Aufbau eines 10-MHz-Frequenznormals
mit dem RS-GGO10M-TG

Platine mit Frequenznormal im Gehäuse Ba­sis des 10-MHz-Fre­quenz­nor­mals ist ein kom­pak­tes Mo­dul mit der Be­zeich­nung RS-GGO10M-TG, das die In­wave AG un­ter der Mar­ke RF Suisse her­stellt. Es ist ein GPS-ge­führ­ten Os­zil­la­tor (engl. GPS gui­ded Os­cil­la­tor, GGO), der als tem­pe­ra­tur­kom­pen­sier­ter Quarz­os­zil­la­tor (engl. Tempera­ture Com­pen­sa­ted Crystal Oscil­la­tor, TCXO) mit GPS-Emp­fän­ger ar­bei­tet.
Mi­ni­mal sind nur die Be­triebs­span­nung von 5 V und ei­ne GPS-Ak­tiv­an­ten­ne an­zu­schlie­ßen. In­ner­halb we­ni­ger Mi­nu­ten steht dann ein hoch­sta­bi­les 10-MHz-Sig­nal zur Ver­fü­gung.
 
Frequenznormal RS-GGO10M-TG Technische Daten des RS-GGO10M-TG

Ausgangsfrequenz: 10 MHz
Stabilität: eingerastet < 1 · 10-8 (±0,1 Hz)
typisch < 5 · 10-9 (±0,05 Hz)
freilaufend < 2,5 · 10-6 (±25 Hz)
Ausgang: 3,3 V CMOS
Aktivantenne: 50 Ω, 3,3 V, < 35 mA, Anschluss U.FL
Betriebsspannung: 5 V, < 65 mA,
typisch 45 mA (ohne Speisestrom für Aktivantenne)
Abmessungen: 25 mm x 25 mm x 10 mm
Masse: 7 g
Bezugsquelle: war auch Funkamateur (Box 73), jetzt nur noch RF Suisse und TSS Microwaves direkt


Stromlauf
 
Stromlaufplan Um den Sta­tus des Mo­duls zu er­ken­nen, las­sen sich LEDs an­schlie­ßen. Im ein­fach­sten Fall reicht ei­ne Duo-LED. Die un­ter­schied­li­chen Leucht­far­ben kenn­zeich­nen den Sta­tus.

rot: kein GPS-Signal vorhanden
gelb: Regelung aktiv
grün: 10-MHz-Signal OK

Da mir Duo-LEDs op­tisch nicht zu­sa­gen, ver­wen­de ich 3 ein­zel­ne LEDs. Die lo­gi­sche Ver­knüp­fung über­neh­men 3 NAND-Gat­ter des 74HCT132 (Schmitt-Trig­ger). Das 4. Gatter dient als Puf­fer für den 10-MHz-Aus­gang. Da­mit das Fre­quenz­nor­mal auch mit 12 V be­trie­ben wer­den kann, habe ich ei­nen 5-V-Span­nungs­reg­ler ein­ge­setzt.
 
Leiterplatte
 
Layout Die Pla­ti­ne ist bei mir 99 mm x 56 mm groß und zwei­sei­tig aus­ge­führt. Sie passt in ein Alu­mi­ni­um­ge­häu­se, das ich von Rei­chelt Elek­tro­nik (Best.-Nr. TEKO BC1) ha­be. Die Hö­he des Ge­häu­ses ha­be ich auf das hier not­wen­di­ge Maß ver­rin­gert.
Die Ober­sei­te (PDF, 13 KB) der Pla­ti­ne dient haupt­säch­lich als Kühl­flä­che für den Span­nungs­reg­ler. Des­halb ist auch ei­ne ein­sei­ti­ge Pla­ti­ne ver­wend­bar. Le­dig­lich un­ter dem 74HCT132 be­fin­det sich ei­ne Brü­cke. Al­le Lei­ter­bah­nen sind auf der Un­ter­sei­te (PDF, 20 KB) an­ge­ord­net. Wer die Schal­tung nicht auf ei­ner Loch­raster­pla­ti­ne auf­bau­en will, der kann auch das fer­ti­ge Lay­out (LAY, 55 KB) von mir nut­zen. Zu sei­ner Er­stel­lung habe ich das Pro­gramm Sprint-Lay­out von Aba­com ver­wen­det, für das ein frei­er Viewer ver­füg­bar ist.
 
Antenne
 
GPS-Aktivantenne ATN-555 Als GPS-An­ten­ne ist je­de be­lie­bi­ge Ak­tiv­an­ten­ne ein­setz­bar, die für 50 Ω aus­ge­legt ist, mit 3,3 V ar­bei­tet und nicht mehr als 35 mA zieht. Ich ver­wen­de die bei San­der Elec­tro­nic er­hält­li­che ATN-555. (Hin­weis: Die An­ten­ne ist nicht im On­line-Shop auf­ge­listet. Fra­gen Sie da­her per E-Mail dort an.) Die ANT-555 be­sitzt ei­nen SMA-An­schluss am 5 m lan­gen An­schluss­ka­bel und ei­nen Mag­net­fuß. Da das Mo­dul RS-GGO10M-TG nur ei­nen sehr klei­nen U.FL-Ste­cker be­sitzt, ist das zu­sätz­lich er­hält­li­che, 10 cm lan­ge Adap­ter­ka­bel von SMA auf U.FL sehr zu emp­feh­len (Be­zugs­quel­le: sie­he oben).
 
Thermische Isolation
 
thermische Isolation des RS-GGO10M-TG Um ein mög­lichst sta­bi­les 10-MHz-Sig­nal nut­zen zu kön­nen, sind 2 Din­ge zu be­ach­ten. Zum ei­nen ist die GPS-An­ten­ne mit mög­lichst viel frei­er Sicht auf den Him­mel an­zu­brin­gen. Zum an­de­ren ist das Mo­dul ther­misch iso­liert zu be­trei­ben. Zur Er­fül­lung der letz­ten For­de­rung ge­nügt im ein­fach­sten Fall schon ei­ne di­cke Iso­lie­rung mit Po­ly­sty­rol­plat­ten­resten (Sty­ro­por). Ich ver­wen­de 10 mm di­cke Plat­ten, die ich pass­ge­nau zu­schnitt und mit Holz­leim zu­sam­men­kleb­te. Die­se Kap­pe stülp­te ich über das Mo­dul, un­ter dem eben­falls ei­ne Plat­te zur Iso­la­tion liegt. Für das Mo­dul wer­den 10 mm ho­hen Buch­sen­lei­sten ver­wen­det.

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