Shock Media

Navigatie

freq nauwkeurigheid via GPS

Forum > Meten & meetapparatuur > freq nauwkeurigheid via GPS
Naam Bericht
on7nh

Hey,
Ik heb net een frequentiemeter gemaakt (ik zal komende dagen wel iets posten, als basis een DSPIC30F4013) met als basis 1pps van een gps ontvanger

als ik als tijdbasis 10 sec tel, kom ik op 0.x hz naukeurig
als ik als tijdbasis 100 sec tel, kom ik op 0.0x hz naukeurig

maar hoe correct kan ik de ref van de gps aannemen?

kan ik een naukeurigheid van 0.0c hz noteren of niet?
rbeckers

Zie o.a.
http://www.rt66.com/~shera/
http://en.wikipedia.org/wiki/GPS
http://www.timezone.com/library/archives/archives0072
http://en.wikipedia.org/wiki/Atomic_clock
http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Clock_accurcy.jpg

De GPS zelf is zeer nauwkeurig. Veel hangt af hoe de klok synchroniseert met gps.
[Bericht gewijzigd door rbeckers op 22 augustus 2008 13:08:56]
grotedikken

wel, er is een verschil tussen theorie en praktijk.
De wetenschap evolueert snel en er is elke week wel ergens een team dat nieuwe, nog betere klokken ontdekt. Moetwel want hun subsidies zijn voor hen van levensbelang.

Een GPS werkt op het principe van zeer nauwkeurige klokken. Aan boord van de GPS satellieten zijn om praktische redenen de op één of twee na nauwkeurigste klokken ingebouwd. Caesium atoomklokken.
Deze werken niet op radioactief verval zoals sommigen denken, maar op het feit dat juist in de kern van zeer stabiele atomen de beweging van de lading uiterst nauwkeurig is, anders zouden die elementen niet miljarden jaren lang in evenwicht blijven, maar uiteenvallen.

Die Klokken waarvan er meerdere per satelliet zijnhebben een nauwkeurigheid van
grootorde 10-12.

Een klassieke kristaloscillator heeft een nauwkeurigheid van 10-7 en de dure nauwkeurig geslepen kristallen (hangt af van de snede) in een oven, tot 10-9.

Een rubidium atoomklok 10-11, een Caesiumklok 10-12en een waterstofmaser 10-13.

Dat zijn waarden die de bronnen weten te halen. Wanneer je nu die signalen verstuurt via kabel of radioverbinding zullen er heel wat factoren optreden die de nauwkeurigheid kunnen beinvloeden. De grootste factor is de faseruis en jitter die optreedt in de ontvanger en convertoren van de PLL die je toepast.
Dus mag je rekenen dat het resultaat ergens tussen maximaal 10-11 en minimaal de nauwkeurigheid van je oorspronkelijk kristal zal liggen, afhankelijk van de kwaliteit van de componenten en je schakeling die je toepast.

Het is geen goed idee het ontvangen signaal rechtstreeks als klok te gebruiken. Valt de ontvangst even weg, dan heb je een onderbreking en duurt het en eeuwfgheid voor je weer stabiel bent..

Veel beter is een zo nauwkeurig mogelijke synthesiser te maken met een temperaturgecompenseerd kristal en deze te synchroniseren met je GPS klok. Val het signaal dan weg, je klok blijft doordraaien
en verliest slechts langzaam aan nauwkeurigheid en ondertussen is het radiosignaal terug.
[Bericht gewijzigd door grotedikken op 22 augustus 2008 14:13:30]
Ik heb besloten voortaan wat aardiger te zijn. Maak me dus aub niet kwaad!
6502

Er is ook veel informatie over tijd en -synchronisatie op LeapSecond.com te vinden.
jojo

quote:
Op 22 augustus 2008 11:51:57 schreef on7nh:maar hoe correct kan ik de ref van de gps aannemen?

kan ik een naukeurigheid van 0.0c hz noteren of niet?

Daarvoor moet je eens goed kijken naar de documentatie van je GPS(module). De 1pps-jitter is nogal uiteenlopend tussen de modellen. De speciaal voor low-jitter gemaakte modellen gaan er van uit dat de GPS positie niet veranderd. Met deze kennis kan dan net weer een onzekerheidsfactor weggewerkt worden.

30ns jitter is laag te beschouwen en 1us hoog. Zelf heb ik een gedrag gezien dat over een aantal seconden de puls periode iets te kort was en dan in ene een forse correctie werd gedaan. Geen cycle-to-cycle correctie bij dat moduultje dus.
Vermoedelijk doen andere modellen het weer anders.

Mijn Jupiter moduul met 10KHz output lijkt het nog het mooist te doen. Die is in gebruik bij een 10MHz GPS locked frequency reference. Maar het is lastig daar de jitter van te meten. Ik kan alleen zeggen dat een gemeten TCXO een mooi glad langzaam verloop had van 3Hz over een periode van een uur gemeten in 0.1Hz (10s gate tijd). Geen opvallende jumps bijvoorbeeld die ruim groter dan 1 count waren tussen de opeenvolgende metingen).

Edit: je moet trouwens resolutie niet verwarren met nauwkeurigheid.
[Bericht gewijzigd door jojo op 22 augustus 2008 16:38:19]
free_electron

der is ook nog zoiets als instant jitter en lange termijn drift ....

de tijd tussen twee pulsen schommelt ( jitter ) maar de grotte van die schommeling drift ook nog eens over lange tijd.

Er zijn GPS ontvangers die naast de 1pps ook ene 10 MHZ naar buiten brengen.

als je met die 10MHZ dan ene kristaloven koest houdt wordt het helemaal mooi.

Ik heb in het labo zo een 'standaard'. GPS antenne op het dak , dikke coax naar beneden , doos van Agilent binnen. Dat ding synct een interne 10 MHZ oscillator op de carrier van GPS. Dus zelfs als gps even wegvalt blijft de kristaloscillator doordraaien. ( is een oven, en zo geen prulletje van 2 kubieke centimeter )

http://www.symmttm.com/products_gps_58503b.asp

De mijne is nog van 2002 toen het nog in de Agilent Stal zat. Das ondertussen afgestoten en nu Symmetricom geworden.

Deze hangt erachter :
http://www.symmttm.com/products_tfd_6502B.asp
en distrubeert het referentiesignaal naar de verschillende labotafels.

Wanneer er preciese metingen moeten gedaan owrden met scoop of network analyser dan pluggen we dat signaal in. ( prof apparatuur heeft meestal een '10MHz input' achteraan zitten.
Professioneel ElectronenTemmer - 8 April 08 : 7.355.303
jovak

quote:
Op 22 augustus 2008 17:55:45 schreef free_electron:

Er zijn GPS ontvangers die naast de 1pps ook ene 10 MHZ naar buiten brengen.


Is dit niet de 10.23 MHz. De bitrate van het C/A signaal ?
meten is weten, weten is meten, maar hoe kan je weten wat je allemaal moet meten en weten.
Zoeken in topic