Unterschiede

Hier werden die Unterschiede zwischen zwei Versionen angezeigt.

--- projekte:gpsdo:start [2016/09/03 23:52] – [PLL-Ansatz] yc
+++ projekte:gpsdo:start [2016/11/22 19:08] – [Links] thasti
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 </WRAP>
-Für den Betrieb auf den GHz-Bändern ist eine genaue und stabile Frequenzreferenz von Vorteil. Für die Kurzzeitstabilität (im Bereich von einigen Minuten) sorgt ein Quarzofen (OCXO), dessen Langzeitstabilität und Frequenzgenauigkeit durch Anbindung an GPS verbessert werden soll. Dadurch entsteht ein GPSDO(GPS disciplined Oscillator).
+Für den Betrieb auf den GHz-Bändern ist eine genaue und stabile Frequenzreferenz von Vorteil. Für die Kurzzeitstabilität (im Bereich von einigen Sekunden) sorgt ein Quarzofen (OCXO), dessen Langzeitstabilität und Frequenzgenauigkeit durch Anbindung an GPS verbessert werden soll. Dadurch entsteht ein GPSDO (GPS disciplined Oscillator).
-Dazu wurde bei [[http://www.ebay.de/itm/Trimble-Oscillator-OCXO-65256-10Mhz-Sine-Wave-12V-High-Precision-SineWave-/261995352846?hash=item3d0023d30e|eBay]] ein Trimble 65256 10MHz-OCXO erworben. Dieser ist doppelt geheizt und besticht mit portabeltauglichem Stromverbrauch: Nur etwa 2,5 Watt nach der Aufheizzeit.
+Dazu wurde bei [[http://www.ebay.de/itm/141735902478|eBay]] ein Trimble 65256 10MHz-OCXO erworben. Dieser ist doppelt geheizt und besticht mit portabeltauglichem Stromverbrauch: Nur etwa 2,5 Watt nach der Aufheizzeit.
 Es werden zwei Ansätze evaluiert: Einerseits die Verwendung einer Frequenzregelung (FLL), andererseits die einer Phasenregelschleife (PLL).
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 ==== Stabilität ====
-Eine Messung der Oszillatorstabilität wurde mit dem HERMES als Messgerät durchgeführt, dabei diente ein Rohde&Schwarz-Ofen als Referenzoszillator. Die Ergebnisse der VNWA-Messung konnten bestätigt werden. Der Referenzoszillator und der Trimble-OCXO wurden 7 Tage durchgehend betrieben.
+Eine Messung der Kurzzeit-Stabilität zweier Oszillatoren gegeneinander wurde mit dem HERMES als Messgerät durchgeführt. Ein Vergleich von unterschiedlichen Aufwärmzeiten wurde angestellt.
+{{ :projekte:gpsdo:trimble_65256.png?650 |Short-Term Stability Trimble 65256 Allan Deviation}}
-{{:projekte:gpsdo:sigma_tau_1s.png?850|}}
 ==== Steilheit ====
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 ===== PLL-Ansatz =====
-Für den 10 GHz-Transverter wird die Stabilisierung mittels einer PLL aufgebaut. Auf der Leiterplatte wurde gleich noch ein passender VCO für den Vervielfachereingang des [[projekte:3cmtrv:start|10GHz-Transverters]] untergebracht, und dieser mit einer weiteren PLL versehen.
+Für den 10 GHz-Transverter wurde die Stabilisierung mittels einer PLL aufgebaut.
 Die Hardware/Software-Unterlagen sind hier zu finden:
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   * Sourcecode (MSP430 C-Code mit Makefile): {{:projekte:gpsdo:gpsdo.zip|ZIP}}
-Nach Umsetzung der notwendigen Software konnten beide PLLs erfolgreich in Betrieb genommen werden. An Stefans Trimble-OCXO stellt sich mit GPS-Fix eine Abstimmspannung von 2,4V am OCXO ein.
+**TODO aktualisieren der Schaltpläne**
+Nach Umsetzung der notwendigen Software konnte die PLL erfolgreich in Betrieb genommen werden. An Stefans Trimble-OCXO stellt sich mit GPS-Fix eine Abstimmspannung von 2,4V am OCXO ein.
 ==== Probleme ====
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   * Phasenrauschen 10 MHz: {{:projekte:gpsdo:33500b_10mhz.png?linkonly|10kHz-Referenz Agilent 33500}}, {{:projekte:gpsdo:ocxo_freerun.png?linkonly|OCXO freilaufend}}, {{:projekte:gpsdo:ocxo_locked_10khz_33500b.png?linkonly|OCXO PLL-gerastet, 100mHz Schleifenbandbreite}}
-  * Phasenrauschen 1656 MHz: {{:projekte:gpsdo:1g6-vco_freerun.png?linkonly|VCO freilaufend}}, {{:projekte:gpsdo:1g6-vco_locked_10khz_33500b.png?linkonly|VCO PLL-gerastet, 10kHz Schleifenbandbreite}}
-**TODO Rev 2:**
+Gezeigt haben sich in der praktischen Anwendung vor allem zwei Effekte: Einerseits ist die Zeitkonstante der Taktnachregelung im GPS selbst sehr hoch, d.h. die 10 kHz aus dem GPS werden langsam nachgeregelt, es dauert bis zu einer Minute bis man auf der Endfrequenz angekommen ist. Andererseits ist die thermische Stabilität des GPS-Moduls um Größenordnungen schlechter als die des Ofens. Da dieses jedoch als Referenz dient schlagen sich thermische Frequenzänderungen direkt auf die Ausgangsfrequenz durch.
-  * Lock-Detect der 10 MHz-Schleife ersetzen, Möglichkeiten:
-    * Fensterkomparator an Vtune
+Um die Kurzzeitstabilität (und damit im weiteren Sinne die Genauigkeit) überhaupt sinnvoll verbessern zu können, muss das GPS-Modul thermisch auf jeden Fall von jeder Art schneller Temperaturänderungen isoliert werden. Ein besseres Konzept für einen GPSDO sollte vorsehen, die 10 MHz aus dem Ofen direkt als Systemtakt für GPS zu verwenden und diesen selbst nachzuführen.
-    * Detektion der 10 kHz (Gleichrichtung, Transistor, LED)
-    * aktuelle Lösung (1PPS ausgeben wenn kein GPS-Fix, TIMEPULSE parallel direkt an LED) ist unschön, weil sich so Artefakte am 1656MHz-Ausgang bilden
-  * MSP430 mit Quarz versehen (für UART)
-  * Pins für UART anpassen
-  * Reset besser beschalten (R/C)
-  * Isolationsverstärker am VCO hinzufügen (6db-Pad - AG604 - 6dB-Pad)
 ==== Links ====
   * http://www.dl4jal.eu/fnormal/fnormal.html
   * http://www.ik0otg.net/index.php?option=com_content&view=article&id=53&Itemid=59&lang=en
   * http://www.ke5fx.com/tbolt.htm
-  * [[http://www.bartelsos.de/index.php?dl_file=77498ICTFZ|Artikel über die Stabilität von Oszillatoren von Ulrich Bangert]]
+  * [[http://www.bartelsos.de/dk7jb.php/timenuts-genaue-frequenzmessung|Artikel über die Stabilität von Oszillatoren von Ulrich Bangert]]