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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