Generator częsotliwości synchronizowany GPS

[SQ5KVS]

Hej,
Postanowiłem skonstruować tak zwany "GPS disciplined" . Brakowało mi solidnego wzorca częstotliwości i zmęczyłem się (nie tylko ale przede wszystkim) ciągle "jeżdżącym" generatorem w RTL donglu. Beacon SR5TDM na 70cm jest w remoncie, nie ma się czym wzorcować, a w koło Księżyca (i nie tylko..) lata sonda której transmisje daje się odebrać...

Posiadam GPS ublox- neo7e. Doskonały GPS (kilkadziesiąt zł) który ma dwa wyjście Time/freq out. Darmowe i niezłe środowisko do konfiguracji.
Neo-7 można tak skonfigurować żeby dawał sygnał 1PPS ale też częstotliwości aż do 10MHz. Postanowiłem skorzystać z tej drugiej możliwości.
Jak mówi manual, wewnętrzny synchronizowany z GPS generator ma 48MHz. Można otrzymać prawie dowolne freq mniejsze niż 10MHz ale tylko dla całkowitych dzielników otrzymujemy minimalny jitter. Dla niecałkowitych jest faktycznie lekko koszmarny..
Do "zasilenia" RTL'a potrzeba częstotliwości 28.8Mhz*. Początkowe plany były takie:

VXO na osobnym generatorze (choć rozpatrywałem też ten wbudowany w 4046). PLL - HC4046 HC albo HC9046 - dużo lepszy (w RC jest ale w TME nie ma, niestety musiałbym redewelopować moją roboczą płytkę która nie ma padów na TSSOP). Co do 4046 to jest sporo zastrzeżeń - ten PLL może być dość wolny (spory dead-zone) i nie rejestrować małych zmian fazy. Gdyby to źle działało to mogę wziąć dwa 74AC74 i zrobić własny detektor fazy, zapewne sporo szybszy.

Ale... Szperając tu na forum znalazłem układ NB3N3020. Bardzo mały jitter. To co jest pewną wadą w moich rozważaniach to dość wysokie częstotliwości (przynajmniej w manualu) dla których potrafi mnożyć (zwykle od 15-20 MHz, czasem od ~ 5MHz).


Częstotliwość wychodząca z GPS'a to 4800kHz. W NBxxx mnożnik x6 - i otrzymujemy 28.8MHz..

* Z jakiegoś powodu do wczoraj zakładałem że kwarc w RTL donglu to 27MHz. Prawdopodobnie zmiksowało mi się z aplikacją Si5351. Ale dla chcącego 27MHz też się da otrzymać - tylko nie przy pomocy NB3N3020 (brak mnożnika x9!). Ale Si5351 akceptuje też inne częstotliwości kwarców.

Pytanie:
-Jak myślicie czy taki GPS powielony przez NB będzie miał dostateczną stabilność i czystość sygnałów? Prawdoopodobnie i tak sporo lepszą niż to co byłbym w stanie osiągnąć, choć a nóż widelec...?
- Czy wykonanie pętli która da finalnie b. czysty sygnał jest super trudne? W wersji z własnym generatorem planowałem brać sygnał z "zimnej" nogi kwarcu i tylko go podać na bufor. Coś jak tu:



** Nic nie szkodzi żeby zrobić OCXO
PS: Dodam jeszcze że zliczanie na 1PPS jest może i ok ale wymaga jakiegoś uC a to mnie nieco brzydzi bo programowania mam dość w pracy

[SQ4AVS]

-Jak myślicie czy taki GPS powielony przez NB będzie miał dostateczną stabilność i czystość sygnałów? Prawdoopodobnie i tak sporo lepszą niż to co byłbym w stanie osiągnąć, choć a nóż widelec...?

Powielenie bezpośrednio przez pętlę pll nie przyniesie dobrego efektu, tu musi być ocxo do filtrowania sygnału gps. Na dodatek te odbiorniki dostępne na ebay to w 99% podróbki. Układ w proponowanej przez Ciebie wersji nada się dobrze do częstościomierza ale nie do odbiornika. Daj maila to coś Ci wyślę.

[SQ5KVS]

Ja mam na 100% oryginalnego ubloxa. Nie z ebaya tylko "z dobrego sklepu". Wszystko działa jak trzeba (ublox i reszta).
Doczytałem trochę (sam ublox się nie chwali co i jak) i wychodzi na to że dla pewnych częstotliwości (całkowite dzielniki typu /4 /8/ itp) jitter jest "w miarę" niezły.
http://www.ra3apw.ru/proekty/ublox-neo-7m/ (google translator radzi sobie nieźle jeśli ktoś nie zna cyrylicy).
Jeśli jest jitter to "niestety" te pętle które są dostępne w postaci gotowych układów nie bardzo sobie poradzą ze względu na dość szerokie pasmo (zwykle jakieś 20kHz).

[SQ4AVS]

Z tym "wszystko działa" napisz nieco później.

[SP9BSL]

(31-08-2018 12:57)SQ4AVS napisał(a):  Daj maila to coś Ci wyślę.

Rafał podziel się jeśli masz coś ciekawego

Jako wzorce do przyrządów (częstościomierze, analizatory widmowe), koledzy stosują układy oparte na modułach Trimble'a np. takie.
Sam przymierzam się do wykonania takiego układu (w zasadzie wsadzenia w obudowę). Spotkałem też ostatnio coś takiego. Jeśli ktoś stosował to proszę o opinię.
Jak zwykle wszystko zależy od docelowego zastosowania, wydaje mi się że jak już coś robić to z OCXO lub kupić gotowe. Taki wzorzec można podłączyć jako źródło odniesienia dla DDS lub porządnego PLL'a.

[SQ5KVS]

Ok , masz rację z tym "Wszystko działa". Z tym że ja to po prostu traktowałem jako stan normalny, że GPS zapomina nastawy po jakimś czasie (choć kurka, tam jest bateria, może ona się zdziadziła po roku leżenia w szufladzie).
Rafał, rozumiem że z tym GPS jest tak (z tego co wyczytałem tu i ówdzie) że częstotliwość generatora 48MHz tego oscylatora nie jest zsynchronizaowana ze wzorcem dawanym z satelitów. W takim razie co on w zasadzie utrzymuje? Ilość impulsów w sekundzie czy jakimś ułamku sekundy ma się zgadzać? Czyli jeśli fizycznie ten oscylator ma np. 48 000 005 Hz, to pięć impulsów zostanie "wycięte" ?
Jeśli to tak działa to masz rację, do licznika się nadaje ale nawet po przepuszczeniu przez super wolną PLL to będzie dziadostwo. Wtedy ma sens pętla częstotliwości, tzn zliczanie impulsów z naszeg generatora bramkowane PPS z gps'a..
PS zauważyłem ciekawą rzecz. Jitter tego co wychodzi z ubloxa zależy od wypełnienia. Np. ustawiam 9.6MHz (48/5) i 50/50. Ok zbocze narastające jest zawsze tam gdzie trzeba. Ale opadające jeździ. Lekko to bez sensu.
Ale kiedy ustawie 80% - jest ok, nie widać żadnego jeżdzenia..

[SQ4AVS]

Karolu tam nie ma baterii a jest supercap. Oryginalne ubloxy nie zapominają nastaw po długotrwałym zaniku zasilania. Częstotliwość jest synchronizowana z sygnałem z satelitów -ma się zgadzać liczba impulsów w jakimś okresie czasu. Myślę że po przepuszczeniu przez wolną pll będzie ok. Jeżdżenia oscyloskopem nie zauważysz -jest za małe. Przeczytaj uważnie co Ci podesłałem -tam wszystko wyjaśnione, kosztowałomnie to trochę czasu zanim rozgryzłem.

[SQ5KVS]

To że normalnie na oscyloskopie nie zobaczę to jasne jeśli częstotliwość jest różna od "ładnej". Ale badałem też widmo i prążek dla 9600KHz też jest w porządku, jeśli zmienię wypełnienie na 80% (oczywiście wtedy to już nie jest sygnał który ma tylko nieparzyste harmoniczne, ale..). Podejrzewam że czasy zbocz też są jakoś liczone i nie zawsze musi się zgadzać czas zbocza narastającego z czasem zbocza opadającego.

Sorry ale u mnie jest bateria. Ale fakt faktem że mam napisane "NEO-7M-0000 compatible" , to dokładnie to: https://botland.com.pl/moduly-gps/6814-m...roste.html

BTW te anteny w modułach są bardzo wrażliwe na ESD. Gdyby ktoś się chciał bawić mocniej to rozładować napięcie. Nie tylko mi się spaliła.

[SQ4AVS]

I nie zgadza się a jak przepuścisz przez filtr kwarcowy nawet dla dobrej częstotliwości to zobaczysz ile impulsów tracisz. Jak widzisz masz podróbkę ;-)