GPSDO wil niet locken

rob040

Golden Member

Op 11 juni 2016 10:57:43 schreef tin.soldier:Voorwaarden om hier de "lock-indicator" (LED1) aan te krijgen zijn dat de LED in mijn PLL aan moet zijn (wat dus ook al gebeurt zonder serieuze lock) én dat er minstens 4 - 5 satellieten simultaan worden ontvangen. (De gedachte hierbij is dat dan de 10kHz uit de ontvanger betrouwbaar is en de PLL dus wel in lock "moet" zijn.)

Ik blijf zeggen dat er toch iets raars is met jouw schakeling. De lock indicator van de PLL zou alleen aan mogen zijn als de opgaande flanken van beide ingangssignalen synchrone beweging vertonen. Los van of de 10kHz uit de GPS ontvanger nauwkeurig is op basis van een aantal satellieten.
En dat de 10kHz nauwkeurig is wil je ook zeker weten, anders hoop je er alleen maar op. Daar is de zekerheid gebaseerd op de ontvangst van een x-aantal satellieten. Ook vreemd dat de positie bepaling niet goed is. Zou dat nog aan de software van de GPS ontvanger kunnen liggen? Die is V1.80 en er is ooit een V2.30 uitgebracht.

Verder volg ik de handelingen van Henk ook met interesse.

Los van of de 10kHz uit de GPS ontvangen nauwkeurig is op basis van een aantal satellieten.

Als je het zo stelt is er toch niets mis met de lock-indicator!? Want de LED gaat immers al aan zonder antenne in de ontvanger, om maar wat te noemen.<- Ik heb je waarschijnlijk niet goed gelezen.)
Maar goed, de LED gaat ook al aan wanneer de 10MHz - kort na inschakelen - 10.000.080 is. En dat zou ik inderdaad niet willen.
Kort nadat 4 (of 5) satellieten worden ontvangen wordt de 10MHz 10.000.000 en blijft dat ook. Voor de LED maakt dit dus allemaal niet uit (die was allang aan).

rob040

Golden Member

Als er geen antenne is aangesloten op de GPS ontvanger komt er toch een 10kHz signaal uit. De PLL regelt dan de 10MHz oscillator bij totdat beide 10kHz signalen in sync zijn. De frequentie kan dan inderdaad afwijken van exact 10MHz. Ik zou verwachten dat het even duurt voordat de lock er is en de LED aangaat.

Als je dan een antenne signaal gaat toevoeren aan de GPS ontvanger, zal na enige tijd de 10kHz nauwkeurig zijn, vanwege voldoende satelliet ontvangst.
Maar op dat moment zou ik denken dat de PLL lock LED weer uitgaat totdat er weer een sync is.

Ik zou verwachten dat het even duurt voordat de lock er is en de LED aangaat.

Akkoord. Maar dát is ook zo. De LED gaat na inschakelen eerst niet aan, gaat daarna wat knipperen en blijft vervolgens branden. Te vroeg naar mijn smaak, maar misschien is het toch wel zo bedoeld. Ik volg je redenering dat er best een PLL lock kan zijn (LED aan!) zonder dat er enige satelliet wordt ontvangen. (Daar heb ik eerder niet zo bij stilgestaan. Dankjewel.)

Als je dan een antenne signaal gaat toevoeren aan de GPS ontvanger, zal na enige tijd de 10kHz nauwkeurig zijn, vanwege voldoende satelliet ontvangst. Maar op dat moment zou ik denken dat de PLL lock LED weer uitgaat totdat er weer een sync is.

Dit blijkt ook het geval te zijn. Ik had er eerder niet goed op gelet.

Het blijft natuurlijk wenselijker een (lock-)indicatie te hebben die pas actief wordt wanneer de GPSDO écht 10MHz rond levert zonder daarvoor op een teller te hoeven kijken. Of een indicatie die vanaf inschakelen objectief de PLL "volgt". Ik denk dat dat dan ook is wat Henk beoogt.

indicatie te hebben die pas actief wordt wanneer de GPSDO écht 10MHz rond levert

Dat was dus de reden voor mijn externe indicator met precisie opamps en een echte vctcxo als afgeleide indicatie.
Lock op een "echte 10kHz" indicatie is alleen mogelijk met indicator uit de Jupiter (die er niet is). Het aantal sat's plus een vertraging is een redelijke benadering (en dan moet ook je eign PLL nog gelocked zijn).

De uitlezing begint gestalte te krijgen: http://www.uploadarchief.net/files/download/gps_uitl.jpg
Voor de bedrading heb ik vrolijke kleuren gebruikt :-)

Overigens blijkt de weergegeven geografische positie (hier geblurred) toch correct te zijn. Die is in decimale minuten, en niet in boogminuten (als ik dat goed zeg) waardoor ik steeds verkeerd "uitkwam".

Ha tin.soldier,

Ziet er goed uit ik denk dat je het bij het goede eind heb een reken fout of iets daarom trend.

Ik heb de HEF4046 met de opamp op een printje gezet om aan de lock detector te experimenteren is wat stabieler dus ik kom later met een update voorstel.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
joopv

Golden Member

Op 11 juni 2016 21:43:35 schreef markce:
[...]Dat was dus de reden voor mijn externe indicator met precisie opamps en een echte vctcxo als afgeleide indicatie.
Lock op een "echte 10kHz" indicatie is alleen mogelijk met indicator uit de Jupiter (die er niet is). Het aantal sat's plus een vertraging is een redelijke benadering (en dan moet ook je eign PLL nog gelocked zijn).

In een van de NMEA zinnen die de ontvanger uitspuugt op de serieele poort kun je feilloos zien of de ontvanger geen, een 2d of een 3d lock heeft. ALs ie een 3d positie lock heeft kun je er van uitgaan dat de 10kHz ook gelockt is.

code:


  $GPGSA,A,3,04,05,,09,12,,,24,,,,,2.5,1.3,2.1*39

Where:
     GSA      Satellite status
     A        Auto selection of 2D or 3D fix (M = manual) 
     3        3D fix - values include: 1 = no fix
                                       2 = 2D fix
                                       3 = 3D fix
     04,05... PRNs of satellites used for fix (space for 12) 
     2.5      PDOP (dilution of precision) 
     1.3      Horizontal dilution of precision (HDOP) 
     2.1      Vertical dilution of precision (VDOP)
     *39      the checksum data, always begins with *

http://www.gpsinformation.org/dale/nmea.htm

Ha joopv,

Dat is helemaal waar maar in het ontwerp welke tin.soldier gebruikt wordt de NMEA code niet gebruikt misschien nu met de uitbreiding middels de display print.
Maar dan heb je nog steeds niet de mogelijkheid om de lokale oscillator hierop te controleren moet mijn loop nu wel de GPS 1PPS gebruiken om te sturen of niet.

Dit is het punt van aandacht het kan voorkomen dat je denkt een goede referentie te hebben maar je lokale oscillator wordt de verkeerde kant op gestuurd of staat door overdracht van de je PLL te jitteren op de meeste momenten zul je een goed signaal ontvangen en is er niets aan de hand maar op de momenten dat je geen of nauwelijks ontvangst heb dan denk je alles is in orde maar ja |:(. controleren dus.

De lock detector is vaak al in lock door de 1PPS of een andere frequentie 10 kHz bijvoorbeeld op dit signaal zit veel jitter 20uS of meer.
Hier kan je niet naar de flank kijken door de jitter en zul je periode op periode moeten meten.

Omdat alle moderne GPS ontvangers 1PPS leveren kan je het beste het meet systeem op deze tijd puls baseren 10 kHz is misschien makkelijk maar heeft geen enkel voordeel ten opzichte van 1PPS of je moet een hele slechte lokale oscillator gebruiken :(

Ik ben op dit moment (zeg 3 weken geleden gestart) om beter te kunnen laten zien wat de stabiliteit is van de diverse oscillator types.
Ik vergelijk dan mijn cesium standaard HP 5061B met de rubidium standaard HP 5065A de Trimble thunderbolt en de oscillator gelijkwaardig aan het ontwerp welke tin.soldier gebruikt.

De meting wordt uitgevoerd met een Tijd Interval Counter eigen ontwerp en een modulation domain analyzer HP 53310A en opgeslagen via IEEE488 naar een PC zodat ik een en ander kan plotten.
Ik kijk met name naar de korte en midden tijd stabiliteit zeg van 1 nano seconden tot 8 minuten.
Later meer hierover.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
rob040

Golden Member

Dus met een 10kHz referentie heb je sneller een lock, maar een 1PPS is stabieler?
Omdat de meeste mensen een GPDSO zullen bouwen om een nauwkeurige en stabiele 10MHz te krijgen is een 1PPS te prefereren boven 10kHz.
Is dat een juiste conclusie?

Ha rob040,

Nee het maakt niet uit zowel de 1 PPS als een andere frequentie welke gebruik maakt van de 1PPS heeft dezelfde jitter.
Je kunt dit straks mooi in de grafiek zien even geduld nog 1 week meten dat rekent makkelijk.

Waarom vermeld ik dit vooruitlopend veel bouwers zoeken met man en macht naar een GPS ontvanger welke 10 kHz genereert en dit is niet nodig of je moet een zeer slechte lokale oscillator gebruiken een elke kristal oscillator is op de korte en midden lange tijd <30 seconden beter als een atoomklok.
De moderne ontvangers hebben veel minder jitter en zijn sneller dan de oude modellen alleen geen 10 kHz :+
Een Ublox is dus net zo goed zo niet beter :) en kost niet veel.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
rob040

Golden Member

Hi Henk,

Dank voor de uitleg, ik wacht de bevindingen van jou af. Heeft helemaal geen haast.

Groet, Rob.

Het project is eindelijk zo goed als af. Filmpje (ca. 50 sec.): http://skoop.home.xs4all.nl/gps/GPSPLL[2].mp4
Let op de blauwe LED rechtsboven: LOCKED!! De klok voor de counter wordt afgeleid van France Inter op 162kHz (PA2OHH). Deze zender stopt ermee in december. Daarom wilde ik heel graag een GPSDO.

Ha tin.soldier,

Netjes mooi de display :) heb meer als een uitgang? en wat ga je er allemaal mee doen.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Dankjewel. Het ding kan ook 1 en 5 MHz geven, maar dat heb ik niet naar buiten toe uitgevoerd. Wel wat extra gaten in het kastje gemaakt trouwens. Nu is er maar 1 x 10MHz. Ik wil er mijn frequentietellers mee ijken of 'm daarvoor als externe klok gebruiken. Ik zou het wel handig vinden als er twee 10 MHz aansluitingen op zaten, maar ik weet niet precies hoe ik dat kan doen zonder signaalverlies.
Iets anders is trouwens dat de 10MHz output ook 5V DC voert. Wat zou een nette condensator (en weerstand?) om dit te blokkeren? Ik dacht aan 10nF en 2k2 in serie. Of is dat flauwekul?

Nu ga ik dit nabouwen: http://lea.hamradio.si/~s53mv/counter/counter.html Deze teller gebruikt in beginsel een 20MHz kristal. Om te beginnen zal ik de 10MHz uit de standaard hiervoor verdubbelen. Ik vond er een mooie schakeling voor: http://www.sprut.de/electronic/pic/projekte/frequenz/doubler.htm Op dit tellerontwerp valt met de klokfrequentie te variëren, en er kan ook een ander type PIC in. Voor dit nieuwe project heb ik alle printjes al geëtst en een kastje enigszins geprepareerd. Alle onderdelen ervoor heb ik ook verzameld. Ik kan jammer genoeg geen 74F50109 of 74LVC109 vinden. Dit IC bepaalt de hoogste frequentie die de basisteller op 0,1Hz precies kan meten. Wie weet/heeft er een?

rbeckers

Overleden

10hF in serie is prima. maar de 10MHz is waarschijnlijk in 50 ohm uitgevoerd.

Zie 10MHz topic van Miedema.

Ha tin.soldier,

Heer rbeckers geeft een goede hint ik denk ook dat je dit topic eens kan doorlezen.
Sommige gebruiken een video versterker maar dan moet je wel een kwaliteit type nemen tot 10MHz of hoger volgens mij had @Sine onderlaatst een model.
Om je spanning te blokken prima als je uitgang 50Ω is kan je 1nF of iets kleiner nemen heel veel hebben de gedachte dat een condensator van 680pF op die plaats te laag is maar die is in de praktijk juist prima.
Het zelfde geldt voor een weerstand Zo=50Ω niet zoeken naar 49.9Ω neem maar 47Ω kom je met de inductie er bij prima uit.
Leuk nieuw project deze OM maakt hele professionele meet spullen.
Ik weet (nog) niet wat uiteindelijk je hoogste frequentie is welke je wil meten.
Als je wat hoger in frequentie wil zou je eens kunnen kijken of je de gate tijd iets hoger kan maken en of je niet een reciproke frequentie teller er van wil maken.

Het ic kost €10,- van uit Engeland.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.
rob040

Golden Member

@tin.soldier,

Mooi dat het toch gelukt is. De GPSDO locked lekker snel en is mooi stabiel wat ik zo kan zien in het filmpje.

@Henk,

Ik hoopte nog op de resultaten van de metingen. Heb je nog plannen om die te publiceren?

@ rob040,

Even snel tussendoor ja zeker ik heb alleen een paar weken terug tijdens het meten moeten afbreken i.v.m. bouw werkzaamheden.
Altans geen bouw werkzaamheden zoals je misschien in gedachte heb maar bij de buren loopt iets een buis of zo in de muur en of deze lekt geen idee maar slaat steeds door.
Nu hadden ze het plan ik denk na 10jaar er toch iets aan te doen ik begrijp nu waarom het 10 jaar geduurd heeft :( 8)7 :'-(
Maar de metingen zijn weer gestart.

Groet Henk.

Everything should be as simple as possible, but not simpler.

Bedankt Rob!

De chip is peperduur, vind ik, en ik ben bang voor fake. Op UTsource staan ze veel goedkoper. En zou LittleDiode ze daar ook niet vandaan hebben, vraag ik me dan af. En er was nog een andere Engelse aanbieder, waar ik de naam even van kwijt ben. Nu heb ik 74AC109 gescoord, wat ook al niet heel gemakkelijk bleek.
Sterkte met het lawaai, Henk!

rob040

Golden Member

Hoi Henk,

Was gewoon even benieuwd en zie het wel een keer verschijnen.
Sterkte met de rommel, het is te hopen dat het snel gefixed kan worden.

Groet, Rob.