi to dává smysl. Vzhledem k časové tísni před polním dnem jsem neměl čas na experimenty a zvolil referenci od Lea Bodnara. Jenže původní myšlenka na jednodušší a hlavně velmi levný zdroj 10MHz mi vrtala v hlavě. Sháněním informací jsem strávil na internetu mnoho času...

Na e-bayi jsem zahlédl nějaké moduly pro příjem GPS signálu. Tyto moduly mívají výstup 1PPS, čili jeden impuls za sekundu, což se velmi často využívá u GPS DO, neboli česky oscilátoru řízeného ("zavěšeného") GPS signálem. Satelity systému GPS mají "na palubě" atomové hodiny, synchronizované s ostatními a jejich odchylka se pohybuje řádově 1*10-13 . Pro účely stabilizace kmitočtu pro transvertory je to velmi hezká hodnota. Když se u frekvencí v pásmu GHz pohybujete s max. odchylkou za desetinnou čárkou, je to skoro neuvěřitelné, hi.
Jak se tedy dá stabilizovat oscilátor? To se vezmě teplotně kompenzovaný krystalový oscilátor (TCXO) a vhodným způsobem se dolaďuje na přesnou frekvenci. Sám oscilátor je velmi stabilní, ale pro mikrovlnná pásma je třeba přesnost vyšší. Dolaďování se provádí napětím, které mívá závislost např. 1,5Hz/V. Tzn. že oscilátor můžete doladit v rozsahu do 15Hz, máte-li dolaďování napětím do 10V. Hojně se využívá již zmíněný impuls 1PPS, který je zpracován mikroprocesorem a ten reguluje dolaďovací napětí oscilátoru tak, aby jeho výstupní kmitočet byl stabilní a přesný. Někdy se tomu říká frekvenční závěs. Jak je někde "mikroprofesor", není to pro mě to pravé ořechové, dovnitř, díky SW, totiž není vidět, hi. A proč nemám rád programování? Jednak ho moc neumím, druhak - stejně ho nesnáším!

Existuje ale i jiná možnost a tou je PLL, čili fázový závěs. To je kus hardwaru, který už se mi líbí víc. Funguje v principu tak, že signály TCXO a atomového normálu se přivedou na dvouvstupové hradlo exclusive OR, neboli XOR (jak funguje si nastudujte za domácí úkol z knih nebo se zeptejte strýčka Googla). Na výstupu hradla se objeví pulsně šířkový signál odpovídající rozdílu fází kmitočtů. Tímto signálem, patřičně vyfiltrovaným, se potom zpětně řídí (dolaďuje) TCXO tak, aby měl stejný kmitočet jako ten atomový normál. Dá se to postavit relativně lehce, zpracování signálu na 10MHz ještě není tak moc vysokofrekvenční, že by to vyžadovalo nějaké extra speciální zacházení. Samozřejmě stejnosměrné to taky není, ale my, co máme za sebou stavbu několika satelitních přijímačů a transvertorů na milimetrové vlny se tímto rozhodit nenecháme, hi!

Tady si dovolím malou vsuvku, když už jsem ty kmitočty nakousnul. Nebudu jmenovat, ale jeden známý má přívod mezifrekvence (145MHz) k transvertorům na 47GHz a 76GHz přivedený dvěma dráty, připojenými do obyčejné DIN 5-ti kolíkové zásuvky. Na můj údiv jen poznamenal: "Co se divíš??? Vždyť je to jenom dvoumetr." Takže co bych si dělal starosti s kmitočtem desetkrát menším, hi!

Dnes jde zajistit referenční kmitočet 10MHz ještě jednodušeji! Už jsou na trhu GPS moduly, které lze naprogramovat (pomocí uživatelsky přívětivého programu od výrobce modulu) tak, že máme těch 10MHz hned a celé se to finančně vejde do 200CZK! To už je rozdíl oproti skoro 4.000CZK za Mini GPS DO. Když se vám to bude zdát hodně levné a budete chtít vyhodit další stovku, tak si pořídíte externí anténu.
Krátce popíši, co a jak jsem tedy vyzkoušel já.

Na ebayi jsem koupil modul Neo-M8N-0-10 (pozor na typ, některé moduly nemají na sobě EEPROM paměť!). Je to jeden z těch novějších modulů, určený jako doplněk k dnes tak populárnímu Arduinu (k tomu se taky později dostanu, hi). Modul má 5 přípojných pinů, jsou to +5V, zem, RX, TX a PPS. Jejich význam je tak zřejmý, že vysvětlování by bylo nošením dříví do lesa.
K tomuto modulu je ke stažení na webu výrobce (U-blox) nastavovací software. Ten už je napsaný a tím je mi (mírně) sympatický. Za pomoci toho SW se dá PPS výstup modulu naprogramovat tak, že místo pulzu za sekundu tam může být až 16MHz (tam už to ale je fakt na hranici použitelnosti, či spíš za ní)!
Tedy referenčních 10MHz to zvládne v pohodě a klidu také. A to je právě ten velký benefit tohoto modulu! Cenově stojí necelé dvě stovky korun českých, což nikoho nezruinuje a funguje to jak má. Vyzkoušel jsem to s oscilátorem MKU LO 8-13 PLL od Michaela DB6NT a funguje to. Změnil jsem frekvenci GPS modulu a oscilátor se "nezavěsil". Mrknul jsem na to i osciloskopem, ale můj stařeček sovětské výroby ty obdélníky na 10MHz už "nedává", i sinus umí jen do 20MHz. Ale pro změření (či spíš odborný odhad) amplitudy to stačí. Modul má na výstupu signál cca 3Vpp. Protože dnešní logika funguje s napájením 3,3V, je to OK.

Ještě než tu dám ty nachystané obrázky, musím ještě vysvětlit jednu maličkost.
Pokud modul GPS naprogramujete na vámi požadovaný kmitočet, po vypnutí napájení se nastavení ztratí. Jak ho tam dostat zpátky? Na to je třeba malá finta!
Nastavíte modul, pošlete (Send) data do něj. V tomto okamžiku můžete ověřit, že na výstupu máte to, co potřebujete. Potom musíte do nástrojů (Tools), a konfiguraci modulu nahrát do souboru. Potom v tom samém menu (Tools/GNSS configuration) dáte tento soubor nahrát do paměti a teprve takto je to uloženo a ani při vypnutí napájení se to neztratí. Jinak byste museli po zapnutí vždy GPS modul nastavit nebo naprogramovat třeba to Arduino tak, aby vždy po startu poslalo řídící slovo do GPS a tím ji nastavilo. Ale to už je zase cosi navíc (i když arduino stojí nějakých 55CZK, k tomu displej za zhruba to samé, furt jsou to peníze) a není to nezbytné! A navíc to "žere" ty tak vydřené mA, které s sebou musíte na kopec tahat, hi!

No tak jsme se dostali k obrazové příloze, která vysvětlí nejasná místa mého textu (pokud nějaká jsou, hi).





Modul Neo-M8N-0-10 - ten má svoji EEPROM paměť, jiné ji nemají, pak není kam uložit konfiguraci!...







Modul z druhé strany - má i svoji anténu...







Volba nastavení kmitočtu, krok 1...







Volba nastavení kmitočtu, krok 2...







Volba nastavení kmitočtu, krok 3...







A takto může vypadat prototypová deska pro zobrazení doplňkových informací z modulu GPS...



[Akt. známka: 0 / Počet hlasů: 0] 1 2 3 4 5
Celý článek | Autor: Milan, OK2IMH | Počet komentářů: 0 | Přidat komentář | Informační e-mailVytisknout článek


Web site powered by phpRS PHP Scripting Language MySQL Apache Web Server

Tento web site byl vytvořen prostřednictvím phpRS - redakčního systému napsaného v PHP jazyce.
Na této stránce použité názvy programových produktů, firem apod. mohou být ochrannými známkami
nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.