Poslední aktualizace 1.2.2019 

      
 

   GPS DO s malým jitterem a velkým rozsahem frekvencí

 
Popis použitého přístroje

Generátor kmitočtů dirigovaný z GPS jsem nevyráběl, protože ho lze poměrně levně koupit. Použil jsem výrobek od www.leobodnar.com jehož popis je zde.

Přístroj byl dodán během tří dnů v maličkém kufříku - viz obrázek vpravo.

Kufřík obsahuje vlastní GPS DO oscilátor s údajně nízkým jitterem, anténu přijímače GPS s kabelem a SMA konektorem,
napájecí kabel USB - USB mini a nějakou dokumentaci.

 

 
Kmitočtový rozsah a nastavení kmitočtu

Přístroj má kmitočtový rozsah od 400 Hz (nezkoušel jsem) do 810 MHz. Je napájen napětím 5V pomocí standardního USB - USB mini kabelu. Kmitočet se nastavuje tak, že kabel zapojíte do USB portu počítače, který běží pod Windows (včetně Win XP) a je na něm spuštěný konfigurační program, který lze stáhnout z webu výrobce. Program se nikam neinstaluje. Pokud nastavujete jen kmitočet, ponecháte levé menu. Pokud potřebujete nastavit i úroveň na výstupu a další parametry, použijete "advanced" menu - viz vpravo.

   

Injekce do LNB 10 GHz

Pro použití v transvertoru pro 10 GHz se signál přivádí pomocí koaxiálního kabelu do LNB - do SSPA mixeru. Kmitočet je v tomto případě nastaven na 25.3469 MHz (pro satelit QO-100 je kmitočet 25.787179 MHz). LNB a SSPA obsahují PLL s děličkou, která by v případě malých nároků na stabilitu byla řízena krystalem v sériové rezonanci s touto hodnotou.

Násobiče kmitočtu

Pro použití v transvertoru pro 2 320 MHz je potřebný kmitočet místního oscilátoru 1 888 MHz. Takový kmitočet nelze přístrojem GPS DO vygenerovat přímo. Proto je v LNB bloku použit jednoduchý násobič kmitočtu. Násobí 3 x a jeho schéma je zde (deska je uvedena v popisu LNB 2.4 GHz):

 

Poznámky
 

1. Kmitočet se nastaví uvedeným postupem a přístroj si ho pamatuje i po odpojení napájecího napětí.
2. Že je kmitočet dirigován signálem z GPS družic, signalizuje dioda LED.
3. Přístroj je určen pro použití s SDR přijímači. Měl by vyhovovat spektrální čistotou. Čistotu jsem neměřil, ale přijímaný signál z transvertoru byl snadno dekódovatelný a nikde jsem nezahlédl spektrální čáry, které by tam neměly být.
4. Při bastlení se nevyhneme úpravě úrovně signálu. Na deskách mám v některých případech motivy pro realizaci atenuátorů např. z rezistorů velikosti 1206, jindy používám koaxiální okonektorované (SMA) atenuátory, které lze řadit za sebou - viz vpravo.
5. Nesmíme zapomenout na způsob nastavování násobiče. Např. koncepce LNB s mezifrekvenčním kmitočtem 432 MHz vyžadovala kmitočet LO = 1888 MHz. Mám k dispozici 2 přístroje - doma dělaný koaxiální vlnoměr s rozsahem od 300 MHz do 2600 MHz. S takovým vlnoměrem pásmovou propust na výstupu z násobiče snadno naladíme. V zaměstnání mohu měřit na spektrálním analyzátoru. Bohužel, moje levná RTL-SDR klíčenka mi přijímá na nejvyšším kmitočtu f = 1766 MHz.
6. V případě, že máme k dispozici TRX Icom 910 nebo Kenwood TS-2000, můžeme zvolit koncepci s mezifrekvenčním kmitočtem 1250 MHz (např. TS-2000 pracuje od 1240 do 1300 MHz). V takovém případě potřebujeme kmitočet LO = 1070 MHz a GPS DO nastavíme na 535 MHz. Násobič 2x lze realizovat s menším úsilím a na výstupu násobícího stupně vystačíme s jednoduchou pásmovou propustí. Schéma takového násobiče je dole.

Dodatek leden 2021

Generátor do 4400 MHz

Násobiče, které jsem popsal v předchozím odstavci, jsem nakonec ve svých přístrojích nepoužil, protože jsem začal pro generování kmitočtů do 4400 MHz používat generátory s kmitočtovou syntézou, které lze frekvenčně synchronizovat z GPS DO.
 
Generátor pro transvertory s LNB

Vyhovuje mi koncepce transvertorů, které používají samostatné oscilátory pro RX a TX.

Výhody použité koncepce:

1. Duplexní provoz. Ten vyžaduje použití rozdílných mezifrekvenčních kmitočtů pro TX a RX. To samozřejmě umožňují moderní SDR TCVRy, ale také TCVRy navržené pro satelitní provoz.

2. Použití modifikovaného LNB blok pro řešení vstupního dílu RX. LNB je původně určen pro příjem satelitní TV. Je levný, citlivý a po modifikaci kmitočtově stabilní. Jednu z modifikací jsem popsal zde.

Podmínky použití rozdílného mf kmitočtu:

1. Generátory musí dávat naprosto stabilní kmitočet. Proto GPS DO stabilizace.
2. Generátory musí dávat kmitočet se spektrální čistotou, která nám neznemožní příjem slabých signálů.
3. Použití jednoho generátoru GPS DO. Tuto podmínku jsem si stanovil sám, aby se ze zařízení nestalo monstrum. Proto používám zapojení podle obrázku vpravo.

 
GPS DO generuje kmitočet 27.00000 MHz a stabilizuje generátor GEN1 (levný typ Si5351 se dvěma výstupy, lze konfigurovat z klávesnice). GEN1 vyrábí kmitočet pro LNB na prvním kanále a 25.00000 pro řízení GEN2. GEN2 vyrábí kmitočty pro různé použití. Např. 2256 MHz pro transvertor satelitního provozu nebo 3408 MHz pro pásmo 10.368 GHz (při IF = 144 MHz). Dlouhodobě využívám a zkouším takto realizované generátory na duplexním transvertoru - malém setupu pro satelit QO-100.
   TU 73, Mira, ok1ufc