基準10MHzの味見記録　　其の参-え
GPS Time and Frequency Reference Receiver HP 58503A GPSDO 10MHz

動作NGとして引き取った58503Aなのであるが、途中筆者の半年入院があったこともあり、およそ1年掛かりの修理+動作Reviewとなってしまった。

　
●58503A外観　　　　　　↓Clickして拡大表示　

                       58503Aリアパネル
　　　　　　
　　　　　電源入力: 　AC100V　　AC90V～264V/47Hz ～ 63Hz　（改）
　　　　　アンテナ入力 N(f)
　　　　　10MHz出力 : BNC(f) 　 (Ch増設可　後述)
　　　　　1PPS出力 : BNC(f)
　　　　　Alarm (TTL出力) : BNC(f)
　　　　　通信Port: 　RS232C D-sub25pin
          Serial No.371A01180

●58503A内部の様子  ↓Clickして拡大表示 SW電源修理交換済

    内部は、メイン基板、SW電源部、OCXO(10811-60159) の
3主要部から構成されている。

●動作NGのdebug調査・動作検証・修理

◆NG品を受け入れCheck
電圧チェックした結果､SW電源の-15V出力が-8V程度
しかなく、Alarmが点灯し、動作停止に陥ってる模様
SW電源：Power-One製MAP55-4003
原因は電解コンデンサの液漏れ劣化、4個程交換してみたが
直らず、SW電源の修理を断念。

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　MAP55-4003はAC100出力はラベル記載↑の4出力
であるが、58503Aで必要なのは外付け電源検証では
+5V/2A, ±15V/1Aの3出力が要求される結果であった。

■外部電源を使っての58503A動作検証
58503Aで実際使われるのは+5Vと±15Vの3電源に対し、
手持ちに3出力電源hp E3630A (最大+6V/2.5A, ±20V/0.5A)が有ったので試したが、
案の定Ｐｏｗｅｒ不足で±15Vの電圧設定が不可でAlarm点灯停止
　搭載しているOCXO10811-60159の内部Ovenの電源起動WarmUp時に±15V電源
からの供給電流がおよそ±0.8A必要とされる。WarmUp時のみ電源2台追加で凌ぐと、
その後の定常時は E3630Aのみでも充分。
ということで、アンテナを接続し、約1時間で目出度く無事GPS　Lock♪
一通りの性能検証を実施　→　結果：OK　ということで、本体は異常無し

■代替SW電源
手っ取り早い修理あんとしてMAP55-4003を中古を含め
て捜したのであるが、高価過ぎて手が出ない。
また+5V, ±15V出力で見合う電流能力のSW電源が
なかなか無い。上↑調査結果を踏まえ、なんとか漸く
見つけたSW電源がこれ↓

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■58503Aに組み込んだSW電源RPT-75C
筆者は手が不自由になった為、バイトで手伝って貰っているD1院生のA君に組み込んで頂いた。コネクタ部の接続改造は見事！

●GPS Monitor動作確認　（SatStat, GPScon）目出度し目出度し、取り敢えず修理成功　通信も動作OK♪

RS232C通信条件（SatStat, GPScon共通）
baud:9600bps, data:8bit-parity:None-stop:1bit　
D-sub25pin- Dsub9pin CrossCableを使います

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Symmetoriccom SatStat とGPSConでのSatelite補足状況monitorの様子。

●もう少し内部調査探訪

●10MHｚ出力の増設検討と出力Buffer部の詳細
58503Aの１０ＭＨｚ出力は標準で1出力のみなのであるが、内部のメイン基板には10MHz Aと10MHz Ｂの２出力分の出力Ｂｕｆｆｅｒ回路が用意してある。
この辺の内容はＺ3801Ａ，Ｚ3805Ａで回路、配置パターン同じ設計になっている。　この58503Aでは、B-Buffer部の一部欠品チップ抵抗を付け加えた上で、使われていない
J15 SMBコネクタから10MHｚ　B Outputを増設させることが出来る。　上下写真を刮目して見て、増設改造の参考情報として戴きたい。　何もしないのは勿体無いですね♪

●10MHzの質的検証

58503A　10MHz出力波形　振幅2.1Vp-p, 732mVrms /50Ω終端時　　　上記の理由から、Z3801A,　Z3805Aと殆んど同じ波形です。

　
　　出力10MHｚ Carrier近傍スペクトル　出力Level 10.3ｄBm
　出力10MHｚ高調波比（Harmonics）　 2ｎｄに対し-28.4dBc

●10MHz出力の周波数安定度確認

　　　　　　　　　　　　　周波数短期安定度↑　　　 Allan Deviation　σy(τ)

　　　　　　　　　　　　　外部電源hp E3630Aで動作時の位相雑音特性↑　（2017.9.25測定）　　水色電源ハムノイズ（50Hz高調波）が結構多い

　　　　　　　　　　
                            修理搭載 SW電源RPT-75Cで動作時の位相雑音特性↑　（2018.10.7測定）　　水色電源ハムノイズが少なくなった（＾＾ｖ
                                                                                                       　　　　　　　　　　　　　医療用SW電源EMI対応改善の恩恵かな？

●10MHz Ch-Bの増設　　2020年晩秋追記
　提案はしたもののの長らくサボっていたCh-A/B 10MHｚ　2出力化の件、関西の某水晶メーカーさんからの問い合わせをきっかけに
実施しました。欠3箇所のチップ抵抗を埋め、J15 10MHz Bから背面のBNCに配線しただけの内容です。

ついでに、搭載OCXOも60159から60164に交換してみました。　周波数安定度に若干の不満があったので、ついつい....
外見も回路も殆んど同じです。　違うのは水晶とOven温度の設定値のみなんですね♪ 多分に....

60164に変更しての位相雑音確認

10MHz出力Ch-A/Bでの特性比較です。　同一回路buffer A/B経由のちがいのみなので、当然波形も諸特性も殆んど同じです。
　　　　

Ch-B 10MHｚでの周波数安定度の確認結果です。　τ=10secで、漸く-13乗オーダー4を達成してくれました。
60159から60164に替えて、ほんの気持ちだけ安定度が改善した？くらいで特性差異は殆んどありません。
Ovenの交換作業は思いの他大変所要時間約30分だったので、60159に戻すのは止め、60164搭載のままとしました。

●参考Link
　　　
　59551A & 58503A Operating and Programming Guide

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