projekte:gpsdo:start
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projekte:gpsdo:start [2018/10/20 21:20] – [Untersuchungen] thasti | projekte:gpsdo:start [2019/03/15 18:40] (aktuell) – thasti | ||
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- | ===== Systemanforderungen ===== | ||
- | * geheizter Quarzoszillator mit hinreichend Kurzzeitstabilität | ||
- | * Frequenzgenauigkeit durch GPS-Anbindung | ||
- | * Anschluss für GPS-Antenne mit externem LNA | ||
- | * Indikatoren für GPS-Lock und OCXO-Lock | ||
- | * Versorgung aus 12..14V | ||
===== Untersuchungen ===== | ===== Untersuchungen ===== | ||
Da mehrere Aspekte und Konzepte umgesetzt und evaluiert wurden, sind diese auf einzelnen Unterseiten kategorisiert: | Da mehrere Aspekte und Konzepte umgesetzt und evaluiert wurden, sind diese auf einzelnen Unterseiten kategorisiert: | ||
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- | ===== PLL-Ansatz ===== | ||
- | Für den 10 GHz-Transverter wurde die Stabilisierung mittels einer PLL aufgebaut. | ||
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- | Die Hardware/ | ||
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- | * Layout: {{: | ||
- | * Errata: GPS RX an P1.1 geroutet, 32kHz-Quarz hinzugefügt | ||
- | * Sourcecode (MSP430 C-Code mit Makefile): {{: | ||
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- | **TODO aktualisieren der Schaltpläne** | ||
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- | 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. | ||
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- | ==== Probleme ==== | ||
- | **Schleifenfilter: | ||
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- | **Lock Detect:** Das Digital Lock Detect (DLD) der 10 MHz-Schleife funktioniert in diesem Aufbau nicht. Ursache hierfür ist vermutlich der Leckstrom in den Abstimmpin des OCXO. Der Eingangswiderstand dort wurde zu etwa 400kOhm ermittelt. An 3V ergibt sich so ein Leckstrom von $I_l = 8 \mu A$. Zusammen mit dem Ladepumpenstrom von $I_p = 5 mA$ und der Phasenvergleicherfrequenz von 10 kHz ergibt sich eine statische Phasenverschiebung von: | ||
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- | $Phase Error = \frac{I_l}{I_p} \cdot t_{PFD} = \frac{8 \mu A}{5 mA} \cdot 100 \mu s = 160 ns$ | ||
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- | Und das ist deutlich über der 15ns-Grenze, | ||
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- | ==== Ergebnisse ==== | ||
- | Nachdem das GPS einen Fix hat, regelt sich die OCXO-Abstimmspannung auf 2,5 V ein. Die Phasenrauschmessungen mussten im Labor mangels GPS-Empfang mit einem Signalgenerator als 10kHz-Quelle durchgeführt werden. | ||
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- | * Phasenrauschen 10 MHz: {{: | ||
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- | 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, | ||
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- | 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. | ||
==== Links ==== | ==== Links ==== |
projekte/gpsdo/start.txt · Zuletzt geändert: 2019/03/15 18:40 von thasti