Schakeling is geplaatst op 14 februari 2014

OPGELET: op delen van deze schakeling staat de levensgevaarlijke spanning van 220 Volt, Pas op met de bouw en zorg voor een deugdelijke behuizing !!

Precisietijdbasis voor Frequentieteller.
Een tijdbasis voor een frequentieteller heeft de taak om diverse stuursignalen met diverse frequenties te leveren. Veelal moeten deze signalen TTL-compatibel zijn, omdat voor frequentiellers vaak TTL-logica en LED-weergave in gebruik is. Op zich kan er met behulp van een kwartskristal een redelijk nauwkeurige oscillator worden gebouwd. Oscillatoren welke op deze manier worden opgebouwd bezitten veelal een nauwkeurigheid van ongeveer 5 • 10-6/°C. Wanneer u echter een andere "kristaloscillator" wil gaan afregelen met eveneeen een op kwartskristal gebasseerde frequentieteller, zullen er naukeurigheidsproblemen ontstaan. Om via een kartskristal goede resultaten te bereiken moet de standaardoscillator minimaal een nauwkeurigheid bezitten van 10-8/°C. Met een kristaloscillator is dat eigenlijk niet te realiseren, omdat de stabilliteit samenhangt met factoren zoals: variatie in de voedingsspanning, temperatuur invloeden, veroudering componenten, en dergelijke. Op zich zijn voorgaande problemen op te lossen, echter is dan wel een behoorlijke investering in materiaal en de ruimte noodzakelijk. Er bestaat ook een uitstekend ALTERNATIEF, welke een eenmalige kleine investering vergt. Er kan namelijk uitstekend gebruik worden gemaakt van de "draaggolf-frequenties" van radiozenders, omdat deze zeer precies op hun freqentiewaarde worden gehouden. Hierdoor kunnen deze PERFECT als een precisie-tijdbasis worden ingezet. In Zuid-Engeland staat de zender Droitwich welke op een frequentie van 198 kHertz uitzendt, en een nauwkeurigheid van 7 • 10-11 heeft. Deze schakeling is ontworpen voor het gebruik van de Droitwich draaggolf. Kort samengevat omvat de schakeling een antenne(voor het oppikken van het zendersignaal), een versterker om een Phase Locked Loop(PLL) te sturen, een frequentiedeler en een netvoeding. Beschrijving van de schakeling: Het zendersignaal wordt opgepikt via een ferrietantenne(geheel links). Deze antenne bestaande uit spoel(L3) en de condensatoren(C19,C19A,C19b en op de hoofdprint geplaatste condensator(C1). Zij vormen gezamelijk een afgestemde kring van 198 kHertz. Het via de aansluitplug(AIN) binnenkomende signaal, zal via de selectieve versterker (opgebouwd met de componenten rondom transistor(T1) t/m T5) ongeveer 250000 maal worden versterkt. Dit versterkte signaal zal aan het "PLL"-integrated circuit(IC1) worden toegevoerd. Deze PLL-schakeling heeft tot doel het ontvangen zendersignaal, met modulatie, storing en ruis om te zetten naar een 'schoon'-signaal. Dit 'schone'-signaal bevat dan GEEN modulatie, storing en ruis maar WEL dezelfde frequentiestabiliteit en nauwkeurigheid. Hiervoor is het noodzakelijk dat de ingangsfrequentie en de frequentie van de ingebouwde Voltage Controlled Oscillator(VCO) niet te veel van elkaar afwijken, zodat de VCO kan worden 'ingevangen'. Dit INVANGEN zal worden aangegeven door het oplichten van LED1. Dit INVANGEN wordt ook frequentie-locken genoemd. Wanneer u bijvoorbeeld bij LED1 als bijschrift op de behuizing LOCK plaatst, is het oplichten van LED1 direct duidelijk. De frequentie van de vrijlopende VCO, zal worden bepaald door de weerstand(R13), instelpot(P) en condenstor(C14). Hierbij dient instelpot(P) voor het afregelen. De weerstand(R17) en de condensatoren(C17 en C18) vormen samen met de in het Integrated Circuit(IC1) aanwezige weerstand een laagdoorlaatfilter, terwijl condensator(C16) met een andere weerstand in Integrated Circuit(IC1) een laagdoorlaatfilter voor de INVANG-signalering vormt. De UITGANG van de VCO, welke in INGEVANGEN-toestand gesynchroniseerd zal worden door het ingangssignaal zal worden afgenomen van PEN 5 van het Integrated Circuit(IC1). Transistor(T6) vormt een signaal-scheidingstrap voor de frequentie-deler schakeling. Deze delerschakeling, bestaat uit de Integrated Circuit's(IC2 t/m IC7). Iedere delertrap zal de ingangsfrequentie door 10 delen in twee stappen(eerst door 2 en dan door 5). De uitgangssignalen, worden rechtstreeks naar buiten uitgevoerd, via de aansluitpunten(UIT_A t/m UIT_G). De uitgangssignalen hebben de volgende kenmerken(van UIT_A naar UIT_G): 100 kHz(10µs), 10 kHz(100µs), 1 kHz(1 ms), 100 Hz(10 ms), 10 Hz(100 ms) en 0,2 Hz(5 s) en zijn direct beschikbaar als tijdbasis-frequentie voor frequentietellers. Om te voorzien in de mogelijkheid om vast te kunnen stellen, of de antenne het Droitwich-signaal opgepikt heeft is een controle-uitgang(OTU) aangebracht, welke is verbonden met het collectorsignaal van transistor(T5). Op deze uitgang, kunt u een kristal-oortelefoon aansluiten om geluid van BBC 4-radio te beluisteren. BBC4, zendt namelijk uit via Droitwich, vandaar dat u dan zeker weet dat u het juiste signaal oppikt. Geheel rechts van de schakeling, is het netvoedingsdeel geplaatst. De voeding is zo eenvoudig mogelijk gehouden, waarbij de spanningsregelaar(IC8) de basis vormt. De condensatoren(C20 en C21) zijn toegepast om stoorspanningen weg te werken. Condensator(C23) welke parallel aan condensator(C22) staat, is nodig om snelle variaties op te kunnen vangen. LED2 is toegepast, om zichtbaar te maken dat de +5 Volt voeding AANWEZIG is op de schakeling. OPBOUW van de SCHAKELING Zoals u op de printlayout kunt zien, bestaat deze uit een drietal delen, welke middels aansluitdraden(lichtblauw weergegeven) verbonden worden tot één geheel. Linksbovenaan, is de ferrietantenne weergegeven. Voor spoel L3, is een aparte afbeelding weergegeven, om u een indruk te geven hoe het samengebouwd in een kunststof-kastje is ondergebracht(merk hierbij de beide rubberen tules(naast de ferrietkern) en de in hars gegoten spoel op. Voor de aansluitdraden naar de hoofdprint, kan het beste afgeschermd microfoon-kabel worden gebruikt. LET OP, deze kabel mag maximaal 20 meter lang zijn. Onderaan is de hoofdprint, waarop de ONTVANGER, VERSTERKER, PLL, en VCO(delerschakeling) is ondergebracht weergegeven. Hierop staat geheel links, het chassisdeel voor aansluiting van de antenne, dan de ontvanger met daarachter de versterker. Daarna de PLL met instelpot(P), met direct daarna de Oortelefoon-aansluiting(OTU) en schematisch weergegeven de oortelefoon zelf(OT). Geheel rechts staat de VCO(delerschakeling(IC 2 t/m IC7) met de naar buiten uitgevoerde aansluitpunten(UIT_A t/m UIT_G), waarop de tijdbasis-frequenties beschikbaar zijn. Het is van groot belang dat deze HOOFDPRINT in een metalen behuizing moet worden geplaatst, om invloeden van externe signalen te vermijden. De voedingsaansluiting PLUS en NUL, kunt u naar buiten voeren in de vorm van een tweevoudige connector, of als losse draden welke naar het netvoedingsdeel lopen. Rechtsbovenaan staat de netvoeding als geheel weergegeven, waarbij de twee lichtblauwe verbindingen de aansluitdraden met de hoofdprint zijn. De detailtekening van de Antenne, geeft aan hoe u spoel(L3) zelf dient te maken. Gebruik voor het wikkelen van deze antennespoel gelakt koperdraad van 0,2 mm in doorsnede, en omhul de uiteindelijke spoel met hars. Indien u een trim-condensator van 470pF bezit en/of deze kunt aanschaffen, kunnen de beide parrallel-geschakelde condensatoren(C19A en C19B) aan trim- condensator C19 komen te vervallen (hierdoor is de afstemkring zeer stabiel). AFREGELEN van de SCHAKELING: Voor het afregelen een (draagbare) radio als hulpmiddel. U dient als eerste in uw woning een plek te zoeken, waar u via uw radio ontvangst van BBC-4 heeft. Zodat u zeker weet dat het Droitwich-signaal voor u beschikbaar is. Het Droitwich-signaal is in het oosten van ons land het zwakst. Indien u de Droitwich-ontvangst-plek heeft gelocaliseerd, moet de antenne OP DIE PLEK gemonteerd worden. De antenner wordt namelijk toegepast als zijnde een RICHT-antenne. Nu u de locatie van de antenne heeft bepaald, kunt u de verbinding(via microfoonkabel) leggen naar de ingang(AIN) van de hoofdprint. OPMERKING: de kabel mag maximaal 20 meter lang zijn. Nu kan de daadwerkelijke afregeling plaatsvinden, hiertoe sluit u de oortelefoon(OT) aan op de aansluitbus(OTU) en verdraait u de trim-condensator(C19 in de antenne) zodanig dat op zowel de radio als ook op de oortelefoon(OT) het BBC-4 geluid duidelijk hoorbaar is. Wanneer dit is gerealiseerd, stelt u instelpot(P) op de hoofdprint dusdanig af, dat bij een duidelijke ZERO-BEAT(één heldere toon) de LED1 oplicht ten teken dat het signaal INGEVANGEN is . Door nu de schakeling even UIT en weer IN te schakelen, controleert u de instelling LED1 moet na inschakeling direct weer oplichten. Gebeurt dat niet, dan opnieuw de instelpot(P) afregelen met de ZERO-BEAT. Indien u aan de westkust van Nederland woont, zal het geluid vanwege de sterkere ontvangst minder fraai klinken, dit heeft echter geen invloed op de tijdbasis-frequenties. Wanneer het Doitwich-signaal zo sterk is, dat het signaal in transistor(T2) al 'vastloopt', kunnen er parallel aan spoel(L1) een tweetal tegengesteld ten opzichte van elkaar gerichte(anode van de één aan kathode van de andere) GERMANIUM-dioden (AA117 of iets dergelijks) worden geplaatst. Is voorgaande niet te realiseren, dan kunt u condensator(C9) weglaten. Hierdoor ontstaat dan een tegenkoppeling naar transistor(T3). De afregeling is nu voltooid, en u kunt de opstelling van de Antenne en de hoofdprint en ook de voeding DEFINITIEF maken. LET OP: het verdient de aanbeveling om de antenne en de hoofdprint zo ver mogelijk uit de buurt van digitale-signalen te houden. Als laatste de opmerking, dat deze precisie-tijdbasis NIET geschikt is voor het sturen van digitale klokken en dergelijke vanwege het feit dat de Droitwich-zender in de nacht enkele uren NIET beschikbaar is vanwege het UIT DE LUCHT zijn.
0186.png
Klik op afbeelding om gehele schakeling te zien.

0186a.jpg
Uitvoering van de Antenne-kring.

0186b.jpg
Detailtekening van antenne-spoel L3.

OPGELET: op delen van deze schakeling staat de levensgevaarlijke spanning van 220 Volt, Pas op met de bouw en zorg voor een deugdelijke behuizing !!

Klik op de COMPONENT-LIJST knop, voor een componenten overzicht
De component informatie, is voornamelijk afkomstig uit het leveringsprogramma van Farnell (www.farnell.com) tenzij anders aangegeven.

layout.png
De afbeelding geeft de printplaat weer, gezien bovenop de componenten. De rode lijnen zijn de printbanen welke zich aan de onderkant(soldeerzijde) bij een standaard print bevinden.
Ook staan er naast de SMD-condensatoren in BLAUW uitgevoerde printbanen, welke op elk uiteinde een lichtgroen vierkant vlak hebben waarna de banen als rode printbanen verdergaan. Dit zijn de verbindingsdraden waarmee de SMD-condensatoren via doorgeboorde gaten met de layout-kant van de printplaat verbonden moeten worden.

Ook staan er één of meerdere BLAUWE printbanen, welke op elk uiteinde een lichtgroene vierkante vlak heeft waarna de banen als rode printbanen verdergaan. Dit zijn doorverbindingen welke handmatig op de componentenkant van de printplaat aangebracht moeten worden.

Terug naar index

Terug naar de homepage

Email deWebmaster