RE: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle

Sobota Březen 2 17:13:11 CET 2024

Já jsem to tedy porovnával jenom s tím rubidiem, a jenom s rozlišením na
jednotky Hz na kmitočtu 20 GHz, a ono to jednak celkem sedělo a hlavně pro
moje použití to bylo více než dostatečné.
V principu by to HP OCXO stačilo i samo, ale GPS jsem chtěl pro potlačení
stárnutí toho oscilátoru, abych to nemusel jednou za rok někam tahat na
dojustování.
Druhá věc k tomu rubidiu - po zapnutí to s rezervou do 30 minut bylo na
kmitočtu, takže nebyla potřeba to mít zapnuté trvale, na rozdíl od OCXO
dotahovaného GPS. Nevím, jak je to se stárnutím rubidia v zapnuté a ve
vypnutém stavu, jestli je v tom nějaký rozdíl. Nezkoumal jsem to.
Když po nás v rámci ISO certifikace chtěli kalibraci od přístrojů, tak s
rubidiem to bylo zábavné - rozumně dostupná kalibrační laboratoř měla jenom
OCXO pověšené na GPS. Takže jediné co uměli změřit byl nájezd rubidia na
kmitočet. Jakékoliv lepší měření v jiné laboratoři by stálo víc, než ten
normál samotný, což jsme usoudili, že doopravdy nepotřebujeme.
Césiový normál jsem si chtěl koupit z USA od jednoho radioamatéra, kterých
jich měl v regálu několik funkčních. Neklaplo to kvůli ceně dopravy, protože
to byl celkem velký a těžký přístroj a doprava byla dražší, než vlastní
přístroj.
Vrátil bych se k radioamatérskému použití - "bežně" si hrajeme s kmitočty v
řádu desítek GHz a odchylka kmitočtu 10 Hz je zanedbatelná, spíš aby to celé
necouralo s časem, teplotou, tlakem, rosným bodem, ...... A protože to
někteří provozují na trojnožce vedle auta, z baterky, tak to musí být malé,
lehké a nic nežrat. Dost se rozšířilo tohle:
https://www.leobodnar.com/shop/index.php?main_page=product_info&cPath=107&pr
oducts_id=301&zenid=4cd89523159c7f3153d9b19604b50c2a 

Tomáš OK2MTM

-----Original Message-----
From: Hw-list <hw-list-bounces na list.hw.cz> On Behalf Of Pavel Kořenský
Sent: Saturday, March 2, 2024 3:59 PM
To: hw-list na list.hw.cz
Subject: Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle

Tak odpověď kde měřit je celkem jasná.

https://www.ufe.cz/cs/tym/laborator-statniho-etalonu-casu-frekvence

Já jsem kdysi, když jsem to stavěl, napsal zdvořilý e-mail nějakému panu
docentovi z toho ústavu. Tenkrát v roce 1999 se to ještě jmenovalo nějak
jako "Ústav přesného času a kmitočtu AV ČR" nebo tak nějak.
A protože tehdy celá ta věc byla nová, tak to pana docenta zaujalo a pozval
mně i s tím zařízením na kafe. Takže jsem tam přijel se zařízením napájeným
záložní baterií, pokecali jsme, popili kávu a pak jsme to zapojili do sítě,
GPS anténu dali na okno a oni si to tam pár dnů nechali aby se to celé
zklidnilo a pak to porovnali s jejich césiovým normálem. Tenkrát ještě
neměli vodíkový maser.
A když mi pan docent napsal, že je to hotové, tak jsem si pro to přijel a
dostal jsem pár papírů na kterých byly podobné grafy jako to, na co
odkazoval Balu. Pan docent si pochvaloval, že jeho i kolegy překvapilo, jak
přesné to je a ve srovnání s jejich mašinkama víceméně zadarmo.

Dneska už by za to člověk asi musel něco zaplatit, ale nejspíš by se dalo se
s nimi nějak domluvit.

Zdraví PavelK

Dne 02.03.2024 v 15:33 Zuffa Jan napsal(a):
> Lacne OCXO mam na mysli desiatky eur s 20 ppb a kratkodobu stabilitou 
> 7*10^-11 @100s Cinan pise 2x10^-12 som si to teda spocital a mne vyslo 
> pri tejto konstrukcii
> 10^-10 ak zoberiem do uvahy ze doba merania periody pre presnost 1ns 
> bude 100 period
> + dlhodobre priemerovanie nameranych hodnot. Ci sa da dlhodobym 
> + priemerovanim pridat 2 dalsie rady neviem mozno ma cinan na to 
> + nejaky magic
> Vystup 1PPS ma sice znacny jitter bezne 10-50ns ten sa ale za 100 period
nenaakumuluje.
> Ja to stavat nechcem su to len teoreticke uvahy a ako pises nemam to 
> ani ako zmerat takze to TM4313 asi kupim a uspokojim sa s tym, ze to 
> je tak ako pises. A okrem spominaneho su tu aj dalsie parametrre
oscilatora ako fazovy sum resp jitter ale tie sa ak tomu dobre rozumiem pri
pouziti pre frekvencny citac spriemeruju a vyrazny vplyv na meranie mat
nebudu.
>
> J.
>
>
>
>
>
>
>
> ________________________________
> From: Hw-list [hw-list-bounces na list.hw.cz] on behalf of Daniel Valuch 
> [balu na k-net.fr]
> Sent: Saturday, March 02, 2024 12:13 PM
> To: hw-list na list.hw.cz
> Subject: Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle
>
>
> nie som si uplne isty ako sa da vyuzit spomenute priemerovanie (za 10
hodin) na dosiahnutie presnosti (2x10^-12 s lacnym OCXO).
>
> Su dva hlavne parametre - 1) absolutna hodnota frekvencie a 2) 
> stabilita frekvencie (bez ohladu na jej absolutnu hodnotu)
>
> Lacne oscilatory su lacne, lebo nemaju ani jedno. Aby priemerovanie pocas
dlhych casovych usekov fungovalo musi mat stabilita riadeneho oscilatora
spravnu distribuciu a musi byt stabilne nahodna na dlzke trvania tych
priemerovacich usekov. Ak je oscilator citlivy na vlhkost, teplotu,
vibracie, kvalitu napajacieho napatia, stabilitu zataze atd. tak to uz nie
je nahodne a technika nieje velmi uzitocna. Rovnako na meranie to nie je
velmi uzitocne, lebo merany objekt musi byt rovnako stabilny a rovnako
nahodny pocas spominanych 10 hodin a merat sa musi pocas spominanych 10
hodin. Co nie je casto pripad. Takze vysledna neistota je obrovska. V
ziadnom pripade nie v rade 2x10^-12.
>
> To je rovnako pouzitelny fakt ako to, ze som vyratal, ze moje atomove
pendlovky dosiahnu rovnaku odchylku ako vodikovy maser pri case merania
33000 rokov.
>
> Aby disciplinovanie fungovalo, musi mat disciplinovany oscilator
porovnatelnu, alebo lepsiu stabilitu (parameter 2) ako oscilator, ktory ho
disciplinuje. Preto su kvalitne krystalove oscilatory tak drahe. Musi to byt
necitlive na vsetko. Kratkodobu stabilitu (povedzme do tych 10 hodin)
zabezpecuje OCXO, dlhodobu GNSS. S lacnym OCXO sa spominana presnost neda
dosiahnut, pac to stale beha hore dole. Rovnako kvalitny signal ako z
lacneho OCXO lezie priamo z GPS prijimaca, ktory ma na sebe lacne (?)CXO.
Dalsi externy oscilator tam potom netreba.
>
> OCXO pouzitelne pre domace zvykani uz nie su az tak drahe 
> https://eu.mouser.com/c/passive-components/frequency-control-timing-de
> vices/oscillators/ocxo-oscillators/?frequency=10%20MHz%7C~100%20MHz&in
> stock=y&sort=pricing%7C1
>
> Su to stale nizsie stovky Eur, ale su od renomovaneho vyrobcu a parametre
su definovane. Veril by som tomu viac ako noname krabici od cinana, ktora je
ale zato lacna.
>
> Problem je, ze to doma nemas s cim merat/porovnat. Mas sice skvely pocit
ake perfektne zariadenie si si postavil, ale kym nemas k dispozicii lepsie
zariadenie, tak nikdy nezistis ako (ne)spravne hodnoty to produkuje a ako
nekvalitny je vystupny signal. Zo skusenosti si dovolim tvrdit, ze doma vies
dosiahnut 10^-10, s velkym usilim a dobrymi znalostami max. 10^-11 skutocnej
presnosti a spravnosti. Potom uz treba profesionalne, velmi drahe vybavenie.
>
> b.
>
>
>
> On 02/03/2024 10:15, Zuffa Jan wrote:
>
> Presnost sa dohana priemerovanim a dlhymi dobami radovo v desiatkach
hodin.
> Software musi tiez pocitat s vypadkami signalu a aj s glitchmi 1PPS.
> Diabol sa skryva v detailoch softveru. Myslim ze by to bol pekny projekt
na niekolko mesiacov.
> Touto metodou je mozne dosiahnut presnost 2x10^-12 s lacnym OCXO.
> Ano, AXTAL je rovnako presny ale kolko stoji a kde ho kupit?
> Kvalitny OCXO bude stat nasobne viac ako TM4313 s cenou pod 100Eur. Na 
> alim su GPS riadene normaly aj za 700-800Eur
>
> J.
>
> ________________________________________
> From: Hw-list 
> [hw-list-bounces na list.hw.cz<mailto:hw-list-bounces na list.hw.cz>] on 
> behalf of Pavel Kořenský 
> [pavel.korensky na dator3.cz<mailto:pavel.korensky na dator3.cz>]
> Sent: Saturday, March 02, 2024 12:10 AM
> To: hw-list na list.hw.cz<mailto:hw-list na list.hw.cz>
> Subject: Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle
>
> Mně to už takhle večer úplně nemyslí, ale vidím v téhle metodě dva 
> zásadní problémy.
>
> 1. Jak signál z OCXO tak i 1PPS nejsou úplně přesné. Pokud dojde k 
> odchylce, tak bude nutné spočítat korekci, poslat jí nějak do DAC 
> převodníku a to nemluvím o spoustě počítání nějakého delšího filtru v 
> řádu hodin či desítek hodin pro filtraci šumu. Tohle se těžko stihne 
> při frekvenci hodin shodné s 10 MHz OCXO.
> 2. Účelem těch zapojení není přesnost na 1 Hz při kmitočtu OCXO 10 MHz.
> Samotný slušný OCXO má krátkodobou stabilitu kolem 1x10^-10 nebo lepší 
> i když se do něj nijak netrká. Na 10 MHz je to tedy 0.001 Hz. Ten 
> Axtal co zmiňoval kolega má dokonce krátkodobou přesnost 2x10^-12. 
> Cílem zapojení je stabilisovat ten OCXO tak, aby byl přesný třeba na 
> 1x10^-12 dlouhodobě, včetně stárnutí i krátkodobých glitchů v GPS 
> signálu. A na to měření s přesností 1Hz opravdu nestačí.
>
> Zdraví PavelK
>
> P.S. Pokud jsem se ve své úvaze opět někde seknul o řád nebo tři, tak 
> to berte s reservou. Je pátek večer a mám v sobě pár skleniček dobrého 
> vína. :)
>
>
> Dne 01.03.2024 v 17:30 Zuffa Jan napsal(a):
>
>
> Mne sa pacia riesenia jednoduche:
>
> Signal 10MHz z OCXO sa privedie priamo do procesora ako hodiny.
> Vystup z GPS modulu 1PPS sa pripoji tiez rovno do procesora.
> Nasledne sa vnutorny 16 bitovy casovac pripoji priamo na hodiny.
> za 1PPS sa pretoci 152x (toto cislo nas ale nezaujima) a jeho hodnota 
> ostane 38680 (10000000 modulo  65536) za predpokladu ze odchylka je 0 
> Hz. Nasledne sa vypocita korekcia a posle bud na PWM vystup alebo D/A
prevodnik spat do riadenia OCXO. Ciste softverove a hardverovo
minimalisticke riesenie.
> A potom uz staci len naprogramovat :)
>
> j.
>
> -----Original Message-----
> From: Hw-list 
> <hw-list-bounces na list.hw.cz><mailto:hw-list-bounces na list.hw.cz> On 
> Behalf Of Daniel Valuch
> Sent: Friday, March 1, 2024 4:19 PM
> To: hw-list na list.hw.cz<mailto:hw-list na list.hw.cz>
> Subject: Re: Kmitočtový normál - Was:Re: Takový hloupý problém - Eagle
>
> zhodou okolnosti mam zrovna diplomanta, ktory GPS disciplinovany 
> oscilator konstruuje. Takze vysledky budeme poznat uz o 2-3 mesiace 
> :-)
>
> Pouziva tento material:
>
> OCXO Axtal AXIOM145-ULN21 https://www.axtal.com/cms/docs/doc91144.pdf
>
> GNSS prijimac Ublox ZED-F9T-10B
> https://www.u-blox.com/en/product/zed-f9t-module
>
> fazovy detektor je analogovy, signal sa hned navzorkuje a vsetko ostatne
ohladom PLL a riadenia OCXO je implementovane plne digitalne.
>
>
> Zatial sme merali:
>
> stabilitu a fazovy sum oscilatora
>
> https://dvaluch.web.cern.ch/temp/oscilator/AXIOM%20145-ULN21.PNG
>
> stabilita referencneho signalu 1.25MHz z Ublox prijimaca 
> https://dvaluch.web.cern.ch/temp/oscilator/Ublox_stability_5days.png
> (ako referencia je pouzity aktivny vodikovy maser disciplinovany 
> ceziovou fontanou)
>
> a porovnanie Allanovej odchylky obidvoch - OCXO 10MHz (modra krivka) a 
> Ublox 1.25MHz (hneda krivka) 
> https://dvaluch.web.cern.ch/temp/oscilator/axiom145-uln21%20Allan%20de
> viation%2010MHz.PNG
>
> a jitter 1 PPS pulzu z Ublox vzhladom na aktivny vodikovy maser. Zlta 
> je hrana 1 PPS, tmavoruzova 10 MHz z MASERa. Rozptyl je tam cca. +/-10 
> ns 
> https://dvaluch.web.cern.ch/temp/oscilator/ublox%201pps%20vs%2010MHz%2
> 0MASER.png
>
>
> Fazovy detektor bude porovnavat frekvencie 1.25MHz, nie 1 Hz/1 pps.
>
> Som zvedavy ako dobry bude vystup. Ucelom je pouzit take parametre PLL 
> aby sa co najlepsie vyuzili vlastnosti aj krystaloveho oscilatora aj 
> gnss prijimaca.
>
> b.
>
>
> On 01/03/2024 11:39, Pavel Kořenský wrote:
>
>
> Zdravím,
>
> fázový závěs tam být musí, protože ten právě za a) stabilizuje ten 
> OCXO oscilátor aby byl přesný a za b) kompensuje přirozené stárnutí 
> oscilátoru.
> A taky to potřebuje filtr, protože jednak ten signál 1PPS z běžně 
> dostupných GPS modulů má nějaký jitter a za druhé může být dost značný 
> jitter do samotného GPS signálu přidávaný uměle.
> V tom článku na který jsem uváděl ten link je to dost dobře popsané.
> Ten článek vznikl v době, kdy SA (Selective Availability) ještě do GPS 
> přidáváno bylo. Pokud si dobře pamatuju, americký DoD přestal používat 
> SA až v roce 2000.
>
> Nicméně, princip všech takových normálů je stejný. Uvnitř je lepší či 
> horší OCXO (od toho se odvíjí do značné míry cena celého zařízení) a 
> jeho výstup je dolaďovaný tím, že se zjišťuje fázový rozdíl mezi 1PPS 
> pulsem a výstupem toho oscilátoru. A PID regulátor průběžně dolaďuje 
> pomocí nějakého DAC ten OCXO tak, aby fázový rozdíl těch signálů byl 
> pokud možno konstantní.
>
> V minulosti jsem pár těch kmitočtových normálů "Made in China" měřil a 
> výsledky nebyly žádná sláva. Ono se totiž musí umět ten OCXO udělat a 
> to není žádná legrace, to vyžaduje hodně solidní know-how, pokud to má 
> být stabilní řekněme s přesností (AV) 5*10^-12 za 10 hodin nebo lepší.  
> Pokud by to chtěl člověk použít jako referenci v laboratoři a 
> odvozovat od toho časovou základnu osciloskopu a/nebo čítače, tak je 
> IMHO lepší koupit na EBay nějaký starý HP10811 oscilátor a postavit si 
> k němu to řízení uvedené v článku nebo si udělat řízení vlastní. V 
> moderní době by celé to řízení myslím zvládlo i jedno Raspberry Pi 
> Pico, pokud by se šikovně použily periferie (PWM a PIO moduly) té 2040 
> v něm.
>
> Zdraví PavelK
>
> Dne 01.03.2024 v 10:15 Zuffa Jan napsal(a):
>
>
> Zdravim,
>
> Cinan ma takychto normalov celu kopu ako pozeram ale pouzivaju GNSS a 
> teda ktovie ako to u nas pobezi.
> Nemate niekto nejaky overeny napr. od aliho?
> Resp. coho sa vyvarovat lebo ako som si kde tu nieco cital, tak 
> samotny gps modul nestaci, musi byt k tomu pripojeny PLL lebo signal z 
> gps modulu vypadava .
>
> j.
>
> -----Original Message-----
> From: Hw-list 
> <hw-list-bounces na list.hw.cz><mailto:hw-list-bounces na list.hw.cz> On 
> Behalf Of Pavel Korenský
> Sent: Thursday, February 29, 2024 5:12 PM
> To: hw-list na list.hw.cz<mailto:hw-list na list.hw.cz>
> Subject: Re: Takový hloupý problém - Eagle
>
> Zdravím,
>
> tak ono to není až tak úplně původně moje zapojení.
> Je to modifikace tohoto - 
> https://www.qsl.net/n9zia/wireless/QST_GPS.pdf
>
> Já jsem si na to akorát dělal jiný tišťák, protože původní jsem už 
> nesehnal a krom toho jsem funkce některých obvodů v tom původním 
> zapojení zintegroval do jednoho isp1032 CPLD od Lattice Semiconductor.
> Chodí to dobře, už mi to tady běží 25 let, je to jedna z těch věcí co 
> se dá někam na poličku, koax se píchne zezadu do měřáků které 
> potřebují vstup externí kmitočtové reference 10 MHz a je vymalováno.
> A člověk si na to vzpomene právě tak jednou za 6-8 let, když tomu 
> odejde externí zdroj 12V.
>
> Akorát dneska by se to moje zapojení asi blbě stavělo znovu, protože 
> ty GPS moduly Motorola OnCore UT+ se už dávno nedělají a ty isp1032 
> taky ne. To už by bylo lepší vyjít z původního zapojení a udělat si 
> vlastní logiku v moderním CPLD a použít jiný GPS modul vhodný pro 
> časové aplikace (což není každý GPS modul, je žádoucí aby jitter na 
> 1PPS pulsu byl < 25 ps).
>
> Schémátko toho mého řešení je jako PDF v příloze.
>
> Zdraví PavelK
>
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz<http://www.HW.cz> 
> Hw-list na list.hw.cz<mailto:Hw-list na list.hw.cz>
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz<http://www.HW.cz> 
> Hw-list na list.hw.cz<mailto:Hw-list na list.hw.cz>
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
>
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz<http://www.HW.cz> 
> Hw-list na list.hw.cz<mailto:Hw-list na list.hw.cz>
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz<http://www.HW.cz> 
> Hw-list na list.hw.cz<mailto:Hw-list na list.hw.cz>
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
>
>
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz Hw-list na list.hw.cz 
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list

_______________________________________________
HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
Hw-list na list.hw.cz
http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list

-- 
Tento e-mail byl antivirovým softwarem Avast zkontrolován na viry.
www.avast.com