Hallo Leute, entschuldigt, ich hab es einfach nicht verstanden. Ich beschäftige mich in letzter Zeit aus Interesse ein bisschen mit GPS disziplinierten Frequenznormalen. Unter anderem die UBLOX Module haben einen Timepulseausgang, den man auf bis zu 10MHZ einstellen kann: https://www2.u-blox.com/images/downloads/Product_Docs/Timing_AppNote_%28GPS.G6-X-11007%29.pdf Ich dachte mir, ich könnte ja einfach diesen Ausgang statt eines Quarz für meinen Mikrocontroller verwenden und hätte dann eine super stabile Zeitbasis. Außerdem wäre dann noch der eingehende PPS Puls synchron zu meinem CPU Takt und ich könnte ihn sehr genau ausmessen. Allerdings ist wie in diesem Artikel beschrieben das Phasenrauschen des Ausgangs nicht besonders gut und es wird empfohlen eine PLL nachzuschalten. Ist das Phasenrauschen denn schlimm für diesen Anwendungszweck bzw. bei welchem Anwendungszweck macht das überhaupt etwas aus? So wie ich das verstehe unterscheiden sich die "Taktlängen" dann einfach Picosekundenteile. Mit einer PLL diszipliniere ich dann anscheinend einen deutlich phasenrauschärmeren Oszillator auf die Langzeitstabilität des GPS ausgangs? Das bringt mich zur zweiten Frage. Wie funktioniert denn dann die Takterzeugung für schnellere Prozessoren wie z.b. den Raspberry PI, die ja ein vielfaches der MHZ zahlen des Quarzes als Takt haben und das auch noch einstellbar. Wo steckt da der super rauscharme Oszillator? Das sheet von Ulrich Bangert habe ich schon einmal durchgelesen, bin aber leider auch nicht so wirklich schlau draus geworden. Danke für Erleuchtung.
Michi O. schrieb: > Ich dachte mir, ich könnte ja einfach diesen Ausgang statt eines Quarz > für meinen Mikrocontroller verwenden und hätte dann eine super stabile > Zeitbasis. Machbar. Michi O. schrieb: > Allerdings ist wie in diesem Artikel beschrieben das Phasenrauschen des > Ausgangs nicht besonders gut und es wird empfohlen eine PLL > nachzuschalten. Ist das Phasenrauschen denn schlimm für diesen > Anwendungszweck bzw. bei welchem Anwendungszweck macht das überhaupt > etwas aus? So wie ich das verstehe unterscheiden sich die "Taktlängen" > dann einfach Picosekundenteile. Für manche schnellen Digitalschaltungen (z.B. FPGAs) macht das was aus, oder auch bei sehr genauen (wissenschaftlichen) Messungen. Für einen normalen Mikrocontroller wie einen AVR ist das Phasenrauschen ziemlich egal. Michi O. schrieb: > Wie funktioniert denn dann die > Takterzeugung für schnellere Prozessoren wie z.b. den Raspberry PI, die > ja ein vielfaches der MHZ zahlen des Quarzes als Takt haben und das auch > noch einstellbar. Wo steckt da der super rauscharme Oszillator? In der PLL, die wiederum in der CPU steckt. Die macht auch die Multiplikation des Taktes. Jonathan
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Für die Verwendung als Systemtakt eines µC ist das Phasenrauschen des Oszillators praktisch irrelevant. Ganz im Gegenteil, manchmal (z.B. im PC) moduliert man die Taktfrequenzen einiger Systeme absichtlich (clock dithering) um so das Störspektrum zu entschärfen - aus schmalen Linien bei einzelnen Frequenzen werden verwaschene Bänder.
Ist die schöne 20log(N) Formel für das Phasenrauschen. Für eine 10 MHz Pll mit 1Hz GPS-Zeitbasis ist N=10*10^6, somit haste 140dB mehr Phasenrauschen. Für einen 32kHz Uhrenquarz und 10MHz wäre N=312.5 Somit gibt das nur 50dB mehr Phasenrauschen.
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Das Phasenrauschen des GPS-Zeitsignals hat Bedeutung, wenn man es direkt verwenden will, für sehr stark auflösende Zeitmessungen. Wenn man halt Ereignisse auf nsec genau messen oder registrieren will, muss man ziemlich strampeln, um das GPS-Signal in dieser Hinsicht zu verbessern. In Frequenzaufbereitungen wäre das Phasenrauschen des normalen GPS sehr störend, weil es einen sehr starken Beitrag zum Rauschen in der Nähe des Trägers oder Signals darstellt. Da würde die Trennschärfe der Filter unwirksam, weil z.B. ein stark verrauschtes Signal oder Oszillatorsignal die Nachbarsignale mit seinem Rauschen zustopft. Ein Quarzoszillator mit möglichst hoher Frequenz, rauscharm ausgeführt, ist wesentlich besser in dieser Hinsicht als ein normaler GPS-Takt. Die gängige Lösung ist die: Erzeugung des HF-Signals per Quarzoszillator. Aber mit einer Frequenzkorrektur, die die temperaturbedingten Änderungen des hochfrequenten Oszillators ausgleicht, sodass die mittlere Frequenzgenauigkeit vom GPS bestimmt wird, aber nur die Phasenabweichungen des Quarzoszillators zugelassen werden. Der Regelkreis,der den Quarzoszillator korrigiert, ist so aufgebaut, dass er von dem Differenzsignal Sollwert-Phase <-> >Istwert-Phase nur die tieffrequenten Anteile verarbeitet. Bei Frequenzmessungen per Zähler ist dieses Phasenrauschen nicht so störend. Schließlich misst man da über viele Schwingungen hinweg, bildet also einen Mittelwert, bei dem das Phasenrauschen weitgehend unwirksam ist. (Wenn die Messzeit eines Zählers 1 sec ist, machen die 40 nsec des GPS-Jitter nichts aus).
Hallo, jetzt muss ich nochmals auf das Thema zurückkommen. Laut dem Datasheet hat der Ausgang einen RMS jitter von über 3000ps: Punkt: 2.3.2 Phase noise https://www2.u-blox.com/images/downloads/Product_Docs/Timing_AppNote_%28GPS.G6-X-11007%29.pdf Das heißt am ende weichen meine Takte dann 5 - 10 Nanosekunden vom "idealen Takt" ab. Das finde ich dann doch relativ viel. Haben GPS Empfänger nicht alleine schon für den Empfang ziemlich genaue Oszillatoren? Mein Lea-6t hat einen TCXO. Grüße
Michi O. schrieb: > Haben GPS Empfänger nicht alleine schon für den Empfang ziemlich genaue > Oszillatoren? Mein Lea-6t hat einen TCXO. Der Timing-Ausgang kommt aus einem NCO, quasi eine 1-Bit-DDS.
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