Erweiterung eines Frequenzzählers durch einen TCXO
Vor mehr als 15 Jahren erwarb ich einen Frequenzzählerbausatz der Firma Conrad.
8 stellig mit roten 7 Segment LED und der bis 10MHz zählen kann. Den Kern bildet das IC ICM 7226. Damals spendierte ich zusätzlich einen Vorverstärker und weiterhin ergänzte eine Teilerbaugruppe rund um den U664 den Bereich nach oben bis ca. 1GHz.
Bei der Reparatur des Transceiver eines befreundeten OM stellte ich fest, daß die vom Zähler erreichte Genauigkeit nicht gut genug war. Wenn es darum geht BFO und verschachtelte PLL Schleifen abzugleichen, sollte das Meßmittel genauer sein, als das einzustellende Gut. Ich stöberte im Internet nach gebrauchten Zählern und las quer Beet über Synchronisation von Frequenzgeneratoren. Als Stichworte dazu- Rubidium Oszillator, GPS, DCF77 etc.
Sollte ich wieder einmal was Neues /Altes kaufen oder mir ein bißchen einen Kopf machen und meinen alten Zähler auffrischen? Wie man unschwer erkennen kann tat ich letzteres. Es gibt bestimmt etliche OM, die auch einen Zähler mit ähnlichem Aufbau im Schrank haben, der auch an den Stand der Technik anpaßbar ist. Mit ein Grund diese Zeilen zu schreiben.
Nach Studium der Bauanleitung und des Datenblattes zum ICM7226 entschied ich mich dafür die Standardquarzbeschaltung komplett zu entfernen und statt dessen einen Oszillator einzusetzen, der temperaturkompensiert ist (TCXO). Man findet heut zu Tage etliche Produkte am Markt, da Mobiltelefone, Notebooks und andere Konsumerelektronik ohne definierte Frequenzen nicht funktionieren könnten. Dennoch muß man sich überlegen, wie weit man die Genauigkeit für seine Zwecke benötigt und welchen Preis man gewillt ist zu zahlen. Preise reichen von ein paar Euro bis hinauf zu mehreren hundert Euro. Bezogen auf meinen Zähler kam ich zu dem Entschluß, daß mir +/- 0,5ppm Genauigkeit reichen. Das ist um Längen besser, als der schnöde Quarz, der vorher für die Impulsauszählung vorhanden war (angegeben mit 20ppm und OHNE Temperaturkompensation). Dennoch wird der Zähler bei mir nur im Haus betrieben und allenfalls im Sommer mit erhöhten Temperaturen konfrontiert. Wenn es dennoch zu heiß in meinem „Löttempel“ wird bleibt wohl auch der Zähler außer Betrieb und ich mit den Füßen lieber im kühlen Naß.
Meine Wahl fiel auf ein Exemplar für rund 22 Euro und ich mußte mir nur noch Gedanken darum machen, den Ausgangspegel von 3,3V an die 5V Logik anzupassen und ein wenig Drumherum aufzubauen. Zur Pegelanpassung dient ein Einzelinverter mit Schmitttriggerverhalten. Das verbaute Exemplar war gerade vorhanden, doch es gibt etliche andere IC anderer Hersteller, die Pingleich sind und auch verwendet werden können.
Mein Muster baute ich auf Lochraster auf. Das gelingt auch mit diesen SMD Komponenten, doch es sieht nicht besonders hübsch aus - funktioniert aber vorzüglich.
Ohne den Abgleich mit dem Spannungsteiler schwingt der Oszillator erst einmal zu tief. Legt man die Steuerspannung etwa in die Mitte der Versorgungsspannung (1,65V), dann ist man der Sollfrequenz sehr nahe. Als Referenz diente bei mir die Anbindung an das DCF77 Signal plus synchronisiertem IQ DDS Generator (Geräte aus dem FUNKAMATEUR Shop). Es gelang mit einer Torzeit von 10 Sekunden auf 1 Hz genau eine Frequenz des Generators knapp unterhalb 10MHz zu zählen.
Als Vergleich nahm ich dann noch den K3 und stellte ein Überlagerungssignal ein, so daß sich der Kammerton A’ ergab. Die Schwebung mit der Stimmgabel sowie ein zusätzlicher Test mit einem Stimmgerät für Instrumente waren zu meiner Zufriedenheit verlaufen.
Ich hoffe, ich kann mit diesem Beitrag andere OM ermuntern ihren Meßpark auch aufzufrischen.
vy 73
Andy
DK3JI
P.S. Stückliste und druckbares Layout reiche ich in Kürze nach
ein DCF77 Frequenznormal, einen 10MHz Quarzofen (60°C) und noch nen TCXO mit Feintuning?