Archivi tag: labview

Trimble UCCM GPSDO – EOL

In un vecchio articolo ho parlato di un oscillatore UCCM Trimble che, dopo molti anni, era riuscito a dotare di case, alimentatore e monitor. Una volta collegato il ricevitore all’antenna, Attivato il monitoraggio del ricevitore mi sono reso conto che qualche cosa non andava: in pratica l’UCCM non passa mai allo stato di LOCK (luce che lampeggia velocemente), in quanto, sembra, che la board non riesca a disciplinare l’oscillatore.
Ho chiesto idee e suggerimenti anche sull’ottimo forum eevblog, ma senza particolari esiti. Pertanto ho provato a giocare un po’ con oscillatore e board, per cercare di capire dove potesse essere il problema.

Il primo step è stato quello di smontare l’oscillatore dalla board, collegarlo ad una fonte di alimentazione lineare e stabile e fare qualche misura di corrente e frequenza. In questa fase ho valutato:
– assorbimento in corrente, deve essere non costante. Il quarzo (OCXO) deve assorbire parecchia corrente in fase di Warm-UP e poi deve stabilizzarsi a valori “ragionevoli;
– frequenza iniziale del quarzo, con il terminale Vtune posto a massa.
Per fare queste acquisizioni ho rispolverato LabView, su una comoda macchina virtuale Windows 10. Gli strumenti usati sono un multimetro da banco HP 34401A ed un counter HP 53131A. Quest’ultimo ha un reference 10MHz esterno, proveniente dal GPSDO Samsung.

Corrente in funzione del tempo.

Il “forno” funziona bene. Il tempo di riscaldamento è ragionevole e, trascorso tale transitorio, la corrente si assesta su valori bassi. Fino a qui, tutto ok. Anche la frequenza di uscita è stabile e centrata attorno ai 10MHz, non ci sono particolari deviazioni, tutto sembra rientrare nella norma (anche se non avendo un datasheet, la norma è un concetto un po’ vago). Ho anche tracciato un grafico della funzione “Frequenza vs Vtune” del quarzo, anche questo è piuttosto lineare (la “gobba” nella parte iniziale è dovuta ad un diverso metodo di misura).

Lo step successivo è stato quello di rimontare l’oscillatore nella board per monitorare la corrente assorbita dalla board, la frequenza di uscita e la tensione di controllo. In teoria la tensione di controllo, dopo un po’ di swing iniziale, dovrebbe assestarsi su un valore costante, mentre il sistema va in lock ed inizia a funzionare regolarmente.

Corrente della board

tensione di controllo.

Anche qui… ci siamo, almeno in teoria. Solo che il sistema, anche monitorato da Lady Heater, non raggiunge mai lo stato di LOCK, mantenendo valori di TFOM molto alti (3 – 7). Inoltre il valore della differenza di fase è molto “ballerino” arrivando a valori molto bassi (4.5 E-6) per tempi brevissimo per poi ricadere in alto (1 E-2). Qualche problema c’è sicuramente. Sarà la board? Sarà l’oscillatore? Non sono in grado (per adesso) di dirlo. Intanto ho ordinato un altro GPSDO per fare “la coppia” in attesa che arrivi un altro giocattolo molto interessante.

Counter HP 53131A

Da qualche tempo, in ufficio, ho un counter HP 53131A. Leggendo nella lista time-nuts, ho scoperto che non è un fenomeno nella misura della frequenza, soprattutto a 10MHz. Malgrado questo, vorrei provarlo con i software di KE5FX, pertanto mi sono dotato di una interfaccia GPIB – USB della National Instruments ed ho provato a fare colloquiare il PC con il counter.

Malgrado i mille tentativi non sono mai riuscito nell’impresa fino a quando mi è sorto un atroce dubbio: vuoi vedere che l’adattatore non fa contatto con la presa sullo strumento? Questo malgrado io abbia serrato completamente le viti di bloccaggio dell’adattatore stesso. Pertanto ho recuperato due vecchi cavi GPIB, ho tolto la abbondante polvere ed ho collegato l’adattatore: tutto perfettamente funzionante.

Inutile sottolineare il mio disappunto per questa cosa. Il lato positivo è che adesso ho collegato sia il counter che il multimetro via GPIB e posso, con un po’ di fantasia, controllarli da LabView per fare qualche misura “long term”. Da questo punto di vista è molto utile avere LabView su una macchina virtuale nella WorkStation dell’ufficio, in modo che possa lavorare anche quando non sono sulla scrivania. Nei prossimi giorni qualche considerazione su un GPSDO che non vuole saperne di funzionare!

Multimetro ed energy meter

Un po’ di tempo fa sono riuscito a montare il mio energy meter. Progetto che si è trascinato sulla mia scrivania per quasi 5 anni e che è stato montato malgrado fosse ancora da terminare (mancano 10 saldature a dire tanto). Recentemente mi sono messo a giocare un po’ con Labview e, per fare pratica nella programmazione, sto usando un multimetro Agilent 34401A. Si tratta di un apparato davvero eccellente, che si può controllare con la GPIB e si interfaccia molto bene con Labview.

Per imparare a scrivere del codice decente mi è venuto in mente di realizzare un logger della tensione di rete e di confrontare la misura del multimetro con quella dell’energy meter. I due apparati sono connessi in punti diversi della rete domestica, con il multimetro che è posto lontano dall’energy meter. Pertanto la misura potrebbe essere affetta da errori dati dalla resistenza ohmica dei conduttori.

Ho eseguito due sessioni di misura. La prima il 27 maggio 2020 dalle ore 23.51 alle ore 11.58 del giorno successivo. I campioni sono acquisiti ogni 24 secondi, per un totale di 1804 campioni. Il valore di “24 secondi” è dato dall’intervallo di campionamento dell’energy meter che ha un “cuore” arduino e che temporizza le letture usando dei delay. Confrontando i grafici si ottiene un risultato interessante.

Misura del 26 maggio.

Analizzando con attenzione il grafico, si nota come i dati dei due sensori siano in generale “accordo”. Risultano solo “sfasati” nel tempo, con multimetro che sembra essere un po’ in ritardo rispetto al sensore di tensione.
La seconda sessione di misura è stata effettuata il 9 giugno 2020 dalle ore 6.33 alle ore 10.33, per un totale di 600 campioni. In questa sessione ho usato un nuovo software.

Sessione del 9 giugno,

I dati confermano quanto rilevato nella sessione di misura precedente, i dati sono in generale “accordo” ma il multimetro è un po’ in anticipo. La differenza temporale dipende dal modo in cui calcolati gli intervalli di campionamento. L’energy meter è basato sul timer di arduino, quando i dati sono inviati al server, questo provvede ad associare loro un timestamp. Il multimetro lavora invece con il timer di Labview che esegue un campionamento ogni 24 secondi. Pertanto è normale che i due orologi non siano sincroni.

Considerazioni:

  • Il multimetro rileva una tensione più bassa rispetto all’energy meter. Questo risultato è atteso e potrebbe derivare dal fatto che l’inserzione voltmetrica è effettuata in due punti molto diversi della linea. Pertanto il multimetro potrebbe risentire degli effetti di carico.
    In effetti confrontando i valori dei picchi notiamo che in corrispondenza dei valori bassi c’è una differenza di 2V o 3V tra i valori misurati. Se la linea è scarica, la differenza nella misura è pressochè trascurabile.
  • La linea di casa è un macello. La distanza tra il contatore di energia del fornitore e il quadro di casa è notevole e la sezione dei cavi non è sufficiente. Pertanto, in corrispondenza di picchi di assorbimento di corrente, la tensione di rete scende a livelli bassisimi: fino a 208V. Su questo c’è poco da fare, sfilare i conduttori per inserirne altri sarebbe un suicidio non conoscendo lo stato dei cavidotti.

Post Scriptum:
per pura curiosità ho misurato anche la frequenza di rete durante l’ultima sessione. I dati rilevati sono:
Fmin: 49.920
Fmax: 50.057

Andamento della frequenza nel tempo.