Rubidium Normal LPRO-101

Die Anstalt wirft Ballast ab, und in letzter Zeit fahren vermehrt Pickup vorbei, deren Besitzer schweres Zeug auf die Ladefläche hieven. KW-Endstufen zum Beispiel. Einiges hat schon Käufer gefunden. Wie zu erwarten war, vor allem das Gratismaterial. Der Rest wird wohl auf Tutti.ch oder Ricardo.ch landen. Oder dann im grossen Container für Elektronikschrott.
Ob man Atomuhren auch da rein werfen darf, weiss ich nicht. Aber ich bin sicher, dass sich jemand finden wird, der so ein Teil gerne hätte. Im Anstaltskeller liegen zwei davon und sie sind gut im Schuss. Hier ein Blogeintrag aus dem Jahr 2011. Um genau diese Frequenznormale handelt es sich:

Atomgenau

Veröffentlicht am 31. August 2011

Als gestern die Post kam und ein kleines Kästchen aus China lieferte, wurde meine XYL misstrauisch. Nicht wegen dem beiliegenden “Gift”. Denn auf dem Teil stand Atom drauf und wie ich zugeben musste, war auch Atom drin ;-)

“Ist das nicht gefährlich?”, fragte sie und dachte wohl an den Schweden, der sich ein kleines Atomkraftwerk auf dem Küchentisch basteln wollte und dann von der Polizei abgeholt wurde.

Doch mein Ziel war kein eigenes KKW, sondern eine genau Frequenz. Deshalb hatte ich ein ausgedientes Rubidium-Normal in China bestellt, made in USA by Erfatom, eine alte Atomuhr.

Rubidiumatome haben eine äusserst exakte Resonanz bei 6.8346875 GHz, und die wird ausgenützt um einen VCXO zu stabilisieren. Herzstück dieser Atomuhr ist eine Lampe mit Rubidiumgas, das zur Zündung gebracht wird und dann fein rosa leuchtet. Doch keine Angst! Da ist keine Strahlung wie in Fukushima.

Der Betrieb der Atomuhr, in meinem Fall eine LPRO-101 (1) (2) (3) ist denkbar einfach. Bevor man das Teil in Betrieb nimmt, sollte man zuerst auf die Grundplatte ein anständiges Kühlblech schrauben, denn das Kästchen zieht bei 24Volt über ein Ampère und wird deshalb heiss. Ohne Kühlung fängt die Uhr bei längerem Betrieb an zu spinnen. Das ist dann etwa so, wie bei einer toten Armbanduhr – die zeigt nur zweimal im Tag die genaue Zeit an ;-)

Dann braucht es natürlich noch ein kräftiges 24V Netzteil. Ich habe mir, der Einfachheit halber, in Hongkong ein Schaltnetzteil für eine Handvoll Dollar geordert.

Nach dem Anlegen der Spannung dauert es ein paar Minuten, bis der Oszillator einrastet. Wer diesen Zeitpunkt beobachten möchte, für den steht am Pin “BITE” ein Signal zur Verfügung. Wenn der VCXO einrastet, geht dort das Signal von ca. 4.5V auf Null. Wichtig ist auch noch die Lampenspannung, welche am Pin “Lamp Volt” beobachtet werden kann. Sie liefert eine Aussage über das Alter des Rubidium-Normals. Je tiefer sie ist, desto altersschwach ist das Teil. zwischen 6 und 9 Volt ist die Lampe gesund. Unter 3V nahe am Exitus. Meine liegt bei 7.2 Volt und es sind deshalb wohl noch einige tausend Betriebsstunden zu erwarten. Ein Dauerbetrieb wäre aber Verschwendung. Der ist auch nicht nötig, denn ich will ja nur wissen, wie genau meine TCXO’s in den Funkgeräten und vorallem im Messsender sind, und diese ggf. nachtrimmen.

Der LPRO-101 liefert ein Signal von 7.8 dBm in 50 Ohm bei 10 MHz, also etwa ein halbes Volt RMS. Die Genauigkeit sollte besser als 10^-6 sein. Also 10 mHz Abweichung bei 10 MHz. Überprüfen kann ich das aber nicht. Da müsste schon eine noch genauere Atomuhr ran, ein Cäsium-Normal. Aber immerhin: ein Quarzofen bringt es nur auf ca. 10^-6, das heisst 10 Hz bei 10 MHz.

Genauso sah es denn auch aus, als ich das Ribidium-Normal an meinen Zähler hängte, der von einem externen 10 MHz Quarzofen gespeist wird. Hier das Resultat nach einer halben Stunde Einlaufzeit des Quarzofens:

Was ich hier also messe ist keineswegs die Frequenz meines Rubidium-Normals, sonder die Frequenzabweichung des Quarzofens des Zählers. Nun kann ich diesen neu abgleichen und habe dann die höchste Frequenzgenauigkeit, die mit Amateurmitteln zu erreichen ist.

Alternativen zum Rubidium-Normal sind eine Anbindung an das GPS-System oder an den Zeitsender DCF-77. Diese Systeme hängen zwar an einem Cäsium-Normal. Aber die Genauigkeit wird durch Laufzeitverzerrungen der Funkstrecke beeinträchtigt.

73 de Anton