SCHWILLE DCF 77 FREQUENTIE STANDAARD

 click on Frequency standard-eng

INLEIDING

Als men veel met meetapparatuur omgaat, komt er onwillekeurig een tijd dat meer nauwkeurigheid een belangrijke factor gaat worden. Veel instrumenten zijn gebaseerd op een referentiebron in de vorm van een 1 of 10 MHz kristaloscillator zonder of met oven, maar is de frequentie stabiel en correct en hoe kan het geijkt worden. Een betrouwbare standaard om dat te doen is niet altijd in de directe omgeving beschikbaar.

Een methode die door mij toegepast wordt is een ontvanger afstemmen op een ijksignaal van een 10 MHz zender, de oscillator beluisteren en dan afregelen op zwevingsnul. Dat vereist enige oefening en het gaat redelijk goed. Perfect is het niet, want vaak is er fading of de sterkte van het signaal is onvoldoende ten opzichte van andere storende bronnen. Kortom er ontstaat behoefte aan een behoorlijke frequentiestandaard.

SCHWILLE DCF 77 TYPE 860

 

Een professionele frequentiestandaard dat gelokt is op een zender, een atomaire frequentie of GPS is een kostbaar instrument. Het goedkoopste is een Schwille type 860 dat zijn referentie betrekt uit het tijdsignaal van het 77.500 kHz station DCF77 in de buurt van Frankfurt. Om van de zender te profiteren moet de ontvanger zich binnen in een straal van ongeveer 1500 km bevinden. Dat beperkt de toepasbaarheid van het apparaat tot een gedeelte van Europa, maar is geschikt voor ons land.

De nieuwprijs van deze frequentiestandaard was niet aantrekkelijk voor mij want mijn temperatuur geregelde BULOVA 10 MHz oscillator voldeed goed. Geduldig wachten werd beloond toen er onverwacht zelfs twee exemplaren na elkaar op de ebay.de veiling aangeboden werden. Zo ben ik tegen een redelijk bedrag eigenaar (fig») van het instrument geworden.

Het apparaat wordt voor zover mij bekend in Oostenrijk gemaakt en onder andere onder de naam Schwille op de markt gebracht.

 

 

 

Technische Gegevens:

Ontvangstfrequentie: 77,500 KHz

Zender: DCF 77 Normaal frequentie zender

Plaats: Mainflingen bij Frankfurt am Main

Normaal frequenties (uitgangen): 100 KHz, 1,000 MHz en 10,000 MHz

Niveau: TTL met Fan Out 30

Impulsvorm: Blokgolf met een 50:50 verhouding

Controle uitgang: 2 Vss signaal van de zender

Nauwkeurigheid:................. Is afhankelijk van de meettijd

............................................ 1 × 10-7 bij 1 seconde meettijd

............................................ 1 × 10-8 bij 10 seconden meettijd

............................................ 1 × 10-9 bij 100 seconden meettijd

............................................ 1 × 10-11 bij 12 uren (dag/nacht tolerantie)

Veldsterkte indicatie: 20 Segmenten rode LED balken

Bandbreedte ontvanger: Smal door een ± 12 Hz breed intern kristalfilter

Frequentieconversie: PLL met quasi periodische deler

Inregeltijd: Na het inschakelen ca 30 seconden

Antenne: Aparte ferrietantenne met 5 m kabel

Antennebehuizing: Bevestiging met montagebeugel

Behuizing: Kunststofhuis h × b × d, 135 × 175 × 235 mm

Voedingsspanning: 230 Volt AC 50 - 60 Hz 5 VA

 FERRIETANTENNE

 

 

Een aparte ferrietantenne in een kunststof behuizing met een 5 m lange en dunne afgeschermde kabel hoort bij het apparaat. De afgestemde kring met een 2700 pF condensator wordt versterkt en gebufferd met een BF245C FET. Het signaal komt van de drain via de toevoerleiding waar een spanning van 3 V op staat.

 

De ontvangst in mijn shack was niet optimaal en meer versterking zou welkom zijn. Bij een vergelijking van de parameters van BF245C en J310 zou de laatste beter op zijn plaats zijn. Bij wijze van proef werd («fig) een J310 parallel aan de BF245C gesoldeerd en de ontvangst van de tijdzender was volgens de LED indicator maximaal! De spanning op de toevoerleiding werd 2 V, een teken dat de stroom toegenomen is. Vermoedelijk wordt met één FET hetzelfde effect bereikt door de source weerstand te verkleinen, maar ik heb niet meer de moeite genomen om nog iets te veranderen.
 

BULOVA KRISTAL OSCILLATOR

Door mij wordt als referentiebron een (fig») oven gestabiliseerde 10 MHz Bulova/HP krisitaloscillator gebruikt. Het systeem is met voeding ondergebracht in een leeggehaald HP kastje. De Bulova is een buitengewoon stabiel product. Zelfs als het niet permanent aan staat en incidenteel in actie moet komen, is na ongeveer 10 minuten de frequentie weer precies op 10 MHz. Dat is met andere nog stabielere standaarden gecontroleerd.

TYPE 860 IN ACTIE

 

Hoe werkt het type 860 in de praktijk? Als zijn 10 MHz uitgang samen met dat van een 10 MHz kristaloscillator (hier Bulova) naar een dubbelstraal oscilloscoop geleid wordt, zullen de figuren stil staan, mits beide frequenties precies gelijk zijn. Is dat niet zo, dan moet de te ijken oscillator bijgesteld worden.

Echter als er fading is van het DFC77 signaal, zal de gelokte 10 MHz uitgang in geringe mate ten opzichte van zijn stabilisatiepunt heen en weer "zwalken". In deze omstandigheid regel ik een oscillator af op het midden van die beweging. Dat blijkt in de praktijk een goede methode te zijn. Is mijn BULOVA eenmaal op frequentie gezet, dan is hij rotsvast, want binnen een bepaalde meettijd gaat de DCF77 standaard door fading enigszins heen en weer.

 

SPLITTER

 

 

Om diverse meetinstrumenten te voeden met een stabiele 10 MHz tijdbasis, wordt een verdeler met 4 uitgangen gebruikt. Het aanvankelijk smoezelige doosje is ooit ergens opgeduikeld en opgeslagen voor de BNC connectors en om er eventueel een project in onder te brengen. Toen het ding in een later stadium gereinigd en opgepoetst was, bleek het een professionele splitter te zijn van 3 MHz - 200 MHz!