20
-
05 - 2010
Pilote à quartz
thermostaté.
Le
besoin
d'avoir à disposition à la station un oscillateur
"pilote " de grande précision et de grande stabilité se
faisant de plus en plus sentir, j'ai décidé de combler
cette lacune avec un montage qui ne va certes pas rivaliser avec un "
rubidium" mais qui me semble trés performant en précision
et stabilité de fréquence . Les besoins en
fréquence précise et stable étant variés
à la station , il à été nécessaire
de " jongler " un peu afin de disposer de 3 fréquences les plus
utilisées pour piloter fréquencemètre , DDS , PLL
hyperfréquences , etc .Le choix de la fréquence dite de
base à été de 100 MHz .Il y à une raison
à cela . De plus en plus de montages demandent une
"référence " ayant une fréquence de plus en plus
élevée .......Il suffit de penser aux DDS actuelles dont
les plus performantes nécessitent une référence au
dessus du GHz. J'ai donc choisi un oscillateur VTCXO de 100 MHz
à sortie sinusoïdale .Pour obtenir les deux autres
fréquences utiles à la station , le 50 MHz et le 10 MHz
j'ai simplement fait appel à des diviseurs de fréquence.
Afin de stabiliser correctement ces différents signaux au
point de vue thermique ,, j'ai fait appel à une enceinte
thermostatée électroniquement .Cette
enceinte
à été décrite à plusieures
reprises , principalement dans des montages " SHF " et l'auteur en est
DF9LN.
Ce
montage est également utilisé dans mes
transverters 10 GHz .La platine "
régulation de
température étant assez petite ( 35 x 35 mm env ) j'ai
donc simplement soudé à froid 2 VTCXO sur un
côté de l'embase en cuivre , l'autre côté
étant équipée des composants de régulation.
Le montage ainsi obtenu est relativement petit et à
été placé dans un bloc de " roofmate " de 10 x 10
x
10 cm ,afin de l'isoler thermiquement.Le " roofmate " n'est autre chose
que du polystyrène haute densité , celui-ci s'usinant
plus proprement par rapport au polystyrène classique .Le courant
de chauffage traverse un shunt de faible valeur dont la "DDP " est
simplement véhiculée sur un petit galvanomètre
afin de pouvoir surveiller le courant de chauffage , ou de
croisière du thermostat.Les
diviseurs
utilisés ont déja fait l'objet d'une
application dans un autre montage (http://f6bon.albert.free.fr/700mhzwobulateur.html
)Le
premier
diviseur est un MC12095 programmé pour diviser par 2,
donnant ainsi en sortie le 50 MHz recherché .Le deuxième
diviseur est un MC12080 , programmé pour diviser par 10 ,
donnant ainsi le 10 MHz en sortie . Les signaux en sortie des diviseurs
ont nécessité un filtrage afin de les débarasser
de résidus "harmoniques et autre " Un simple fitre à 2
cellules ( self + capa ) couplées faiblement à fait
l'affaire , aussi bien pour filtrer le 50 , et le 10 MHz.Le signal de
50 MHz ( 100 : 2 ) à dû être amplifié , car
ce signal pilote également une DDS rajoutée dans le
même boitier .Ce petit ampli est réalisé avec un
étage utilisant un " ERA3 ) Les deux " VTCXO "( 50 et 100 MHz )
possèdant une broche " tune " sont alimentés sur ces
broches , avec deux régulateurs règlables
séparés ( 2 x LM317) afin de pouvoir les ramener
pile sur la fréquence désirée .Le deuxièmme
VTCXO est un 50 MHz séparé et monté uniquement
parce que la place était disponible sur la platine encuivre .Il
est préférable de choisir ces 2 VTCXO de bonne
qualité car certains spécimens sortent un signal
carré trop riche en harmoniques , ou ne fournissent qu'un niveau
de sortie faible .Si cela était necessaire , on pourrait
envisager d'autres
combinaisons de fréquences , en mélangeant par ex divers
signaux disponibles en sortie de cet appareil, y compris avec la DDS ,
ce qui donne une utilisation assez "universelle " de cette
réalisation .
Pour parler "chiffres " ou performances , le commentaire suivant va parler de lui même .Dans un montage d'OL no tune utilisant un pll directement sur 10224 mhz, et dont la fréquence de référence nécessaire est de 9,984375 MHz, ( 10224 : 1024 ) en pilotant ce pll par la sortie de la DDS , elle même pilotée par la sortie 50 MHz de cet appareil, ( 100: 2 ) il y à en sotrie de l'OL un signal trés trés stable sur 10224 . La sortie 10 MHz est certainement encore plus stable car le 100 MHz est divisé par 10 , et sa dérive également .......La même DDS , pilotée par un simple TCXO , ne donnait pas satisfaction au point de vue stabilité en température ,sur 10224 MHz. La précision en fréquence n'est pas encore assurée à ce jour, par manque de " référence sérieuse "
Pour parler "chiffres " ou performances , le commentaire suivant va parler de lui même .Dans un montage d'OL no tune utilisant un pll directement sur 10224 mhz, et dont la fréquence de référence nécessaire est de 9,984375 MHz, ( 10224 : 1024 ) en pilotant ce pll par la sortie de la DDS , elle même pilotée par la sortie 50 MHz de cet appareil, ( 100: 2 ) il y à en sotrie de l'OL un signal trés trés stable sur 10224 . La sortie 10 MHz est certainement encore plus stable car le 100 MHz est divisé par 10 , et sa dérive également .......La même DDS , pilotée par un simple TCXO , ne donnait pas satisfaction au point de vue stabilité en température ,sur 10224 MHz. La précision en fréquence n'est pas encore assurée à ce jour, par manque de " référence sérieuse "
Ci
dessous
le synoptique de ce "pilote thermostaté "
Voici le brochage des 2 VTCXO
Assemblage des 3 blocs isolants en roofmate renfermants les oscillateurs et le chauffage .
La platine avec les 2 diviseurs , pour télécharger , cliquez dessus.
Les filtres ont été placés à la place des quartz , de l'autre côté de la platine .
En dessous ,la forme des signaux en sortie des diviseurs , avant et aprés filtrage.
Voici une vue de l'appareil.
02 - 06 - 2010
Voici le résultat de mesures comparatives pratiquées avec un signal 10 MHz issu d'un " Rubidium" et un signal de 10 MHz issu de la DDS. Cette DDS étant elle même pilotée en " référence " par le signal 100 MHz: 2
La différence de fréquence à été mesurée à l'aide d'un AD8302 par comparaison . Il suffit pour ce faire d'injecter le 10 MHz en provenance du Rubidium sur une entrée de l'AD8302, et d'injecter le signal issu de la DDS sur l'autre entrée de l'AD8302. Lorsque les deux fréquences sont identiques au centième de Hz, l'indicateur de différence de phase ne déviera plus .S'il subsiste une différence de fréquence entre les deux signaux , l'aiguile du galvanomètre oscillera trés précisément à la différence des deux fréquences .Il suffit donc pour mesurer la différence de fréquence de varier le signal de la DDS avec un pas de un centième de Hz jusqu'à l'instant ou l'aiguille du galva ne bouge plus .................cette méthode est trés trés précise . Il faut cependant rajouter que cette différence ne devient " visible " que lorsque les 2 fréquences sont déja trés proches l'une de l'autre , La raison en est simple, s'il y à 1 KHz de différence entre les 2 signaux , l'aiguille du galva va osciller sur 1000 Hz ..........cela ne sera pas visible car la constante de temps du galva ne permettra pas de le voir ......... il faudra donc se rapprocher " au plus prés de la fréquece à comparer pour rendre visible l'oscillation du galvanomètre ......Une méthode similaireà été utilisée par F6ETI en utilisant un mélangeur genre " SBL- 1 "
Ci dessous les résultats d'une mesure comparative entre un Rubidium et la DDS .Les intervales de temps d'observation ne sont pas réguliers car pendant ces mesures pratiquées chez l'ami André de F1FDB nous étions occupés par des vérifications sur son installation ATV 2305 MHz.Le tableau permet de constater les dérives en fréquences de cette réalisation .Celles ci sont trés acceptables pour une réalisation " home made " .A présent il me reste à modifier certains équipements à la station ( fréquencemètre ,DDS , PLL hyper .......) afin de les piloter par cet appareil dans le but d'obtenir une meilleure stabilité et précision .
La sortie 100 MHz : 10 n'à pas été vérifiée faute de temps , mais on peut considérer celle ci comme ayant une dérive 5 x moindre que le 100 MHz : 2 utilisé comme référence dans la DDS .
Conclusion : la sortie 100 MHz : 10 n'est pas trés loin d'un rubidium en stabilité .
................................ Critiques et commentaires sont bienvenus ..........................
Voici le brochage des 2 VTCXO
Assemblage des 3 blocs isolants en roofmate renfermants les oscillateurs et le chauffage .
La platine avec les 2 diviseurs , pour télécharger , cliquez dessus.
Les filtres ont été placés à la place des quartz , de l'autre côté de la platine .
En dessous ,la forme des signaux en sortie des diviseurs , avant et aprés filtrage.
Voici une vue de l'appareil.
02 - 06 - 2010
Voici le résultat de mesures comparatives pratiquées avec un signal 10 MHz issu d'un " Rubidium" et un signal de 10 MHz issu de la DDS. Cette DDS étant elle même pilotée en " référence " par le signal 100 MHz: 2
La différence de fréquence à été mesurée à l'aide d'un AD8302 par comparaison . Il suffit pour ce faire d'injecter le 10 MHz en provenance du Rubidium sur une entrée de l'AD8302, et d'injecter le signal issu de la DDS sur l'autre entrée de l'AD8302. Lorsque les deux fréquences sont identiques au centième de Hz, l'indicateur de différence de phase ne déviera plus .S'il subsiste une différence de fréquence entre les deux signaux , l'aiguile du galvanomètre oscillera trés précisément à la différence des deux fréquences .Il suffit donc pour mesurer la différence de fréquence de varier le signal de la DDS avec un pas de un centième de Hz jusqu'à l'instant ou l'aiguille du galva ne bouge plus .................cette méthode est trés trés précise . Il faut cependant rajouter que cette différence ne devient " visible " que lorsque les 2 fréquences sont déja trés proches l'une de l'autre , La raison en est simple, s'il y à 1 KHz de différence entre les 2 signaux , l'aiguille du galva va osciller sur 1000 Hz ..........cela ne sera pas visible car la constante de temps du galva ne permettra pas de le voir ......... il faudra donc se rapprocher " au plus prés de la fréquece à comparer pour rendre visible l'oscillation du galvanomètre ......Une méthode similaireà été utilisée par F6ETI en utilisant un mélangeur genre " SBL- 1 "
Ci dessous les résultats d'une mesure comparative entre un Rubidium et la DDS .Les intervales de temps d'observation ne sont pas réguliers car pendant ces mesures pratiquées chez l'ami André de F1FDB nous étions occupés par des vérifications sur son installation ATV 2305 MHz.Le tableau permet de constater les dérives en fréquences de cette réalisation .Celles ci sont trés acceptables pour une réalisation " home made " .A présent il me reste à modifier certains équipements à la station ( fréquencemètre ,DDS , PLL hyper .......) afin de les piloter par cet appareil dans le but d'obtenir une meilleure stabilité et précision .
La sortie 100 MHz : 10 n'à pas été vérifiée faute de temps , mais on peut considérer celle ci comme ayant une dérive 5 x moindre que le 100 MHz : 2 utilisé comme référence dans la DDS .
Conclusion : la sortie 100 MHz : 10 n'est pas trés loin d'un rubidium en stabilité .
................................ Critiques et commentaires sont bienvenus ..........................