Generator RF z licznikiem częstotliwości.
Ciekawa konstrukcja stanowiąca dwufunkcyjny przyrząd przydatny w pracowni radiowca. Miernik częstotliwości oraz generator sygnału – oba synchronizowane do wzorca 1PPS z odbiornika GPS.
Część stanowiąca generator jest w zasadzie urządzeniem GPSDO, tyle że kwestia synchronizacji/korekty odchyłki częstotliwości w stosunku do wzorca – odbywa się w dosyć nietypowy (dla tego typu urządzeń) sposób.
Podstawą jego budowy jest generator na Si5351a, sterowany wzorcem z TCXO 26 MHz (0,5 ppm). Sygnał z tego generatora, o zadanej przez nastawnik binarny częstotliwości wzorcowej (do wyboru 8 różnych częstotliwości), podawany jest poprzez bufor na wyjście sygnału, ale równocześnie na wbudowany częstościomierz. Licznik zlicza/mierzy tą częstotliwość i o ile występuje odchyłka od zadanej przez nastawnik częstotliwości procesor koryguje PLL w Si5351a dążąc do jej wyrównania i ustabilizowania.
Ponieważ sam częstościomierz jest bramkowany sygnałem 1PPS z GPS (czyli w zasadzie z najdokładniejszego wzorca – w warunkach amatorskich), i działa on na wbudowanym zewnętrznym liczniku 74LV8154 (a nie na przerwaniach i Timer`ach MCU), daje to w efekcie całkiem dokładne odczyty, a tym samym stabilny sygnał na wbudowanym generatorze o niemal idealnie dokładnej częstotliwości.
W trakcie badań – w praktyce – dokładność ta sprowadza się do ok. 0,2 Hz, co zostało zweryfikowane na innym precyzyjnym przyrządzie, bo sam częstościomierz – na LCD – pokazuje „jedynie” z dokładnością do 1 Hz.
Moja konstrukcja bazuje na opracowaniu : https://github.com/WA2FZW/A-GPS-Locked-Frequency-Counter-Frequency-Standard-by-WA2FZW
Zastosowałem nieco inne rozwiązania poszczególnych bloków urządzenia, inny wyświetlacz i oczywiście sporo zmian w sofcie – ale ogólnie idea i większość rozwiązań pochodzą z tego projektu.
Na tylnej obudowie urządzenia dostępny jest nastawnik do wyboru jednej z ośmiu wzorcowych częstotliwości. Są one ustalane w oprogramowaniu a ostatnia pozycja z opisem „MAX” jest ustalana w trakcie testowania urządzenia – indywidualna dla każdego egzemplarza (a kilka ich zbudowałem). Zazwyczaj dochodzi nawet do 70 MHz, a wyznacza ją graniczna częstotliwość pracy częstościomierza (60-75 MHz).
Po każdej zmianie ustawień FS na tylnym panelu, należy użyć przycisku RESET na płycie czołowej – jest to ponowny start urządzenia z nowym parametrem.
Sam licznik częstotliwości (ustawienie „FC”) na wejściu ma ogranicznik (BAV99), wzmacniacz (BGA427) oraz układ formowania impulsu – gwarantuje mu to całkiem przyzwoitą czułość.
Wadą urządzenia jest to, że do pracy niezbędny jest poprawny sygnał z GPS – bez niego urządzenie nawet nie wystartuje (na wyświetlaczu ” Waiting for GPS”).