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

Sobota Březen 2 10:15:47 CET 2024

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] on behalf of Pavel Kořenský [pavel.korensky na dator3.cz]
Sent: Saturday, March 02, 2024 12:10 AM
To: 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> On Behalf Of Daniel Valuch
> Sent: Friday, March 1, 2024 4:19 PM
> To: 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%20deviation%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%20MASER.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> On Behalf Of Pavel Korenský
>>> Sent: Thursday, February 29, 2024 5:12 PM
>>> To: 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
> 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