Wzorzec częstotliwości 10 MHz w oparciu o GPSDO / Frequency Standard 10 MHz based on the GPSDO – UPDATE !!! Time Problem

WAŻNE /  important !  (02-08-2017) !!!

Aktualnie wszystkie moduły TRIMBLE THUNDERBOLT z przed ~2014r (wszystkie po za najnowszymi modułami Thunderbolt E) mają problem z prawidłową interpretacją daty problem wynika z przepełnienia się licznika i jego „powrotu” do wartości początkowej.

Aktualnie wyświetlana jest więc data 🙂 1997 rok . Niestety Trimble ma ten problem gdzieś choć moli by zaktualizować firmware jednak z przyczyn biznesowych (kasa za nowe odbiorniki) nie zrobią tego po prostu twierdzą urządzenie jest End to life a więc zakończyło się wsparcie dla tych urządzeń.

Wydaje mi się że można podjąć próbę samemu naprawy „kodu” trzeba by odczytać firmware i szukać procedury odpowiedzialnej za licznik.

Umieszczam poniżej link do dokumentu opisującego problem

Thunderbolt WNRO 10-02-0116-02-Extended Week Number (2)

Jeśli ktoś wie jak można ten problem rozwiązać … niech pisze CONTACT

=======================================================================================================

Currently, all TRIMBLE THUNDERBOLT modules before ~ 2014r (all after the latest Thunderbolt E modules) have a problem with correct date interpretation. The problem is due to the overflow of the counter and its „return” to the initial value.

So the date is now displayed: 1997 year. Unfortunately Trimble has this problem somewhere, although it is possible to update the firmware, but because of business reasons (money for new receivers) will not do just they claim the device is „End of life” and so ended support for these devices.

It seems to me that you can try to repair the „code yourself” you need to read the firmware and look for the procedure responsible for the counter.

I placed below the link to the document describing the problem

Thunderbolt WNRO 10-02-0116-02-Extended Week Number (2)

If anyone knows how this problem can be solved … let him write  CONTACT

Wprowadzenie / Introduction

Wielu elektroników i krótkofalowców często pewnie się zastanawia skąd wziąć precyzyjne i stabilne źródło częstotliwości? Na ogół te zabudowane w miernikach częstotliwości czy urządzeniach krótkofalarskich to generatory tradycyjne gdzie stabilność to ok. 50-100ppm, lepsze to generatory TCXO, czyli generatory kwarcowe kompensowane temperaturowo gdzie ich dokładność na ogół wynosi ok. 1 ppm, w tych najlepszych 0,25 ppm. Aby sięgnąć lepszej dokładności trzeba użyć wzorców OCXO te już zapewniają niezłe stabilności na ogół od 0,005 do 0,1ppm, jeszcze lepsze są generatory oparte o wzorce rubidowe (1ppb) i następnie wzorce cezowe, o ostatnich nie mówmy gdyż są dla narodowych wzorcowni, a nie użycia dla amatorów (no chyba że ktoś ma na zbyciu kilkadziesiąt tyś USD). W amatorskich rozwiązaniach, jeśli chcemy uzyskać dokładność lepszą od 0,1 ppm, możemy się poruszać w obrębie wzorców OCXO i wzorców rubidowych, ale i w takich przypadkach pozostaje jednak ciągły problem kalibrowania takiego źródła w stosunku do wzorca.  I tu pojawia się pewne rozwiązanie oparte o system GPS. Jak wiadomo taki sygnał (po za zastosowaniami lokalizacyjnymi) dostarcza do odbiornika wysoce precyzyjny sygnał częstotliwości w paśmie jest to L1 = 1575,42 MHz , a którego źródłem jest zabudowany na satelitach zegar cezowy. Teraz wystarcza taki sygnał odebrać, a nim następnie stabilizować jakieś stabilne i sterowalne źródło częstotliwości, czyli np. wspomniany wcześniej generator OCXO. I takie rozwiązanie właśnie jest stosowane we wzorcach GPSDO (GPS disciplined oscillator) w dość wolnym tłumaczeniu to oscylator dyscyplinowany GPS-em. Firm produkujących takie praktycznie gotowe moduły jest kilka. Jako ciekawostkę podam, że takie wzorce są stosowane w systemach lokalizacji ratunkowej E911 w USA systemach lokalizacyjnych DGPS, stacjach 3G, GSM i innych. Ja wykorzystałem moduł firmy Trimble o nazwie Thunderbold (do kupienia na ebay). Szczegóły budowy samego wzorca nie będę tutaj opisywał jest to bogato opisane w Internecie.

Many electronics and amateurs often probably be wondering where to get accurate and stable frequency source ? In general, these built in quartz generator in amateur or equipment is traditional generators where stability is about 50 – 100ppm , it’s better TCXO generators , ie generators temperature compensated quartz where their accuracy is generally about 1 ppm, in the top 0.25 ppm . To reach better accuracy need to use the OCXO models already provide good stability generally from 0.005ppm to 0.1 ppm, even better generators are based on patterns of rubidium ( 1 ppb ), and then cesium standards , let us not talk about the past as they are for the national standart , not use for amateurs (unless that someone is on the sale tens of thousand USD) . The amateur art, if we want to achieve accuracy better than 0.1 ppm, we can move within the patterns OCXO and rubidium standards , but in such cases , however, remains constant problem of calibrating such a source in relation to the pattern. And here there is some solution based on the GPS system . As we know, such a signal (after the applications localization ) to the receiver provides highly precise signal frequency band is L1 = 1575.42 MHz and the source of which is built on board satellites atomic cesium clock . It is enough to pick up the signal and then stabilize it some stable and controllable frequency source , eg the aforementioned generator OCXO . And the solution is just used in patterns GPSDO (GPS disciplined oscillator ) in a rather free translation is disciplined GPS oscillato. Companies producing these modules is practically ready a few. It is interesting that such patterns are used in the E911 emergency location systems in the U.S. localization systems DGPS stations, 3G , GSM and others. I used Trimble module called Thunderbold (sold on ebay) . Details of the construction of the same pattern I will not describe it is richly described in the Internet.

Opis urządzenia / Description of the device

Moduł Thunderbolt to praktycznie gotowy odbiornik GPSDO wymagający tylko podania sygnału GPS (wejście F na linii jest również zasilanie +5V do anten aktywnych – zlecanych), oraz zasilania (+12, +5, -12V). Wzorzec wyposażany jest w następujące wyjścia: 10 MHz, 1 PPM (pulse per minute), oraz gniazdo RS232 do komunikacji z komputerem (oprogramowanie dostępne na stronie producenta). Jeśli ktoś potrzebuje minimalistyczne rozwiązanie wystarczy zasilić tylko wspomnianymi napięciami odbiornik, oraz podłączyć najlepiej aktywną antenę GPS i możemy się cieszyć super precyzyjnym źródłem częstotliwości. Jednak ja postanowiłem rozbudować urządzenie o następujące cechy:

– rozdzielacz sygnału 10 MHz (4 wyjścia) poziom +16 dBm (50 Om) lub 1,8V RMS na 10kOm

– wyświetlacz informujący o stanie i parametrach odbieranego sygnału plus klawiaturę komend sterujących,

– układ zabezpieczenia zasilania (ochrona nad prądowa oraz przepięciowa) cenne urządzenie warto chronić,

Jako wyświetlacz oraz procesor kontrolujący wykorzystałem gotowe rozwiązanie krótkofalowca Nowo Zelandzkiego Adama VK4GHZ. Niestety jest to rozwiązanie komercyjnie (nie jest to projekt open source) a co gorsza na obecnie nie jest dostępny. Jednak pojawił się ostatnio w sieci projekt Brytyjskiego krótkofalowca Jamesa M1DST, (open source) zapewniający tą samą funkcjonalność, i choć też nie bez wad gdyż w nim wykorzystywany jest mało popularny moduł NetDuino, który, nie jest kompatybilny z bardzo u nas rozpowszechnionym Arduino zapewnia jakieś rozwiązanie odczytu parametrów. W ostateczności do komunikacji i kontroli pracy wzorca można wykorzystać oprogramowanie komputerowe i port RS232. Jako zasilacz wykorzystałem kupiony na tym razem polskim portalu aukcyjnym zasilacz dostarczający potrzebnych napięć. W rozdzielaczu wykorzystałem układy MMIC typu MSA-0886 (TI) oraz tranzystory BGA-616. Obydwa elementy najlepiej stabilizować prądowo, zapewni to wtedy stałe wartości uzyskiwanego sygnału na wyjściu.

The electronic module Thunderbolt is practically ready receiver GPSDO requiring only provide GPS signal (input F on the line is also a +5 V power supply for active antennas – outsourced ) , and power (+12 , +5 ,- 12V ) . Module equipped as in the following outputs: 10 MHz , 1 PPM (pulse per minute ) , and the RS232 socket to communicate with the computer (software available on the manufacturer). If anyone needs a minimalist solution just credited only mentioned voltages receiver , and connect the best GPS active antenna , and we enjoy great precision 10 MHz frequency source . However, I decided to upgrade a device with the following features:
– Splitter 10 MHz ( 4 outputs ) level of +16 dBm ( 50 ohm ) or 1.8 V RMS at 10k ohms
– Display information about the status and parameters of the received signal plus keyboard control commands ,
– Power protection system ( over current protection and overvoltage ) valuable device should be protected,
As a display and a processor that controls used a ready-made solution HAM from New Zeland Adam VK4GHZ . Unfortunately, this is a commercial solution (this is not an open source project ) and at present not available . However, recently appeared in the British Amateur Radio Web Design by James M1DST , ( open source ) that provide the same functionality , and although not without flaws because it is used very popular NetDuino module that is not compatible with the very widespread in our Arduino provides some read the solution parameters. As a last resort for communication and control work pattern can use computer software and the RS232 port . As the power supply I used purchased at portal auction (ebay, allegro etc,,,) Cisco power supply, providing the necessary power supply voltages . The distributor used the integrated MMIC MSA – 0886 (TI ) and BGA -616 transistors . Both elements preferably stabilize the current , it ensures a constant value when the output signal obtained .

Możliwości / capabilities

Przede wszystkim stabilność sygnału – częstotliwości, po ustabilizowaniu się zegara (ok 30min) stabilność częstotliwości jest lepsza niż 0,1ppb (jeśli odbierane jest jednocześnie 6-8 jednostek nawet 0,02ppb), czyli jedna dziesiąta miliarda lub bardziej obrazowo mierząc sygnał 10 GHz może się on zmienić o 1 Hz. Taka stabilność nie wątpliwie zadowoli każdego, nawet do najbardziej wymagającego zastosowania. Wadą jest potrzebna użycia anteny GPS w dodatku zamontowanej tak, aby niezakłócany był przez okoliczne budynki (odbicia sygnałów). Jeśli chcemy bardziej mobile źródło (i nie zależne) można zastosować wzorzec rubidowy, ale i on nie jest pozbawiony wad (pobór mocy na poziomie 10-20W) i silne nagrzewanie się wzorca (FE-5680). Nie publikuję schematu gdyż nie wniesie poziomu wiedzy technicznej, a zajmie cenne miejsce, jeśli ktoś będzie chciał skopiować lub zbudować podobny układ proszę pisać na maila chętnie udzielę wszelkiej pomocy oraz wiedzy technicznej czy też schematów.

First of all, the stability of the signal – frequency after stabilization of the clock (about 30min) frequency stability is better than 0.1 ppb (if received at the same time even 6-8 units of 0.02 ppb ), which is one-tenth of a billion or more simply by measuring the signal of 10 GHz can It is a change of 1 Hz. This stability without a doubt satisfy everyone , even for the most demanding applications. The disadvantage is the need to use the GPS antenna in addition mounted so that was unobstructed by surrounding buildings ( signal reflections ) . If you want a more mobile source (and subsidiaries) can be used Rubidium master , but he is not without flaws ( power of 10 -20W ) and strong heating of the pattern ( FE- 5680 ) .

Fotki / pictures:

 

Linki :

http://www.nist.gov/pml/div688/grp40/receiverlist.cfm

http://www.trimble.com/timing/thunderbolt-e.aspx

http://en.wikipedia.org/wiki/Crystal_oven

http://www.vklogger.com/forum/viewforum.php?f=71

http://www.m1dst.co.uk/category/projects/trimble-thunderbolt-monitor/