30 Jahre HB9GT - USKA

Technik
DCF-gesteuerte 10 MHz Zeitbasis
Dr. Hans-Karl Sturm HB9CSU
Nachstehend beschriebene DCFgesteuerte
10 MHz-Zeitbasis basiert
auf Erfahrungen zweier Vorgängerinnen,
deren erstere 1980 nach
einer Veröffentlichung in der „Funkschau“
1977 nachgebaut wurde.
Wie alles begann
Der DCF-Empfänger mit Aktivantenne
und selektivem Geradeausempfänger
stammte vom Technik-lehrer meines
Amateurfunkkurses. Dieser Lehrer -
der zeitgleich mit mir einen CW-Kurs
belegte und gemeinsam die Prüfung
bestand - war der geniale Peter Donatsch,
HB9CTA (sk), der den DCF-RX
der Fa.Schwille, München für sein
Elektroniklabor gekauft hatte, aber
aus Zeitmangel das DCF-Projekt aufgeben
musste. Auch HB9CTA hatte
diesen Funkschauartikel gelesen
und war am Ergebnis interessiert;
in mir glaubte er einen geeigneten
Nachfolger für dieses Projekt gefunden
haben. Die nachgebaute, nach
Vorschlägen von dipl. Ing. G. Becker
(Physikalisch Technische Bundesanstalt
PTB Braunschweig) mit einem speziellen
Ausblendteiler ausgestattete
Zeitbasis warf keine besonderen Schwierigkeiten
auf. Der Gatteroszillator mit
LS00 und 10 MHz-Billig-Quarz hatte nur
eine beschränkte Stabilität, aber der nachgeschaltete
1,5 GHz Philipsszähler mit
stufenloser Zeitbasis und daraus resultierender
Reziprokmessmöglichkeit und 2
Signaleingängen, machte diese Zeitbasis
bis 2011 nahezu unverzichtbar.
Historie und Entscheidungskriterien
zum Einsatz eines beheizten Thermostaten
OCXO
Ich bestellte über ebay und auf Anraten
von DC7EN in China 2 OCXO
amerikanischer Herkunft, vom Konzept
her 20-jährig, aber unge-braucht.
Beide OCXOs waren in Ordnung,
aber das mehrwöchige Einlaufen
bestätigte die relativ grosse Alterung,
auf die das Datenblatt explizit
hinwies. Einer dieser OCXO ist das
Herz des nachstehend abgehandelten
Projektes (Bild 1), seine Daten
sind vorzüglich. Die beachtlichen
Ausmasse des hermetisch dichten
Stahlgehäuses und mit 6 Glasdurchführungen
ausgestattetem OCXO
134-10 der Firma Isotemp Research
lassen ein Kleingehäuse für das DCF-
Normal nicht zu. Jedoch lässt der
Stromverbrauch des auf ca. 40 Grad
aufgeheizten Thermostaten von lediglich
300 mA bei unstabilisierten 12-
14 Volt Ub über alles hinweg sehen.
Die Stabilität mit 5x10E-9 ungeregelt
ist exzellent, eine interne Referenz
von 8 Volt lässt den internen VCO bei
4 Volt genau auf 10 MHz einpendeln.
Eine seitliche mit Schraubdichtung
verschlossene Öffnung gestattet Zugriff
auf ein internes Mehrgangpoti,
mit dem 10 MHz bei genau 4 Volt
Varicapspannung getrimmt werden
können. Der Output über ein C ist
3 Vss Sinus an 50 Ω, eine Trennstufe
mit 74 LS 00 kann galvanisch angeschlossen
werden, das Nand wird mit
einem Spannungsteiler 1k/3k9 an 5
Volt in den metastabilen Zustand versetzt,
1k ist an Masse. Dieser Kunstgriff
geht nur bei LS 00, die alten
7400 haben eine andere Eingangskonfiguration
und sollten nur noch
für museale Zwecke herhalten. Den
Abschluss dieses Exkurses bildet die
Anmerkung, dass die vorzüglichen
Daten des OCXO mit fast halbstündigem
Aufheizen erkauft werden müssen,
die Kaltfrequenz ist 10 000,260 kHz,
kurz vor Einlaufen in die Sollfrequenz ist
noch ein Undershoot von –20 Hz feststellbar!
Ein zusätzlicher Ausgang für
die Ofentemperatur bietet warm 3,5 V
an, kalt sind es 1,0 V, was gestattet, eine
LED anzuschliessen.
Konventionelle Referenzteiler mit
Teilerrest versus Doppelteilerprinzip
mit Zusatzmischer
Nachfolgend erfolgt die Besprechung
der Schaltung, bei der die ausgetretenen
Pfade der Direktsynchronisation
der 10 MHz Quarzreferenz durch DCF
Das zweite Projekt
Der Auslöser für das zweite Projekt
war ein Diskussionsbeitrag im CQ-
DL anfangs 2011, wo Hans Neuendorff
DC7EN, seine Odyssee bis zum
Erwerb eines Rubidiumnormals
beschrieben hatte. Mein Wunsch
war geweckt, das Ergebnis war das
zweite DCF-Normal im Miniformat
und veröffentlicht im TV-Amateur
Heft 161 der AGAF. Der beibehaltene
Gatteroszillator weckte die
berechtigte Kritik eines AGAF-Mitgliedes
und veranlasste mich, nochmals
über die Bücher zu gehen.
Bild 1: Zeitbasis-Print mit OCXO im Wärmebeutel, freilaufender Kontroll-
OCXO; Messinstrumentanzeige = 4,0 Volt
30 HBradio 4 - 2012