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您当前所在位置:元器猫> 晶振百科> 什么是GPS记录振荡器(GPSDO)?
  • 什么是GPS记录振荡器(GPSDO)?
  • 阅读量:1229

  GPS记录振荡器(GPSDO)是当今最受信任和准确的计时来源之一。这些功能强大的设备(有时称为GPS时钟)由高质量的稳定振荡器和GPS接收器组成。GPSDO通过跟踪环路将振荡器输出分配(或控制)到GPS设备或GNSS卫星信号来工作。
  
  GPSDO定时信号精确到纳秒,  并且能够产生高达数万亿分之一的频率精度和稳定性。这使GPSDO非常有用,因为卫星时间信号必须非常精确才能为成功的GPS和有保证的PNT导航提供定位精度。
  
  GPSDO如何工作?
  
  GPSDO中的纪律机制的工作方式类似于锁相环(PLL)。一些GPSDO使用PLL,但是许多GPSDO被微控制器取代,以补偿频率,温度和其他环境参数。
  
  GPSDO真正的定时魔术是GPS信号和石英晶体振荡器共同作用的结果。
  
  GPS接收器具有出色的长期稳定性(以Allan偏差为特征)。但是,它们的短期稳定性通常受到许多因素的影响,包括
  
  每秒一脉冲(1PPS)参考定时电路的内部分辨率
  
  信号传播 效应(例如 多径干扰)
  
  大气条件
  
  其他减值
  
  这就是高质量晶体振荡器(通常是烤箱控制晶体振荡器OCXO)出现的地方。OCXO提供了更好的短期稳定性,但经常受到热,老化和其他长期影响。
  
  GPS接收器和OCXO的共同努力使GPSDO成为实现整体频率稳定性的绝佳来源。
  
  GPSDO和NCO有什么区别?
  
  GPSDO通常通过使用分频器从参考振荡器生成1PPS信号,使内部飞轮振荡器与GPS信号相位对齐。
  
  然后,将此1PPS信号与GPS生成的1PPS信号进行比较,并使用相位差以较小的调整来控制本地振荡器频率。
  
  这是GPSDO和数控振荡器(NCO)之间的主要区别。
  
  NCO通常不使用频率调整来指定振荡器,而是使用自由运行的低成本晶体振荡器。他们还通过以大相位步进每秒多次多次延长或缩短输出相位来调整输出相位。这样可确保每秒(平均)的相变数与GPS接收器参考源对齐。
  
  话虽如此,即使在存在高相位噪声和抖动的情况下,GPSDO仍可保证频率精度。
  
  GPS信号不可用时会发生什么?
  
  当可靠的GPS信号不可用时,GPSDO进入保持模式。在保持模式下,GPSDO尝试仅使用内部晶体振荡器来保持准确的时序。(这就是为什么从值得信赖的供应商那里选择高质量振荡器的原因很重要)。
  
  GPSDO处于保持状态时,复杂的算法用于补偿振荡器的老化和温度稳定性。
  
  通用GPSDO应用
  
  GPS记录振荡器可用于多种应用。首先,GPSDO被用作全球协调世界时(UTC)的基础。UTC是时间和频率的官方公认标准。
  
  GPSDO还用于向 无线基站提供同步, 并在标准实验室中很好地用作 基于铯的参考的替代品。
  
  GPSDO的其他常见应用包括
  
  确保定位,导航和定时(PNT)的应用程序,例如无源雷达
  
  关键基础设施
  
  立方体卫星和LEO卫星通信