RE: Rychly citac (GPS normal)

Čtvrtek Červen 28 16:54:44 CEST 2012

Mozna ani neunika, ono to je vlastne porad stejne jen trochu jinak, respektive trochu rozsirene.
Puvodni konstrukce je jedna regulacni smycla s PID regulatorem v ktere se porovnava jestli mezi dvema 1pps bylo 10M tiku hodin, pokud ne tak se hne regulacnim clenem (DAC -> OCXO)
Tohle vse zustava zachovano jen jsem zvedl pocet tiku z 10M na 100M, tedy zjemnim  zpetnou vazbu.

1pps. Puvodni konstrukce bere 1pps jako normal vuci kteremu se vse vaze. pricemz konstrukce pocita s pouzitim GPS M12 ktera ma relativne dobre resenou 1pps cast, mimo jine z ni leze i informace jaka bude nejspise chyba pristiho 1pps pulsu a existuji pro to zpresnovace, ktere pomoci zpozdovaci linky s krokem 0.25ns umoznji tuto jiz tak presnou 1pps jeste doladit.
Bezne GPS maji 1pps s chybou 5 az 10x horsi a predevim neposkytuji informaci o chybe ani neumoznuji jine nastavovani kompenzace.
Co s tim? Ja mezi 1pps z GPS a 1pps ktera slouzi jako normal v tom prvnim PID  vlozil dalsi regulcni clen s PI regulatorem ,ktery zpresnuje 1pps. A ano pouziva pro to cas vychazenici z OCXO z te prvni casti cili by melo patit cim presneji doladime OCXO tim presneji se dolasi i 1pps.

Co to cele prinese.
- mame o rad presnejsi 1pps nez  ma vami pouzita GPS, presnost je dokonce lepsi nez presnsot samotne Motorolacke M12, presnost bude +- odpovidat M12+ zpozdovaci linka s IC DS1023 , ktera se pouziva pro zpresnovani 1pps z M12
- mela by se zvednout rychlost ustaleni cele regulovane soustavy jak moc je otazkou teoreticky az o rad , ale realita bude horsi.

Z praktickeho hlediska. 
Z pohledu pouziti jako frekvencni normal doufam, ze mnou provedene upravy povedou k vyssi presnosti rekneme hodinu po zapnuti cele soustavy, odecne k vyssi kratkodobe presnosti. Z pohledu presnosti v radu dnu asi zadny prinos nebude.
Pri pouziti jako casovy normal navazany na UTC je prinos jasny konstrukce umoznuje i s beznou GPS zkonstruovat normal u ktereho bude 1pps sedet na hranu casove znacky z presnosti pod 10ns.
V neposledni rade ja na tom chci zkusit odladit model ionosfery, mam antenu zamerenou s presnosti +-2cm a  ne stejnem miste je i profi GPS pouzivana geodety. 

Matematicky v tom take docela plavu i kdyz kompenzacni model 1pps mam odvozen i matematicky, vede to k IIR, hlavne jsme konzultoval s clovekem  ktery dela na casovych normalech pro Very Long Baseline Interferometry a pry pouzivali neco podobneho u levnych normalu (1200$/ks). 

Jirka

> ------------ Původní zpráva ------------
> Od:  <Cihak na dkv.cst.cd.cz>
> Předmět: RE: Rychly citac (GPS normal)
> Datum: 28.6.2012 14:38:27
> ----------------------------------------
> Hmmm asi mi stále něco uniká. Mě to stále připadá stejné jako princip který je
> použit v mém normálu. Já při nastavení, které teď mám dolaďuji OCXO jednou za
> 256s. Tedy průměr z 256 vzorků 1PPS. Ovšem autor doporučuje mnohem delší časy
> průměrování. Mě delší časy neumožňuje mizerné OCXO.
> Vy vynásobíte 10x ten řízený oscilátor, takže vynásobíte 10x i chybu a tento
> signál považujete za přesnou referenci kterou samplujete původní 1PPS. Z
> výsledků takového měření pak průměrujete a generujete svůj přesnější 1PPS. Posle
> mě je výsledek stejný jako u mého normálu a závisí prostě na počtu
> zprůměrovaných 1PPS vzorků. Navíc bych se při samplování na vysokých kmitočtech
> a generování vlastního signálu obvával zanášení dalších chyb díky jitteru který
> tam vnáší každý obvod který do zpracování signálu vstupuje. Abychom si rozumněli
> - já nezpochybňuji že tak získáte 1PPS signál s menším jitterem. Ovšem jeho
> přesnost je odvozena od přesnosti 10MHz normálu takže střed odchylek už není
> přesně 10MHz (Odvozený z cézia) ale je dán aktuálním kmitočtem normálu. Aby byl
> přesnější, musíte průměrovat stejně dlouho jako já takže v tom nevidím žádnou
> výhodu. Leda, že je pro Vás účel toho co děláte přesný 1PPS signál a ne normál
> 10MHz.
> Ale jak říkám matematika zrovna není moje silná stánka a asi mi něco uniká.
> 
> 	Martin.
> 
> > -----Original Message-----
> > From: hw-list-bounces na list.hw.cz 
> > [mailto:hw-list-bounces na list.hw.cz] On Behalf Of Jiří Kučera
> > Sent: Thursday, June 28, 2012 1:28 PM
> > To: HW-news
> > Subject: RE: Rychly citac (GPS normal)
> > 
> > 
> > Bezne GPS prijimace generuji 1pps s chybou +-100ns (muj 
> > kousek 70ns) chyba je dana pouzitim bezneho hradla jehoz 
> > hrana neni nijak strma + je zde chyta vznikla zpracovanim. 
> > Dale chyba zpozdenim signalu v koaxialu GPS od anteny + chyba 
> > ionosfery, profi geodeicke GPS umi nebo se snazi kompenzovat 
> > i tyto chyby. Pro ucel presneho oscilatoru nemaji vyznam ty 
> > se uplatni pri posazovani 1pps na casovou znacku treba u NTP serveru
> > 
> > Pro nas zajimava chyba (sawtooth) vypada v histogramu jako 
> > tabulova hora.
> > 
> > Zpresnovani 1pps vychazi z myslenky, ze 100MHz odvozeny z 
> > 10th harmonicke 10MHz casoveho normalu (toho ktery 
> > "usmernujeme" je kratkodobe presnejsi nez 1pps. 
> > Proto pouzijeme  PI (Proportional and Integral) regulator do 
> > ktereho vsupuje 1pps z GPS a na zaklade N (30 az 60) 1pps z 
> > GPS generuje vlastni pulsy 1pps s mensim jitter nez puvodni 
> > 1pps z GPS.
> > Ja zatim regulaci jedu v PC na karte od NI, ale jde to cele 
> > resit ciste digitalne a nacpat do FPGA.
> > Signal 1pps z GPS pomoci klopleho obvodu D "samplujeme" na 
> > frekvenci 100MHz vysledek ladujeme do citaceA, ktery vlastne 
> > meri periodu/zpozdeni 1pps druhy citacB pak ridi pulsni 
> > generator, ktery generuje "lokalni" 1pps s lepsim jitter, vse 
> > ridi PI regulator. Udaje pro PI regulator p=2^-2, i=2^-6. 
> > 1pps se mi tim podarilo zpresnit o rad. Respektive mozna i vice
> > Histogtam upraveneho 1pps jiz vypada jako pyramida v ktere je 
> > nejvice hodnot v +- 3ns.
> > Pro dalsi pruzkum bych potreboval presneji merit cas (aspon 
> > 100ps) viz muj dotaz.
> > 
> > Zkratka pro zpresnovani 1pps jsem zavedl dalsi zpetnou vazbu 
> > a PI regulator.
> > Vedlejsi efekt, je moznost pres MCU kompenzovat delku 
> > koaxilau anteny a pripadne se i pokusit i o model ionsfery.
> > Poklud by se pouzil MCU s ethernetem, dalo by se vyuzit dat z 
> > nejblizsich stacionarnich GPS geodeticke sluzby a na zaklade 
> > chyby mereni polohy ziskat presny model ionosfery nebo pri 
> > znalosti presne polohy nasi GPS ...
> > 
> > Mimochodel nevite o NTP serveru pro ARM bez linuxu, idealne 
> > STM32Fxxx ?
> > 
> > Jirka
> 
> _______________________________________________
> HW-list mailing list  -  sponsored by www.HW.cz
> Hw-list na list.hw.cz
> http://list.hw.cz/mailman/listinfo/hw-list
> 
> 
>