Etalon 10 MHz GPS-DO avec OCXO

 

      Pour aller plus loin dans la précision, tout en restant dans le domaine amateur, il faut se tourner vers un OCXO et un temps d'acquisition plus long.

     Ce projet est l'œuvre de Yannick Turcotte et l'on trouvera les caractéristiques complètes et l'explication détaillée du fonctionnement sur son blog :

                                    www.instructables.co/id/GPSDO-YT-10-MHz-Lcd-2x16-With-LED/

     L'auteur fournit les fichiers Gerber pour la réalisation d'un circuit imprimé que l'on pourra commander chez un professionnel. Par contre le circuit imprimé que nous avons réalisé est à trous non métallisés qui nécessite quelques soudures sur la face composants, en particulier au niveau des supports de circuit intégré. Il a l'avantage de se plaquer derrière l'afficheur et de supporter les LEDs et le bouton poussoir.

     Un OCXO est un oscillateur à quartz contrôlé par une tension et placé dans une enceinte hermétique chauffée dont la température est régulée. La tension appliquée sur la borne VFC permet de faire varier de quelques Hertz en plus ou en moins la fréquence de référence, ici 10 MHz. Certains modèles sont à double enceinte, comme celui-ci.

      Le logiciel, régulièrement mis à jour, est la version 1.56 au moment où cette page est écrite. Il est fourni sous forme d'un fichier .HEX qu'il faudra programmer dans l'ATMega 328P avec, par exemple, la méthode décrite ci-après mais qui n'est pas la seule! Et pour ceux qui savent lire le langage assembleur, le fichier source est disponible sur Github:

 https://github.com/YannickTurcotte/GPSDO-YT

    Au démarrage, il est possible de supprimer l'attente pour la stabilisation en appuyant sur le poussoir ("push to pass").
    Avec une réception ininterrompue de 6 à 10 satellites, on obtient après environ une heure, une dérive maximum de +/- 0,002 Hz et souvent mieux, ce qui est très correct. Ceci avec l'OCXO indiqué sur le schéma (disponible sur eBay pour un peu moins de 20 euros). Il est à double enceinte et d'une stabilité comparable aux Trimble.
     Le 10 MHz est disponible dès la mise en route et après le temps de stabilisation, il garde la précision qu'il a eue lors de la dernière acquisition complète en réception GPS. Ces OCXO d'occasion (donc ayant subi un vieillissement de plusieurs années) sont très stables et il n'est donc pas nécessaire à chaque utilisation d'attendre la fin du cycle ultime.
 

     SCHÉMA

 

      Le réglage de Aj2 se fait à l'oscilloscope de manière à avoir en sortie 10 MHz TTL un rapport cyclique de 1 environ.

CIRCUITS IMPRIMÉS

 

 

PROGRAMMATION DU µC

 Une possibilité parmi d'autres...

     Le programmateur utilisé est un petit circuit que l'on trouve sur eBay pour un prix dérisoire (moins de 5 euros). Il est accompagné d'un câble plat et d'un adaptateur 10 broches à 6 broches.

     

 

    Sans en chercher la raison, nous n'avons pu programmer directement le µC sur la carte principale. Nous avons donc réalisé une platine "universelle" avec un support 28 broches à force d'insertion nulle et qui pourra servir à d'autres projets.

     Ce dispositif va permettre la programmation, soit d'un ATMega soit vierge, soit déjà programmé.

     - ATMega vierge : La programmation se fait grâce au fichier "program usbasp.bat" fourni par l'auteur. Il suffit de double-cliquer dessus pour démarrer la programmation dont le déroulement s'affiche dans une fenêtre à fond noir. Il y a écriture + vérification et l'opération dure quelques secondes.

     - ATMega déjà programmé : L'opération ci-dessus place les fusibles dans une configuration telle qu'il est nécessaire maintenant d'avoir une fréquence d'horloge de 10 MHz présente sur la broche 9. Pour cela, nous avons utilisé un petit oscillateur 10 MHz que nous relions à la platine de programmation par trois fils, +5V, GND et 10 MHz.
     La programmation sera alors effectuée comme dans le cas d'un circuit vierge.

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