【ルビジウム原子発振器】
EFRATOM/DATUM LPRO-101と言うルビジウム原子発振器(Rb-OSC)が旬のようだ。いわゆる正確無比の原子時計である。このユニットは暫く前から登場していたが、オークションの取引価格はそろそろ底値に近づいたように感じる。
【簡易的な周波数確認】
【出力スペクトル観察】
【出力電力と高調波の確認】
もともとCDMA方式の携帯電話中継器を同期するのために使われていた周波数基準用の発振器である。GPS周波数基準器：hp Z3801Aと同じ用途だ。 日本の携帯中継器は別の仕組みらしく、こうしたユニットは使われていなかったようだ。
いま中国本土で中継器の世代交代が進んでいるようだ。その置き換えで発生した余剰ユニットがジャンクとしてe-bayを主にオークションに大量流出している。paypalを使った直接取引は少々リスキーであるが纏め買いなら＠数千円相当から買えるようだ。
ところで、なぜ中国なのか考えてみた。おそらく自国の携帯電話網がGPS衛星で支配されるのを嫌ったのだろう。国防上の観点から中継器の同期には独立して機能するRb-OSCの方を採用したのではないか。
【簡易的な周波数確認】
出力周波数は極めて正確な10MHzである。 スペアナをカウンターモードで動作させ、GPS周波数基準器と比較している。 まあ、1Hz分解能では1×10^-7までしか見えないから、気休めでしかない。取りあえずは、簡易な周波数確認である。（笑）
一応、1mHz(1×10^-10)の桁まで合わせ込んであるとのこと。
揺らぎもなく、近傍のスプリアスも見えないので、基準発振器として十分に高性能である。（原子周波数基準器なのだから、あたりまえか）
【出力スペクトル観察】
Spanを100kHzとして、近傍ノイズを見た所である。あえてアベレージングはせずに見ている。
良く出来たOCXO（例：hp 10811など）と比べると、多少ノイジーな感じもうけた。内部に使ってある10MHz/VC-OCXOはGPS周波数基準受信機(GPS-DO)に使ってあるものほどPureではないようだ。普通に作った水晶発振器ならこの程度なのであろう。要するにノイズフロアは特に悪くはないと言ったところだと思う。ごく標準的な性能だろう。
電源にはスイッチング(SW)式ではなく、実験室用のシリーズ・レギュレータ式安定化電源を使っている。 安易にSW電源を使うとスペクトルが汚れるかも知れない。組込む際には 高性能に見合った良質な電源を供給してやりたい。特にオーディオ向けの用途なら性能もさることながら、気分の問題も大だから電源は気にしたいものだ。（笑）
【出力電力と高調波の確認】
出力は、+7dBm/50Ωくらいある。
写真で見るように、高調波も少なく奇麗な正弦波になっている。 各種の機器に供給するには高調波の心配が少なくて良いと思う。
なお、実用にするには「例の」アイソレーション式分配器を作ると良い。 十分パワーがあるから、アンプなしでパワー・スプリッタ+アイソレータで良いかも知れない。
かなり安価だったので半信半疑で入手した。下手な中古OCXOより安価なくらいだ。 訳を聞くと、少々外観に難が（キズ・ヨゴレなど）あるからだそうだ。 機能性能には何ら問題なく、確認済みの良品だそうである。ルビジウム・ランプ電圧も十分あって、まだまだ長期間使えるとか。
このRb-OSC/LPRO-101は今が旬であろう。 次世代の携帯電話中継器はこうした高価なモジュールを使わない形式のようだ。従って、世代交代してもジャンクが登場する可能性はない訳だ。 数年前に登場したGPS周波数基準器： hp Z3801Aは程なく枯渇してしまった。今や法外な値段につり上がったことを考えると、このRb-OSCも値段がこなれている今のうちに入手するのが良いかも知れない。もっとも、使い道がわからんようでは手に入れる価値もないけれど。それに、将来もっと良いユニットが出回る可能性だってある。それを言ったらいつまでも買えないけど。de JA9TTT/1
（おわり）
（おわり）
追記：私がこのBlogで旬だと書いたあと、同じように思ったのかずいぶん沢山の人がこのユニットを手に入れたようだ。「猫に小判」と言われぬよう、せいぜい活用されたい。（笑）(Mar.21st 2009)
☆ 参考・１：LPRO-101の周波数精度と揺らぎを検証した続編で詳しく：＝＝＞こちら（Blog内でリンク）
☆ 参考・２：正式にケースに収納し10MHz分配器も内蔵した実用編は：＝＝＞こちら（Blog内でリンク）
こんにちは。
返信削除FBなものを入手されたようで何よりです。私が今思いつく用途といえば、周波数カウンタの校正用信号源くらいですが、識者であればいろいろな用途を思いつくのでしょう。
ところで、この手の発振器は寿命が短いというイメージを持っていたのですが、現行品は20万時間以上が普通のようですね。昔、寿命が数100時間だと聞いたのはセシウムの方だったでしょうか。
いずれにせよ、最近のルビジウム原子発振器なら、アマチュアが使う分には寿命を気にしなくてよさそうです。
オーディオ機器のマスタクロック用としても使われているようですが、私には水晶発振器を使った場合との違いはたぶんわからないでしょう。Hi. それ以前に、最近の音楽CDは録音自体が… Hi Hi.
ちなみに、現用の自作D/Aコンバータでは「セラロック」で内部クロックを純化していますが、これの有無による音質の違いくらいなら私にもわかります。Hi Hi.
JG6DFK/1 児玉さん、こんにちは。
返信削除コメント有難うございます。
> 周波数カウンタの校正用信号源くらいです・・・
測定器の周波数校正用あるいは、外部基準として使うのが普通だと思います。 地上アナログTVがもうすぐ終了するので、クロマ信号を基準に出来なくなりますから、その代替に良いです。 まあ、オーディオ用としては、マニアの一部が喜ぶくらいでしょう。（笑）
> 寿命を気にしなくてよさそうです。
ルビジウム原子基準は寿命が長く連続使用に耐えるようです。連続10万時間は10年以上ですから、寿命が来る前に陳腐化するでしょう。（笑）
ポップス系はソース＆ミキシングに相当酷い物があるようですが、クラッッシック系CDに使うと霊験新たか。（？）今はセシウムの録音版もあります。（笑）
加藤さん、こんばんは。コメントありがとうございます。
返信削除> 外部基準として使う
確かにそういう目的もありますね。スペアナやSSGに基準周波数入力端子が付いてはいるものの、日頃そこまで高精度な測定はしないので、あまり気にしていません。Hi.
> クロマ信号を基準に出来なくなります
確かにそうですね。これがルビジウム標準だと聞いたことがあります。そういえば、かつて秋月からクロマ信号を利用して10MHzの基準信号を作るキットが発売されていました。
私のところにもありますが、途中まで作って放置したままです。そうこうしているうちに「有効期限」が切れてしまうかも。Hi. それ以前に再現性がイマイチだと聞いたように思いますが、真相はいかに。
> ポップス系はソース＆ミキシングに相当酷い物がある
私に言わせれば、最近は相当酷いものに「しか当たらない」ので、音楽CDというものをここ何年も買っていないのですが、それは置いておきましょう。Hi.
こんばんは。
返信削除我が家ではLPRO-101が周波数標準として稼働しています。
うるさかったのとほこりだらけになるので結局ファンは止めてしまい、あまりに明るい青色LEDのパイロットランプも通常の緑LEDに変えてしまいました（笑）
ファンレスでも今のところ問題なく動作しているようです。
秋月のクロマ周波数標準のキットも作りまししたが結局使わないままでした。
GPS-DOも作りかけて止まっています。
完成品が入手出来るとだめですね（笑）
JG6DFK/1 児玉さん、こんばんは。
返信削除再度コメント有難うございます。
> 日頃そこまで高精度な測定はしないので・・・
ラダー型フィルタ用の水晶を評価する際は、再現性向上の目的で外部基準を使ってます。あとは、メーカー製無線機の周波数調整のとき、ある程度精度を要する場合があります。それでも1ppmくらいで十分なんですが・・。（笑）
秋月10MHz発生器：
> 再現性がイマイチだと聞いたように思います・・・
単なるPLLですから、基本がわかってれば難しくないです。でも、理解せず記事のまま作って旨く行かないと厄介でしょうね。 何しろLoopですから何をどうしたら良いかわからなくなって・・・結局再現性が云々・・・となるのでしょう。（笑） 今さら指南しても意味はないですが、クロマ・キャリヤの確実な取り出しとVCXO(VCO)のキャプチャレンジを見ておけば、あとはデジタルですから。 児玉さんならもうおわかりでしょう。（笑）
> それは置いておきましょう。
仕方がないようですね。 大半のリスナーはイヤフォンリスナーで、刺激的な音なら満足です。（苦笑）
JE6LVE 高橋さん、こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> LPRO-101が周波数標準として稼働しています。
一足お先に、箱に入れられましたね。 順調に稼働しているようで何よりです。
> クロマ周波数標準のキットも作りまししたが・・・
Rb-OSCがあれば、もういらないでしょうね。 TVを受信しなくっても良い訳ですから。（笑）
> 完成品が入手出来るとだめですね（笑）
はい。 いずこも同じですね。（笑）
Rb源を使っても
返信削除結局はGPS1ppsで同期を図る必要がありそうな気がするのですが。
ちょっとしたレートを持っているとあっというまに数μsはズってゆきます。でも携帯電話のシステムですから
うまく出来ているのでしょうね。
クロマ標準周波数キットも2011年で
終わりになるのですね、感慨深いかも。
こちらのほうも電波利用料で補償してくれる・・・わけないですね。
KEM社のDDSキットで今日は楽しんでいました。KEM-BBSに顛末は書きました。
JL1KRA 中島さん、こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> GPS1ppsで同期を図る必要がありそう・・・
おっしゃる通り、GPS同期周波数基準器は、GPSからの1ppsに同期します。瞬時の秒間隔は伝搬遅延の変動などの原因でふらついていますので、非常に長い時間の平均をとって、それに同期させます。 ふらついていても変動の中心値は概ねセシウム基準器の精度があると考えて同期する訳です。 瞬時の安定性は、VCO(VC-OCXOですが）をオーブンに収納して安定化して確保します。 結局のところ、瞬時の周波数安定度はOCXOの安定性で、OCXOの長期的な累積誤差はGPSの精度で補正するという仕組みです。
> 2011年で終わりになるのですね・・・
地上アナログ放送と運命を共にしますね。 1950年代の放送開始から、約半世紀でアナログ式のTV放送が消える訳ですね。 確かに感慨深いです。 そして、思ったよりも寿命は短かったですね。 おそらくもっと古いAMラジオは不滅です。（笑）
> DDSキットで今日は楽しんでいました
FBにご活用されて下さい。 DDSは水晶を特注するよりもスマートな方法ですね。
私もさっそくebayで1個注文してみました。paypalは不着などのトラブルに際して、先方の口座から代金を差し押さえるなどの対応策も用意されているので、ヤフオクのかんたん決済などを利用するより安心かもしれません。
返信削除JG1EAD 仙波さん、こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> 私もさっそくebayで1個注文してみました。
ずいぶんたくさん出ていると思います。 売れても次々出てくるので、よほど沢山あるのでしょう。 でも、そんなに長くは続かないだろうと思われます。 Z3801Aが山積みになった写真も見たのですが、すっかり無くなりしましたから・・・。（笑）
> かんたん決済などを利用するより安心かもしれません。
そのようですね。 他人を信用しないところから仕組みを考えているからかもしれません。（笑）
Rb-OSCはシャックのSSGなど測定器を同期するのに役立ちますよ。
こんばんは。
返信削除>Z3801Aが山積みになった写真も見たのですが
LPRO-101も20個で日本円で１０万ちょっとでもでていますね。
買って売りさばこうかと思いましたが、面倒なのでやめました（笑）
すぐに使えるGPS-DOと違ってケースに組み込まないといけない、もしくはよくわからないRbはあまり人気がないようで（爆）
JE6LVE 高橋さん、こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> 20個で日本円で１０万ちょっとでもでていますね。
不景気の影響か、e-Bay値段も下がってきているらしいです。まとめ買いして、あとで放出すれば多少は稼げそうですが・・・。（笑）
> よくわからないRbはあまり人気がないようで・・・
Z3801Aの方が解りにくい仕組みだった筈なんですが、Siteの特集で一気に知れ渡ったんでしょうね。 RB-OSC使いこなしBlogでもやりますかねえ。(^^)
私がやる前に、もう高橋さんのBlogがありましたね。やめときます。（爆）
加藤さんこんばんわ
返信削除私もGPS周波数基準器をe-Ｂａｙで購入しましたが、手軽さでRb-OSCにも魅力を感じますが、今のところ周波数ｶｳﾝﾀの校正用にしか用途がないので、猫に小判状態です。他の用途も考え中です。
JS1XFN 青木さん、こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> 手軽さでRb-OSCにも魅力を感じますが・・・・
アンテナ要らず、連続動作でなくてもそこそこ高精度・・・という特徴があるので、使い勝手は良さそうです。 ただ、再々書きますが校正手段がなければ、精度は徐々に落ちて行くと考えて使いましょう。（笑）
GPS-DOと比較校正できるとかなり気休めになるのですが・・。
揺らぎのない基準器ですから、無線機のメインクロックにするのも面白いと思います。 『原子周波数基準器』に周波数ロックしてオンエアできますよ。（笑）
こんにちは。
返信削除>希望者はいないようなので・・
希望者は現れませんでしたか。あまり人気無いのですね～^^;
是非GPSとAVRと組み合わせてGPS-Rb-DOを作ってください。（笑）
JE6LVE 高橋さん、こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> あまり人気無いのですね～^^;
一つしかないし、それにまだ幾らでも購入できる物です。皆さんご遠慮されたのでしょう。実験用に手元に置きましょう。腐るものでもないですから。（笑）
何でもそうですが、詳しく具体的な活用方法が示されると一気に欲しい人が増えるようです。自分で考えるのは億劫ですからねえ。(^^;
> GPSとAVRと組み合わせてGPS-Rb-DOを・・・
もう一つ、十分なBit数を持ったA/Dコンバータが必要ですね。 それに、もっと重要なのは制御プログラムです。自動制御のプログラムって書いた経験ありませんから・・・理屈はわかっていても実現は難しそうです。高橋さん教えて下さい。（笑）
こんばんは。
返信削除>詳しく具体的な活用方法が示されると・・
もしくはもうすぐ品薄になると噂を流すとか（笑）
電源をつなぐだけで高精度の10Mhzが出てくるので特に難しくはないのですが。
>もっと重要なのは制御プログラムです
>高橋さん教えて下さい。（笑）
私は制御系の経験は無いので無理です～（爆）
以前も紹介しましたがVE2ZAZ局がPICで制御したGPS-DOを作成しています。
http://ve2zaz.net/GPS_Std/GPS_Std.htm
OCXOの代わりにRbOSCを制御すればよいので参考になるのではないでしょうか。
1PPSにロックさせるならBASCOMでも間に合いそうですね。
JE6LVE 高橋さん、再度こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> 10Mhzが出てくるので特に難しくはないのですが。
そうなんですが、では何に使うかと言えば、周波数カウンタの校正くらいしか思い浮かばないでしょう。そのためだけなら、お金を掛けても意味はないと思いますね。 やはり、基準を分配して多くの測定器を同期する使い方をしないと勿体ないです。その為には測定器側もそうなっていないと駄目ですし。何れも高級な測定器と言うことになります。そうなるとアマチュア向きでないですから。（笑）
あとはオーディオ用でしょうか。100万円以上で売られていますが、同等のクオリティのクロックジェネレータが安価に可能だと思います。それを繋ぐのはさぞかし高級なCDプレーヤなんでしょうねえ。ついて行けません。（爆）
> 制御系の経験は無いので無理です～
う〜ん、残念。 原理は研究したんですが、それを実現するアルゴリズムの部分にわからない所があるのです。
> 1PPSにロックさせるならBASCOMでも・・・
デジタル位相比較をやりますが、早いクロックを扱う部分があります。 但し取り込みサンプリングは1秒間隔ですから割り込みで良いと思います。 あとは数値的にやるPID制御です・・・。多桁の演算はBASCOM-AVRならむしろ簡単ですね。コンパイラのバグさえなければ。（笑）
再度こんばんは。
返信削除>では何に使うかと言えば、周波数カウンタの校正くらいしか・・
普通はそうですよね。^^;
回りにいる方が普通ではないので使い道は多々あると思っていました（爆）
ただ昨今の高級無線機は10Mhzの外部基準入力が付いていますので変な信号を入れる事を考えるとRbのコストパフォーマンスは高いと思います。
>それを実現するアルゴリズムの部分に・・
マイコンを活用するには興味ある題材ではありますね。
手元にあるRbやGPSを活用するためにも研究しなければ。^^
>コンパイラのバグさえなければ。（笑）
たしかに。^^
WinAVRのCで組んでも良いかもしれませんね。
JE6LVE 高橋さん、こんばんは。 就眠直前です。（笑）
返信削除コメント有難うございます。
> 使い道は多々あると思っていました・・・
時計のクロック発振器にすれば、30年で1秒も狂わない時計が作れるのですが・・・。停電したとき時刻をリカバーする仕組みが必要ですね。でも、それを長波JJYででリカバーするくらいなら電波時計の方が最初から安直で良いです。（笑）
> 高級無線機は10Mhzの外部基準入力が付いています・・
HAM用に使うなら、この目的が一番良さそうですね。TCXOやOCXOのオプションを買うよりも遥かに安定しています。 測定器やオーディオ以外ならこれが一番でしょう。
> RbやGPSを活用するためにも研究しなければ。^^
なんだか、泥縄式ですが頑張りましょう。（爆）
ではお休みなさい。
加藤さん
返信削除ＪＥ１ＥＣＷ坂本です。
お久しぶりです。
久しぶりにこのサイトをみたら、、、
高精度の周波数源のことが載っていたので、
つい、入手してしまいました。
これから、いろいろな信号源の誤差を調べて
見るつもりです。
ありがとうございました。
JE1ECW 坂本さん、こんばんは。 ご無沙汰してました。
返信削除コメント有難うございます。
> 久しぶりにこのサイトをみたら、、、
webサイトと掲示板は閉じてBlog一本にてやってます。
> つい、入手してしまいました。
坂本さんの所でしたら、お一つあったら役に立ちますよ。 たぶん、これ以上は極端に安くならないと思うので、まずまず買い頃でしょう・・・。（笑）
どうぞ、またお出かけ下さい。
昨晩はアイボールQSOありがとうございました。家に帰ると中国から宅配便が届いていました。いまさっそく開梱して接続ケーブルを作り電源投入。しばらく精度5桁くらいの状態でふらふらしていましたが、電流が減り始めると安定しました。わが家の古いアドバンテストのカウンタは300mHzの誤差があるようです。FBな情報をありがとうございました。
返信削除JG1EAD 仙波さん、おはようございます。
返信削除昨晩はFBなアイボール有難うございました。
コメント有難うございます。
> 中国から宅配便が届いていました。
到着おめでとうございます。迅速に対応してくれたようですね。
> 精度5桁くらいの状態でふらふらしていました・・・
正常に動作しているようですね。 数分くらい中心周波数を上下し、その後おもむろに高精度になると思います。YouTubeにもそんな画像がありました。（笑）
旨く入手できたようで安心しました。 昨日のお話では、ECW 坂本さんも旨く行ったようですね。 皆さん、旨く行くことをお祈りしています。
こんにちは。
返信削除今回はLPRO-101の実測データを公開していただきありがとうございました。
個体差は覚悟していますがLPRO-101を購入しました。
周波数の精度と安定度には関心しています。
手頃なケースに納めてシャックの基準発振器として使っていくつもりです。
しかし・・・今の値段はお買い得ですねぇ～。タマが豊富なのと円高のお蔭ですね。
JI1ANI 福井さん、こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> 個体差は覚悟していますがLPRO-101を購入しました。
手持ちを見た範囲ではどれも同じ様です。拝見したユニットも奇麗に10MHzにロックしてますから大丈夫でしょう。
> しかし・・・今の値段はお買い得ですねぇ～。
Rb-OSCは＠10万円以上が相場でしたので、驚くべき安価ですね。大量に購入しても新品はもっと高価だと思います。中古品とは言え寿命もたぷり残っているようです。中国のお陰ですね。（笑）
こんばんわ、
返信削除遅ればせながら私もLPRO-101を入手しました。今のところバラックで通電して発熱具合など様子を見ている所で、どんなケースに入れようかとか、電源をどうしようかとか思案中です。このあれこれ思案がまた楽しみの一つだと思います。
「原子標準なんて夢のような」と思っていた物が手頃な価格で入手できて、顔がニヤけてしまっています。
JA1ELQ 高橋さん、こんばんは。
返信削除コメント有難うございます。
> 私もLPRO-101を入手しました。
それはお目出度うございます。 きっと旨く動きますよ。
> 顔がニヤけてしまっています。
周波数に関しては、驚くべき高精度の基準が個人の手に入ったのですから・・・。（笑）
Radio Experimenter's Blog: 【測定】Rb-OSC今が旬か？
返信削除Radio Experimenter's Blog: 【測定】Rb-OSC今が旬か？
Hello,My name is Bob Mokia,the seller on ebay (fluke.l ,nhbbobb1985, nhbbobb),Yes, i have 3 ebay accounts.
Thank you!! Every body share your option on this LPRO-101 rubidium oscillator here.
what you talking about LPROs all been tested in my lab,this is very good standard as your conunter ,Av's master clock such as.
My email is :mokia1985@gmail.com,if you have any interesting about this rubidium oscillator.please feel free contract me.
--------below ,i will provide some information i known about this clock----------
いま中国本土で中継器の世代交代が進んでいるようだ。その置き換えで発生した余剰ユニットがジャンクとしてe-bayを主にオークションに大量流出している。paypalを使った直接取引は少々リスキーであるが纏め買いなら＠数千円相当から買えるようだ。
ところで、なぜ中国なのか考えてみた。おそらく自国の携帯電話網がGPS衛星で支配されるのを嫌ったのだろう。国防上の観点から中継器の同期には独立して機能するRb-OSCの方を採用したのではないか。
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NO,all the LPROs come from U.S ,remove from LUCENT's BTS.It synchronization with Motoroal VP or UT Timing Gps via 1PPS to get more Precision 15Mhz signal (yes,NOT 10mhz),to Drive CDMA BTS.
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いずれにせよ、最近のルビジウム原子発振器なら、アマチュアが使う分には寿命を気にしなくてよさそうです。
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Yes,this is the 20 year life ,as we known the US have been UP grude to 3G (CDMA 2000,EVDO),So,actually this clock stop as BTS from 2004 year.
And Most of them made in 1999 or 2000 year.THE DATUM LPRO (the efratom change to DATUM after 2000) made in 2002 or 2001 year.
So don't care about the life.99 USD will get one rubidium clock...really cheap. let you known.one year ago,i sell at 200 USD each.
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連続10万時間は10年以上ですから、寿命が来る前に陳腐化するでしょう。
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YES,it need Power on every days,DON't POwer off,every days.The LAMP 'life is same as the light lamp.
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私もさっそくebayで1個注文してみました。paypalは不着などのトラブルに際して、先方の口座から代金を差し押さえるなどの対応策も用意されているので、ヤフオクのかんたん決済などを利用するより安心かもしれません。
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Paypal is the good way for payment.But maybe you meet the bad guy.
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不景気の影響か、e-Bay値段も下がってきているらしいです。まとめ買いして、あとで放出すれば多少は稼げそうですが・・・。（笑）
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NOT this reason,only 50% right.My copy cat ...
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是非GPSとAVRと組み合わせてGPS-Rb-DOを作ってください。（笑）
Good idea,i can share the board what been used on Lucent BTS,just contract me.
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Thank you everyone and hiro
Regards
Bob
Dear Bob,
返信削除Thank's Comments and good info. !
The LPRO-101 is very nice units, I think.