Sonntag, 21. Juni 2020

10 MHz Referenz Eingang des Icom IC-9700



Wieviel HF-Leistung verträgt der REF-Eingang des IC-9700? Wo liegt die untere Grenze für eine sichere Funktionsweise, und muss das 10 MHz-Signal ein Sinus oder ein Rechteck sein? Fragen, zu denen geneigte OM in Foren gerne ihren Senf dazu geben. Hier mein eigener Senf:

Schaut man in der Bedienungsanleitung nach, so gibt Icom einen Wert von ca. -10 dBm an. Das sind 0.1 mW, bzw. 100 uW. Sapperlot, das ist verdammt wenig, finde ich.
GPDSO (GPS kontrollierte Oszillatoren) und OCXO (Quarzofen) liefern in der Regel wesentlich mehr. Mein GPSDO hat zum Beispiel 13 dBm, also 20 mW. Kann man mit dieser Leistung dem IC-9700 Schaden zufügen?

Betrachten wir den REF-Eingang des 9700er etwas genauer. Im Blockschatbild des Service Manual wird er so dargestellt:


Auf den Eingang folgt ein Dämpfungsglied (-6 dB). Darauf folgt ein Limiter (Clipper) mit zwei antiparallel geschalteten Dioden. Was dort rauskommt wird wieder verstärkt und passiert einen zweiten Limiter und anschließend einen Buffer, bevor es in die eigentliche Oszillatorschaltung gelangt.

Die ersten drei Stufen sehen im Detail so aus:


Was haben sich die Ingenieure überlegt, die diese Schaltung gebaut haben?
Wieso begrenzen, wieder verstärken und wieder begrenzen?
Nun, ich denke, sie sind vom DAU ausgegangen, wie jeder vernünftige Ingenieur - vom Dümmsten Anzunehmenden User. So wie ich zum Beispiel. Der hängt einfach seinen Quarzofen oder sein GPDSO an den REF-Eingang, ohne groß nachzudenken. Das ist genau das, was ich getan habe.

Darum haben sie ein Dämpfungsglied von -6 dB eingebaut. Das reduziert mal das Gröbste, bzw. die Leistung des 10 MHz-Signals um das Vierfache. Die SMD-Widerstände sind zwar winzig klein, aber sie vertragen auch noch 20 dBm (100 mW), wenn es sein muss. Und im Notfall brennen sie einfach ab - das kann man wieder reparieren. 

Die nachfolgenden Dioden begrenzen das Signal auf maximal 1 Vpp und machen bei großen Pegeln einfach aus dem Sinus ein gruseliges Rechteck-Signal. Die Dioden 1SS390 sind robuste Kerle und schützen den nachfolgenden Verstärker vor tödlichen Signalpegeln. 
Wenn z.B. von 13 dBm am REF-Eingang nach dem Dämpfungsglied noch 7 dBm bei ihnen ankommen, lachen die sich bloß kaputt. Ich wage zu behaupten: auch bei 20 dBm (100 mW) am REF-Eingang lachen die noch.

Nach dem Begrenzer mit den beiden Dioden folgt wieder ein Verstärker. Logisch: Die Ingenieure wissen ja nicht genau, mit welchem Signal der DAU hantiert. Wird es schon von den Dioden begrenzt oder liegt es noch unter dem Begrenzer-Pegel?
Anschließend kommt der Witz der ganzen Schaltung: nach einer kräftigen Verstärkung in einer Basisschaltung wird das Signal nochmals begrenzt. Wenn das bisher noch nicht geschehen ist: spätestens hier entsteht eine Art Rechteck-Signal. Damit ist auch die Frage geklärt, ob der REF-Eingang ein Sinus- oder Rechteck-Signal benötigt: es ist schlichtweg wurscht.

Bei meinen 13 dBm aus dem Leo Bodnar GPSDO fühlt sich der IC-9700 gerade richtig wohl. Kein Problem. Doch kann man dem IC-9700 auch zuwenig Signal zumuten und was passiert dann?

Die Frage ist berechtigt, denn nach dem DAU wie mir, gibt es noch den übergscheiten User (ÜGU). Der liest das Handbuch genau und dort wird ihm gesagt, dass man -10 dB auf den Referenzeingang geben soll. Dann misst der Übergescheite natürlich auf die zweite Kommastelle genau und greift dann zu einem Dämpfungsglied. Diese User können nicht nur exakt messen, die haben auch eine Schublade mit Dämpfungsgliedern und anderem Unsinn. 
Vielleicht sind sie sogar besonders vorsichtig und legen sicherheitshalber noch ein paar dB dazu. Irgendwann wird das Referenzsignal nicht mehr genügen, um seine Funktion zu gewährleisten.
Bei welchem Pegel das sein wird, kann ich euch leider nicht sagen. Denn ich sehe als DAU keinen Sinn darin, das zu ergründen.

Oberstes Bild: Kamille im Gerstenfeld

1 Kommentar:

  1. Darf man fragen, woher die Abneigung gegenüber dem "gruseligen Rechteck-Signal" kommt? Steile Signalflanken sind doch genau das, was man zum stabilen und jitterfreien Triggern haben möchte. Bei einem Sinus ist die benötigte Spannung dafür dann naturgemäß größer:
    https://www.analog.com/en/education/education-library/faqs/faq_which_provides_better_perform_a_clock_source.html

    73 Sascha

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