Генератор на Si5351a с синхронизацией от GPS

Andrzej Gorczynski - SQ1GU

1MHz - 160MHz  GPS
GPS

Генератор частоты Si5351a синхронизируется сигналом 1PPS от приемника GPS. Полезно использовать его в качестве эталона частоты 10 МГц, в анализаторе спектра или другом оборудование или как автономный генератор для приемопередатчиков.Это также превосходные прецизионные часы.

 Проект создан по мотивам статьи  W3PM QEX Июль / Август 2015 г

GPS 2  GPS 3

После включения устройство проверяет соединение с приемником GPS, и ждет информации о спутниках. Затем отображается время и через 40 секунд, если будут получены все необходимые данные, частота генератора синхронизируется. Синхронизация времени, информация о спутниках и частота, повторяются в циклах каждые 40 секунд.

GPS 7

Функция Fstab показывает нам последнее значение коррекции частоты и время, оставшееся до следующей синхронизации. Наблюдая это время, вы заметите, что первичные показания частоты уходили до 80 Гц, а затем они составили ±0,1 Гц !

GPS 6  GPS 5

Все функции управляются датчиком с помощью одной кнопки энкодера.Выходная частота организована в пять банков памяти. Каждая из этих ячеек памяти может быть запрограммирована в диапазоне 1-160 МГц с точностью до 1 Гц. И последний пункт меню - это часовой пояс.

GPS 8

Конструкция устройства очень проста:

  • Плата Arduino NANO
  • Микросхема Si5351a
  • Любой GPS приемник
  • Энкодер
  • Двухстрочный LCD дисплей
  • Источник питания 5 В

 

Схема генератора
Схема генератора



Ниже приведен график частоты и времени в течение начальных 60 минут, для версии проекта VFO без использования GPS-приемника. Во время сбора данных в помещении поддерживалась постоянная температура . Скорость дрейфа составляет приблизительно 2,8 Гц /°C.



Далее график частоты и времени в течение первых 60 минут c использованием GPS корректировки VFO. Во время сбора данных сохранялась постоянная температура в помещении.

Материалы для сборки:

PCB (pdf) <>>>:
Печатная плата (gif) <>>>:
Программа для Arduino (zip) (обновлена в марте 2020г.)
Сайт SQ1GU - sq1gu.tobis.com.pl

При первом запуске необходимо выполнить инициализацию EEprom.

  • Нажмите кнопку энкодера и включите питание.
  • На дисплее должен появиться текст инициализации.

Как всегда китайцы не остались в стороне от хорошей конструкции и наладили выпуск этого генератора, который можно приобрести на Aliexpress:

gps-sint-04.jpg

Конструкция и замечания от RA3TOX:

Вид спереди Вид на элементв схемы

У меня изначальное отклонение частоты было 1700 Гц. После коррекции меняется вблизи 1...0.4 Гц !

10 МГц 145 МГц

После публикации этой статьи ко мне обратились несколько радиолюбителей, которые указывали на очень долгую синхронизацию от спутников и неустойчивую работу генератора. Проблема была решена заменой библиотеки для работы с GPS-приемником.
Рекомендовано использовать библиотеку TinyGPSPlus.
Не забудьте установить новую библитеку и внесите необходимые изменения в скетч. После такой доработки генератор быстро находил спутники и работал устойчиво.

Следует учитывать, что напряжение питание синтезатора SI5351 - 3,3 В.
Поэтому у меня применен преобразователь уровня сигнала 5В-->3,3В. Его можно купить на Aliexpres или самостоятельно собрать на полевых транзисторах по приведенной ниже схеме:

преобразователь уровня сигнала 5В-->3,3В

Материал перевёл и подготовил Николай Большаков - RA3TOX.
Май 2018.

Желаю удачи. 73 !