不要輻射

旅行、写真、無線関係、電子工作、自転車、オーディオ、などなど。 現在、中華人民共和国広州市の南の外れ、南沙区在住。

カテゴリ: GPS

趣味のアマチュア無線で活躍する測定器の一つに周波数カウンターがあります。
アマチュア無線を始めた1970年代は、アマチュア無線の周波数の校正と言えば10MHz、JJYへのゼロビートでした。
現在、10MHzのJJYはとっくに無くなっているし、周波数の測定精度も桁違いに良くなっています。現在使用している周波数カウンタも恒温オーブンを持った9桁表示のものです。10Mhzを測定するとゲートタイムを長く取れば0.1Hz単位まで表示します。
しかし、このような精度の周波数を校正する手段がありませんでした。
そこで現在、中国に住んでいるという事もあり、BG7TBL が販売しているGPSDO(GPS Disciplined Oscillator) を購入しました。高精度な10MHz信号でカウンターを校正できれば、無線機だけでなくSSGの周波数も高い精度で確認できます。

購入した製品はGPSDO本体の他に電源アダプターとGPS外部アンテナのセットで、送料込み998元でした。日本円で16,000円弱です。日本国内で購入するより、送料分安価な程度でしょうか。







フロントには液晶のみ。リアにはSMAのGPSアンテナ端子、電源の他に、1PPSと10MHz出力のBMCコネクタ。本体との通信と1PPS出力用のシリアル通信(RS232)コネクタ。動作状態を表示する3つのLEDが付いています。





GPSアンテナを接続してアンテナをベランダから外に出し、電源を入れるとGPS電波の受信を開始します。
GPSの電波を受信し、同期がとれるまでは"GPS NO FIX"と表示されます。






この時、リアにある赤色のALM(アラーム)が点灯します。次にGPS電波を受信してロックすると真ん中にある緑色のGPS LOCKが点灯します。GPSにロックしてPPSの出力を開始すると一番下にある緑色のRUN LEDがPPS信号に同期して点滅を開始します。





この状態で表示されている時刻(初期値はUTC)が調整され、GPSDOはGPSの信号に同期するようにOCXOの周波数調整を開始します。GPSDOの周波数が基準となるGPSからの信号に対して一定の範囲内になると、何らかの異常、故障が無ければALMが消えて、GPS LOCK(緑)が点灯、RUN(緑)が点滅という状態になります。



しばらく周波数を調整する時間が続きます。とは言っても、液晶に表示されている周波数を見ると、なんか、もう十分な精度に思えます。







最初に電源を入れてから25分から30分程度で 10000000.0000Hz の表示になりました。この後もまだふらつきます。ずーっと見ていた訳ではありませんが、半日もすれば、ほぼ、落ち着きました。






内部はメイン基板と液晶表示部の2枚基板です。OCXOはTrimble の 型番:73090 が使われていました。中古で中国国内では30元(約470円)程度で販売されています。


























出力端子のあるリアパネルの裏に、スペックの一部が記載されていました。

1PPS 3.3Vpp
10MHz sine +20dBm
RS232 9600bps
GPS ANT 5V



オシロスコープのFFT機能で10MHz出力を確認してみました。基本波に対して3次高調波は-40数dB程度。信号の純度は高くないようです。

 高精度10MHz標準信号の入手に関して調べている内にGPSそのものを触ってみたくて買ってみた。
module_eith_ANT
モジュールが42.50元(税込み)。モジュールにアンテナが付いているが、住んでいるアパートの室内ではGPS電波が受信できないので3mのケーブル付きの外付けアンテナも同時に購入。14.80元(税込み)。送料5.00元と併せて計62.30元。今日のレートはだいぶ人民元が安くなっていて、15.57円/元なので日本円で970円程度。
 


top1
 
現在こちら(中国広州)には電子工作の部品などを持ってきていないのでTTL出力の他にUSBインターフェースが乗っていて、直接、マイクロUSBでPCと接続出来るモジュールを購入した。






bottom
 
アンテナはモジュールオンボードの他に外部アンテナも使用できる。
 また、PPS信号もTTLと並んでヘッダーピンに出ており、信号取り出し線などの改造作業不要なのは半田ごてすら日本から持ってきていないので助かる。




top2
GPSモジュールはu-blox NEO-6Mと表示。
ピン互換のサードパーティ製や悪質なのはモジュール表面にu-bloxのラベルを貼り付けたものなども出回っているらしい。
モジュールの上の8ピンICはEFPRPM。
その左にはPPS信号で光るLED。
6ピンのU2は3.3V VCCを作るLDO。
5ピンのU3はUSB TTLシリアル変換IC。

connector
製品は段ボール箱の中にエアキャップで来るんだ、十分に梱包された荷姿で届いたが、実際の製品のマイクロUSBコネクタは一目見てケーブルの接続が出来ないほど、変形していた。幸い、コネクタの金属部品の変形のみで助かったようだったので、形状を修正して使用。
中国でものを買うと、このような事は日常茶飯事。買うものの品質を確認して買うか買わないかを判断するのは買う側の責任、という事がルールの社会だ。

device_manager
モジュールをUSBケーブルでPCに接続すると、Windows10のPCではドライバーを自動でセットアップし、モジュールをUSBシリアルデバイスとして認識する。

USBを接続すると電源が供給され、緑色のLEDが点灯する。このLEDはGPS衛星の信号を捕らえ、PPS信号の出力を始めるとタイムパルスに同期して点滅を開始する。
外部アンテナはそのままアンテナ端子に接続。オンボードのアンテナとの切り替え等は不要。
基板上にはHW-539と表示されているがファーウェイとは関係なさそう。






NMEA_Tarm
ターミナル通信ソフトを立ち上げて認識しているCOM3(このPCの場合)に接続してみる。
GPSから出力されるNMEAフォーマットを確認できた。
最初の$GPTXT にはu-blox ag…. という情報が出ており、GPSモジュール自体はu-blox製なのかと思う。
ちなみにu-blox AG はスイスの企業。

GPSの信号を受信すると、NMEAフォーマットで時刻、位置、海抜、方位、衛生に関する情報などが次々に出力される。

GPS-NMEA_moniter
USB経由でのシリアル通信は確認できたのでNMEA情報をわかりやすく表示してくれるソフト、”4river”氏が開発、公開されている NMEA Monitor for windows  を使わせていただきました。
このソフトはダウンロード後、ファイルを解凍して実行ファイルを起動するだけで、インストールは不要です。
“4river”氏のweb siteには他にもいくつかのGPS関連ソフトが公開されています。
ソフトの起動後、最初はオプションから入力ポートを設定します。GPS機種名のリストにNEO6Mが無かったので、Not Selected のままOKを押して閉じましたが、この状態で問題なくGPSからの信号の表示を開始しました。
option_setup
u-blox 社が提供している u-center Windows を使用するとGPSデータの確認だけではなく、標準は1HzのPPS出力信号の周波数を変えるなどの事ができるようだ。
周波数カウンターを中国に持ってきていないので、次回帰国時の課題。







↑このページのトップヘ