DL4OCH Amateurfunk und Elektronik

Januar 30, 2015

(CO)ffee to go

Filed under: Bauprojekte,Zeitnormale — DL4OCH @ 10:59 pm

GPS_2_go

Wie jetzt?

Ein Funkfreund hatte mich gefragt, ob ich mal die Genauigkeit seines Relais hinsichtlich der Ausgangsfrequenz messen könnte. Geht, aber nicht mit meinen Frequenznormalen. Die wollen es kuschelig und dauerhaft unter Strom. Einem OCXO tut es einfach nicht gut, wenn er immer ein- und ausgeschaltet wird. Also sollte es etwas sein, was wenig Energie verbraucht, also am besten von einem Laptop per USB gespeist wird, recht schnell einschwingt und eine sichere Referenz für einen Zähler ist.

Heraus gekommen ist ein GNSS-D-VC-TCXO. Also ein

„Global Navigation Satellite Subsystem Disciplined Voltage Controlled Temperature Compensated Chrystal Oscillator“

Wieder ein Monster Schlagwort, aber in Wirklichkeit nichts anderes, als ein uBlox M8N-Modul, dass sowohl GPS, als auch GLONASS empfangen kann und freundlicher Weise auch noch die Korrekturdaten von EGNOS und XARA verarbeitet. Eigentlich ein Ding, was super für die Navigation in Häuserschluchten ist, Kann ich nicht viele Satelliten eines Systems empfangen, dann nehme ich einfach ein weiteres System hinzu. Zwar ist die Genauigkeit des GLONASS-Systems nicht so hoch wie bei GPS,  aber unter dem Strich bin ich immer noch genauer, als wenn ich überhaupt keine Referenz habe.

Um die Einlaufzeit auf wenige Minuten zu begrenzen, habe ich einen VC-TCXO gewählt. Das ist ein kleiner HCMOS-Baustein, der kaum Strom verbraucht, die Temperaturunterschiede selbst kompensiert und über eine Regelspannung kontrolliert werden kann.

Letztendlich braucht man noch eine kleine Handvoll Bauteile (74AC14, 74HC86, 74HC390 und 1C, 1R).

Unter dem Strich habe ich jetzt eine kleine Box, die vom Laptop aus gespeist werden kann (USB < 80mA) und mir mit einer externen Antenne eine portable Referenz mit einer

ADEV (Tau    1s) von 0,976*10E-10
ADEV (Tau 20s) von 1,629*10E-12

bietet.

Update vom 18.02.15:
Die kleine Box ist jetzt in ein „TNC“-Gehäuse umgezogen. Die Spannungsversorgung erfolgt weiterhin über USB, jedoch ist eine weitere Speisung über LiPo-Akkus bereits vergesehen. Um den Energieverbrauch weiterhin so gering zu möglich zu halten, wurde ein 0.9″ OLed-Display verbaut. Dieses zeigt die Koordinaten, die Uhrzeit (UTC), das Datum und die Regelspannung des VC-TCXO an.

Aus der Schwankung der Regelspannung kann man den Zustand der PLL ermitteln. Ist diese über 5 Messzyklen stabil, ist auch die PLL eingerastet. Auch dieses wird im kleinen Display angezeigt.

vy73 de Wilm,
DL4OCH

Update vom 31.05.15:
Die Versorgung über USB macht weiterhin Probleme. Kritisches Element der kompletten Schaltung ist die Versorgung des TCXO.
Die Spannung am USB-Port schwankt im Rythmus des Prozessortakts bis zu 0,2 Volt. Das ist einfach zu viel. Zur Zeit ist eine Schaltung für die Versorgungsspannung im Test, bei der Goldcap mit einem Schaltregler die 5V-Versorgung für den TCXO stabilisiert. Wenn das klappt, dann macht auch ein (CO)ffe to go seine 1 * 10E-13.

Die Messungen folgen dann nach dem Umbau…

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