Перейти к содержанию
    

Прецизионный кварцевый генератор

Повод грызться слишком мал. Остальное - в силе.

Скоро и отвечать некому будет. Включаем дипломатию?

 

Посмотрел "под микроскопом" и, похоже, нашёл объяснение.

У автора записи частОты генераторов систематически плывут (за спуры отвечает, видимо, сама карточка). Зависимость фазы от времени - параболическая (см. выше и ниже). Окно Б-Х узкое, и за его характерное время убегание не слишком велико, поэтому при нормировке спуры вылезают. А прямоугольное окно захватывает весь временной диапазон, и они размазываются.

Оттого и визуальная разница.

Годится? ;)

Пересказываю своими словами. Открыл wav файл в SpecctraPLUS - спуры "дышат" во времени, полка шумов стоит на месте. Длина выборки - 1 млн. Оконная обработка никоим образом не влияет на уровень шума. Но мелких спур настолько много, что при уменьшении длины выборки, они сливаются с шумом и средний уровень полки начинает гулять. Если в программе Шмелева открыт тот же файл, то там явный косяк по отображению спур. Для измерения шумов, ЭМС безусловно надо повышать, для Аллана и этого хватит.

post-1462-1390691102_thumb.png

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Скоро и писАть некому будет. Включаем дипломатию?
Окейно, я не против.

Но необоснованных претензий стоит избегать.

 

Пересказываю своими словами. Открыл wav файл в SpecctraPLUS - спуры "дышат" во времени, полка шумов стоит на месте. Длина выборки - 1 млн.
Извините, не понял.

"Дышат" при движении окна анализа во времени?

 

...Оконная обработка никоим образом не влияет на уровень шума.
Это верно.

Никакая обработка не способна повлиять на уровень шума в исходном сигнале.

Но она способна повлиять на его интерпретацию, хотя бы визуальную.

Это как раз я и хотел показать. Иначе было б скучно.

Собака думаю, что знаю, где зарыта. Только вот откапывать, по-моему, не стоит.

Хороший повод задуматься о том, что видим, и о чём нередко спорим. :)

Если скажете, как надо поправить - сделаю. А пока пусть будет так, как есть.

ЗЗЗЫ. Не ищите никакого мухлежа. Всё честно.

 

 

...Но мелких спур настолько много, что при уменьшении длины выборки, они сливаются с шумом и средний уровень полки начинает гулять.
Это понятно.

Как и то, что они размываются, когда частота плывёт.

Нужна запись, где (взаимные) частоты генераторов хотя бы не меняются так сильно. Можно искусственно компенсировать, но это уже другая статистика, с другими параметрами оценивания. А так выйдет - швах.

Программа для оценка Аллана и прочих прелестей готова в первом приближении. Выложу позднее, когда причешу.

Теперь для неё нужен материал.

 

...Если в программе Шмелева открыт тот же файл, то там явный косяк по отображению спур. Для измерения шумов ЭМС безусловно повышать надо, для Аллана и этого хватит.
Не хватит.

Выше дополнил посты картинками, поглядите.

Он получится далёким от того, что можно достичь.

Девиация Аллана в своей сути подразумевает стационарность условий. Их необходимо обеспечить, иначе мы получим непонятно что.

 

Я на Матлабе, в основном, обработку и автоматизацию измерений делаю. Питон и Scilab под линукс ковыряю, когда время есть, но это больше для души.

Сторонними программами предпочитаю не пользоваться, по причине неопределённости результатов, и невозможности влиять на видение их авторов.

Если есть вопросы по поводу обработки данных, и материал, - всегда готов посодействовать. Исходники не консервирую, всегда их можно взять, поправить и подкрутить для своих нужд.

 

Посмотрел внимательно.

В том графике, что Вы привели, есть явное усреднение по бинам. Картинка становится красивее, но важные нюансы теряются.

Разрешение откровенно плохое. У меня в таком масштабе на несущей стоит палка до -120дБн с любым окном, а там на -60/70дБн она уже разваливается.

Может, что-то недо/перекрутили? В противном случае - фтопку...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Извините, не понял.

"Дышат" при движении окна анализа во времени?

Да, так и хотел сказать.

 

Никакая обработка не способна повлиять на уровень шума в исходном сигнале.

Но она способна повлиять на его интерпретацию, хотя бы визуальную.

Принято.

 

Как и то, что они размываются, когда частота плывёт.

Размываются при прямоугольном окне. Для окна Блэкмана спуры должны стоять как вкопанные по амплитуде при любом "гулянии" по частоте опорного генератора, но это оказалось не так. Однозначно из эфира лезли помехи. А что касается нормировки, то мое мнение остается - по шумам.

 

Девиация Аллана в своей сути подразумевает стационарность условий. Их необходимо обеспечить, иначе мы получим непонятно что.

А что мешает сделать следящую систему по частоте? У нас же все в цифре, широкое поле для творчества. Скажем, непрерывно перемножать в комплексном виде на частоту несущей и несколько частот в окрестности, вычислять амплитуду, усреднять, интерполировать и корректировать частоту. Окрестность частот будет определяться девиацией, а шаг - скоростью изменения частоты. Причем, при усреднении в каждом частотном канале, можно ввести весовую обработку, чтобы последняя амплитуда суммировалась с бОльшим весом, для отслеживания быстрых изменений по частоте. Присланный файл - хороший "полигон" для отработки алгоритмов.

Еще пара замечаний. Как известно, спектральная плотность мощности фазового шума резко растет при приближении к частоте несущей и поэтому, с увеличением временного интервала в вариации Аллана (1 с - уже много), наибольший вклад дает именно фликкер-шум. Можно запросто забыть о многочисленных мелких спурах, единственное - отфильтровать фликкер вблизи 0 частоты, и желательно - высокие спуры вблизи несущей, типа 50 Гц с гармониками. Кстати, фликкер-шум по своей природе - далеко не стационарный.

 

Я на Матлабе, в основном, обработку и автоматизацию измерений делаю. Питон и Scilab под линукс ковыряю, когда время есть, но это больше для души.

Сторонними программами предпочитаю не пользоваться, по причине неопределённости результатов, и невозможности влиять на видение их авторов.

Одобряю.

 

В том графике, что Вы привели, есть явное усреднение по бинам. Картинка становится красивее, но важные нюансы теряются.

Усреднения по бинам нет, специально проверял, функция такая есть. Разрешение по частоте ограничено 1 млн. точек, возможности на этом заканчиваются. Внимание на этой программе не акцентирую.

 

 

Программа для оценка Аллана и прочих прелестей готова в первом приближении. Выложу позднее, когда причешу.

Теперь для неё нужен материал.

ЗЫ. Попробую симульнуть генератор без систематического дрейфа, но с блужданием частоты и фазы. Если кто может, подкиньте математическую модель.

Иначе сам её придумаю, но тогда не обижайтесь. :biggrin:

Модель - дело хорошее, и когда сделаете, сразу поймете с какой добротностью выбирать резонатор, коэффициент связи и как влияет фликкер-шум активного элемента. Для частотных вариаций не встречал моделей, а для фазовых - пожалуй можно найти. Огибающая фазовых шумов нам известна - формула Лисона. Дальше напрашивается решение: сформировать белый шум и окрасить его в соответствии с формулой. Один из вариантов - пропустить белый шум через специальный БИХ фильтр (например), второй - сформировать шум в частотной области и потом через ОДПФ перевести во временную область (например - Powernoise). Второй вариант интуитивно понятнее и легче адаптировать к Лисону, в первом - легче сделать непрерывность на больших интервалах.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Извините за отсутствие - дела-с...

Продолжим.

 

Размываются при прямоугольном окне. Для окна Блэкмана спуры должны стоять как вкопанные по амплитуде при любом "гулянии" по частоте опорного генератора, но это оказалось не так. Однозначно из эфира лезли помехи.
Не совсем как вкопанные, и не при любом гулянии. Но стабильнее, чем с прямоугольным окном.

Вот, поглядите на эти картинки. Оценка модуля спектра взята в окне Б-Х по первому, второму, третьему и четвёртому миллиону отсчётов.

post-4987-1391125973_thumb.pngpost-4987-1391125989_thumb.png

post-4987-1391126002_thumb.pngpost-4987-1391126011_thumb.png

 

Что спуры "дышат", не сказал бы... Всё стоит на месте в пределах приблизительно +/-1dB.

Помехи из эфира как-то не разглядел, но не суть...

 

А что касается нормировки, то мое мнение остается - по шумам.
Как именно предлагаете это делать?

 

А что мешает сделать следящую систему по частоте?
Не понял, зачем это нужно? И что Вы предлагаете измерять вообще?

 

...У нас же все в цифре, широкое поле для творчества...
Девиация Аллана - это статистическая мера изменения нормированной частоты генератора за определённый интервал времени.

Остальное всё - действительно творчество.

Если сумеете обосновать его практическую ценность - обещаю реализовать в виде программы.

 

А пока что вот:

post-4987-1391117779_thumb.png

На порядок хуже, чем можно получить от этих генераторов, устранив систематический частотный дрейф. Собственно, на интервалах, больших 0,1с, мы наблюдаем именно его.

 

Еще пара замечаний. Как известно, спектральная плотность мощности фазового шума резко растет при приближении к частоте несущей и поэтому, с увеличением временного интервала в вариации Аллана (1 с - уже много), наибольший вклад дает именно фликкер-шум.
Спасибо, я в курсе.

Только на интервалах >1с уже не фликкер, а то, что называют случайным блужданием ("random walk") частоты и/или фазы, будет доминировать.

Для того Алланов и придумали, чтоб это как-то описать. На более коротких интервалах модели фазового шума работают вполне себе неплохо, а здесь - увы.

 

Усреднения по бинам нет, специально проверял, функция такая есть.
Вопрос: каким образом проверяли?

 

ЗЫ. Усреднять можно и не по бинам, а по реализациям. Примерно с тем же результатом, если частота плывёт.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Модель - дело хорошее, и когда сделаете, сразу поймете с какой добротностью выбирать резонатор, коэффициент связи и как влияет фликкер-шум активного элемента.
Выбор резонаторов невелик.

Остановился на 10МГц, 3-я гармоника, SC, добротность - миллион.

С 5 МГц возиться неохота - там частоту придётся поднимать в 4 раза, да и дороже они.

Сейчас отправил заказ на пробные партии в Croven Crystals и LapTech Precision. Ждать долго, к нам придут не раньше, чем через 2 месяца.

Ответили ещё две фирмы, кварцы там аналогичные, но цены пока не назвали. В Омск так и не дозвонился. Jauch нужных мне кварцев не делает.

Фликкер сам по себе меня не сильно интересует, но что его нужно минимизировать - и так понятно.

 

...Для частотных вариаций не встречал моделей, а для фазовых - пожалуй можно найти.
Спасибо, но это не совсем то.

Лисона можно взять в качестве отправной точки, но там он уже плохо работает.

Модель более-менее адекватную нашёл, практические записи у меня имеются (правда, это не генератор, а, например, хороший гироскоп, но там всё очень похоже). Так что, наверное, не стоит беспокоиться. Будет время - сделаю и протестирую.

Методика формирования случайного процесса с заданной статистикой мне известна.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Что спуры "дышат", не сказал бы... Всё стоит на месте в пределах приблизительно +/-1dB.

Помехи из эфира как-то не разглядел, но не суть...

Период "дыхания" несколько больше чем 4 по 1 млн, но по разнице мелких спур 3 и 4 окна уже видно.

 

Как именно предлагаете это делать?

Что касается нормировки по шумам - посчитать СКО шумовых отсчетов по спектру, выкинув из рассмотрения сам сигнал +- дельта. И этот уровень должен быть одинаковым для разных окон, но он должен быть фиксированным при движении окна обработки по времени.

 

Не понял, зачем это нужно? И что Вы предлагаете измерять вообще?

Со слежением по частоте - оставим в покое, была легкая импровизация. Действительно, надо серьезнее подумать над вычитанием температурного дрейфа, с целью понимания того, что дает температурная стабилизация.

 

Девиация Аллана - это статистическая мера изменения нормированной частоты генератора за определённый интервал времени.

Средняя частота за определенный интервал времени или интеграл частоты - это что? Правильно, фаза. Вот ее обычно и меряют частотомерами, фазометрами, интегрированием СПМШ.

 

А пока что вот:

На порядок хуже, чем можно получить от этих генераторов, устранив систематический частотный дрейф. Собственно, на интервалах, больших 0,1с, мы наблюдаем именно его.

Предположим.

 

 

Только на интервалах >1с уже не фликкер, а то, что называют случайным блужданием ("random walk") частоты и/или фазы, будет доминировать.

Для того Алланов и придумали, чтоб это как-то описать. На более коротких интервалах модели фазового шума работают вполне себе неплохо, а здесь - увы.

А эти случайный блуждания - это по Вашему не фликкер? Он самый, родненький. Давайте рассмотрим Аллана, как некоторую интегральную величину от СПМШ. Тогда нижняя граница этого интеграла (начальная частота) будет обратно пропорциональна времени наблюдения. Т.е. при малом времени, мы фактически интегрируем фазовые шумы при дальней отстройке (белый шум), при большом - мы захватываем интегралом фазовые шумы при ближней отстройке (фликкер шум, розовый шум). Вас наверное сбило с толку то, что Аллан до 0.1 с падал, а потом начал расти. Но это говорит о том, что пока мы усредняем белый шум, дисперсия падает (растет точность измерения), а когда розовый - дисперсия растет (точность измерения падает). Тем и хорош Аллан, что позволяет определить, когда измерительному прибору делать калибровку (сбрасывать фазу), или иначе переходить от непрерывного усреднения по времени к межинтервальному усреднению.

 

Усреднять можно и не по бинам, а по реализациям. Примерно с тем же результатом, если частота плывёт.

Усреднение по бинам было в настройках программы, в виде отдельной строчки, так и проверял. Усреднение по реализациям не включал.

 

Фликкер меня не сильно интересует.

...

Спасибо, но это не совсем то.

Лисона можно взять в качестве отправной точки, но там он уже плохо работает.

Разберитесь повнимательнее. Лисона пока еще никто не опроверг, откинем в сторону пару недоказанных случаев. Ученые умы проверяли до 10 минус, не помню в какой степени, Гц эту формулу.

 

Модель более-менее адекватную нашёл, практические записи у меня имеются (правда, это не генератор, а, например, хороший гироскоп, но там всё очень похоже). Так что, наверное, не стоит беспокоиться. Будет время - сделаю и протестирую.

Выкиньте эту модель, не тратьте время.

 

Методика формирования случайного процесса с заданной статистикой мне известна.

Хорошо. Настоятельно рекомендую позаниматься с Лисоном.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Период "дыхания" несколько больше чем 4 по 1 млн, но по разнице мелких спур 3 и 4 окна уже видно.
По-моему, так и должно быть, если не считать мелких (это действительно могут быть внешние помехи с большой нестационарностью).

Здесь важно отдавать себе отчёт в том, что же мы действительно видим.

Кстати, длина окна у была у меня меньшей (смещение правильным), теперь ограничение отключил, вот более точные картинки с длиной окна 2^20 отсчётов и таким же смещением окон относительно друг друга.

post-4987-1391164709_thumb.pngpost-4987-1391164717_thumb.png

post-4987-1391164724_thumb.pngpost-4987-1391164732_thumb.png

"Дыхание" спуров даже уменьшилось.

 

А вот простая и удобная (мне кажется) программа для частотного анализа. Прямоугольное окно выбросил. Поиграйтесь, будет интересно.

function lspectrum()

Ldft=2^20;      % length of analysis window
Win=1;          % number of window
Mindb=-160;     % minimum level to display in decibels

[Sig, Fs, nbits, opts] = wavread('allan_c.wav', [Ldft*(Win-1)+1 Ldft*Win]);
Sig=Sig/max(abs(Sig));

figure(1)
plot(Sig(1:200))
grid on

Fvect=0:Fs/Ldft:Fs-Fs/Ldft;

% Apply window
Sig_w=blackmanharris(Ldft).*Sig;

Sp1=abs(fft(Sig_w));
[ampl, pos]=max(Sp1(1:ceil(Ldft/2)));
Sp1=Sp1/ampl;
fprintf('Maximum = %6.1f Hz.\n', pos*Fs/Ldft)

Ht=1:ceil(Ldft/2);
Y_grid=10.^(Mindb/20:0);

figure(2)
semilogy(Fvect(Ht), Sp1(Ht), 'b')
grid on
title('Signal spectrum')
xlabel('Frequency, kHz')
ylabel('Magnitude, dBc')
axis tight
ylim([Y_grid(1) 2]);
set(gca,'XTick',0:1000:ceil(Ldft/2), 'XTickLabel', 0:ceil((Ldft/2)/1000))
set(gca,'YTick', Y_grid, 'YTickLabel', (20*log10(Y_grid(1)):20:0))
return;
end

 

Что касается нормировки по шумам - посчитать СКО шумовых отсчетов по спектру, выкинув из рассмотрения сам сигнал +- дельта. И этот уровень должен быть одинаковым для разных окон, но он должен быть фиксированным при движении окна обработки по времени.
Странный способ. Кроме шумов, присутствуют ещё и спуры, и помехи. С ними как поступать?

Ну да ладно. Предположим, посчитали (что там - мощность, эфф. амплитуду?). Что дальше?

 

Со слежением по частоте - оставим в покое, была легкая импровизация. Действительно, надо серьезнее подумать над вычитанием температурного дрейфа, с целью понимания того, что дает температурная стабилизация.
Зачем его вычитать? Чтобы сделать вид, что генератор не дрейфует?

По-моему, здесь явное непонимание.

Девиация Аллана как раз и позволяет оценить дрейф. Только у хорошего генератора систематическая составляющая дрейфа должна отсутствовать (или, во всяком случае, быть меньше хаотической). А "вычитание дрейфа" следует производить путём создания соответствующих условий для работы генератора, и никак иначе.

Алланы как раз и позволяют оценить качество создания таких условий.

 

Средняя частота за определенный интервал времени или интеграл частоты - это что? Правильно, фаза. Вот ее обычно и меряют частотомерами, фазометрами, интегрированием СПМШ.
Почему фаза? Средняя частота есть она же, и ничего более.

Фазу можно посмотреть в одном из предыдущих постов.

 

А эти случайный блуждания - это по Вашему не фликкер?
Нет, не фликкер. Они имеют другую природу, и другую статистику.

 

...Он самый, родненький. Давайте рассмотрим Аллана, как некоторую интегральную величину от СПМШ.
Давайте не фантазировать, а называть вещи своими именами. У Аллана есть чёткое определение.

МСМ, данный вопрос не стоит времени, которое на него можно потратить.

Фазовые шумы в контексте данной темы меня не интересуют. Совсем.

 

...Вас наверное сбило с толку то, что Аллан до 0.1 с падал, а потом начал расти.
Почему Вы делаете подобное предположение?

Думаю, на форуме едва ль найдётся много человек, насмотревшихся на Алланы поболе моего.

 

Усреднение по бинам было в настройках программы, в виде отдельной строчки, так и проверял. Усреднение по реализациям не включал.
Исходники смотрели?

Вот как должна выглядеть оценка модуля спектра без усреднения:

post-4987-1391168061_thumb.png

 

Ну, и тонкая её структура гораздо сложнее той, которую Вы привели:

post-4987-1391168071_thumb.pngpost-4987-1391169432_thumb.png

 

Разберитесь повнимательнее. Лисона пока еще никто не опроверг, откинем в сторону пару недоказанных случаев. Ученые умы проверяли до 10 минус, не помню в какой степени, Гц эту формулу.
Простите, что был не слишком доходчив.

Лисон меня не устраивает, вследствие неполноты и неточности в интересующей меня области.

Модель пока чисто статистическая.

 

Выкиньте эту модель, не тратьте время.
:blink:

Интересная мысль...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Почему фаза? Средняя частота есть она же, и ничего более.

Цитирую из Википедии, раздел "Average fractional frequency":

Since y(t) is the derivative of x(t) we can without loss of generality rewrite it as

Перевожу: поскольку частота есть производная фазы по времени, то интеграл частоты можно заменить на разность фаз, без ограничения общности.

 

По поводу преобразования из СПМШ в вариацию также написано в Википедии, раздел "Time and frequency filter properties".

 

Теперь относительно Лисона. Да, в первоначальном виде формулы отсутствуют слагаемые с 1/f^4 и 1/f^2, но для 99% случаев они не нужны, более 10 лет измеряю, и если не ошибаюсь они как раз и отвечают за частотные вариации, в том числе старение. Старение Вам точно не нужно, за 10 мин не успеет.

 

Упрямый Вы человек, но к сожалению к истине это пока не приводит. Потом еще напишу.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Перевожу: поскольку частота есть производная фазы по времени, то интеграл частоты можно заменить на разность фаз, без ограничения общности.
При чём здесь интеграл частоты, если нужны именно средние значения на интервалах? :blink:

Вы забыли поделить на длину интервала, МСМ. Отсюда и путаница.

 

По поводу преобразования из СПМШ в вариацию, также написано в Википедии, раздел "Time and frequency filter properties".
Это стандартный метод, применимый с известными допущениями.

В данном случае, использовать его нельзя.

 

...Теперь относительно Лисона. Да, в первоначальном виде формулы отсутствуют слагаемые с 1/f^4 и 1/f^2, но для 99% случаев они не нужны...
У меня как раз тот случай, когда они нужны.

Об этом и написал в заголовке темы.

 

Упрямый Вы человек, но к сожалению к истине это пока не приводит.
:)

А что есть истина?

 

...Потом еще напишу.
Пообщаться рад.

Из этой темы вынес для себя немало интересного.

 

ЗЫ. Наверное, забыл сказать, что генератор нужен для сохранения когерентности приёма сигнала навигационного спутника в условиях кратковременного его затенения (проезд под деревом, мостом и т.д). И ещё для других целей; тема слишком обширная, и развивать её дальше здесь не хочется.

Отсюда и такие требования.

Изменено пользователем Stanislav

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

При чём здесь интеграл частоты, если нужны средние значения? :blink:

Средние значения как считаются, не в дискретном, а аналитическом виде?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Средние значения как считаются, не в дискретном, а аналитическом виде?
Свой пост выше дополнил. Забыли поделить на время.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Stanislav, открыл я первый пост и еще раз внимательно прочитал условия. Выделим ключевую фразу: "кратковременная нестабильность в течении 0,1-5,0 секунд".

Что может за это время повлиять на кварцевый генератор помимо белого шума, фликкер-шума активного элемента, трансляции этого шума на несущую частоту и его фильтрации высокой добротностью резонатора:

1) температурный дрейф

2) вибрация

3) старение

4) добавьте сами, если что-то упустил

 

Первый вопрос решается: при наличии достаточного количества термобарьеров и термостабилизации за 5 с уход частоты будет определяться только дрейфом самого датчика температуры. С учетом достижимой погрешности в 0.1-0.2 гр. и работе при температуре, когда ТКЧ резонатора с SC-срезом равен нулю, температурное влияние можно не рассматривать. Так, например, для Мориона ГК89А температурный уход в диапазоне 100 гр. измеряется порядком 10^-10, и это при поочередном нахождении в среде с крайними температурами в течении достаточно длительного времени.

 

С вибрацией вопрос был всегда краеугольным и учесть ее в модели при отсутствии априорной информации о характере воздействия крайне сложно.

 

Со старением проще, на частотах 5-10 МГц уход и так небольшой, а после искусственного состаривания, а именно так для ГК89А и делают, долговременный уход измеряется порядком 10^-10 в день, и также может быть исключен из рассмотрения.

 

За вычетом пунктов 1)-3), как ни крути, кратковременная нестабильность определяется фазовыми шумами со степенями f^-3, f^-1 и f^0. Искать ошибки в чужих программах я не собираюсь, тратить время на написание своих тем более и причин не доверять результатам измерений ведущих фирм в этой области у меня нет:

 

http://www.mti-milliren.com/MTIPapers/Rubi...Perf_in_260.pdf

 

Где-то там, ниже 0.05 Гц (20 с) возможно и начинает появляться степень 1/f^-4, но до ее влияния ой как далеко.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Stanislav, открыл я первый пост и еще раз внимательно прочитал условия. Выделим ключевую фразу: "кратковременная нестабильность в течении 0,1-5,0 секунд".

Что может за это время повлиять на кварцевый генератор помимо белого шума, фликкер-шума активного элемента, трансляции этого шума на несущую частоту и его фильтрации высокой добротностью резонатора:

1) температурный дрейф

2) вибрация

3) старение

4) добавьте сами, если что-то упустил

Всё верно. Есть ещё фактор ЭМ воздействия снаружи, но его будем минимизировать путём экранировки.

 

Первый вопрос решается: при наличии достаточного количества термобарьеров и термостабилизации за 5 с уход частоты будет определяться только дрейфом самого датчика температуры.
Ну, не совсем так... Ещё есть нестационарные температурные градиенты внутри корпуса прибора (сам он влагозащитный, так что ветры там гулять не будут, но энергопотребление различных узлов может меняться во времени, да и солнышко может с разных сторон приревать), внутри термостата (изменения энергопотребления компонентов) и погрешность регулятора.

Для минимизации всех факторов будут приниматься меры, это само собой. Но не героические - габариты и бюджет ограничены довольно жёстко.

 

...С учетом достижимой погрешности в 0.1-0.2 гр. и работе при температуре, когда ТКЧ резонатора с SC-срезом равен нулю, температурное влияние можно не рассматривать. Так, например, для Мориона ГК89А температурный уход в диапазоне 100 гр. измеряется порядком 10^-10, и это при поочередном нахождении в среде с крайними температурами в течении достаточно длительного времени.
А мне в Морионе сказали, что для достижения 10^-12 алланов на 1 секунде, их генераторы (с двойным термостатированием) следует поместить в закрытую коробку, дабы избежать воздействия внешних факторов (воздушных потоков и т.д), даже в помещении.

Так вот...

 

С вибрацией вопрос был всегда самым краеугольным и учесть ее в модели при отсутствии априорной информации о характере воздействия крайне сложно.
Совершенно верно.

Вибрации сильной не будет, но влияние ускорений будет доминирующим, я уже упоминал об этом, причём на 2 порядка большим остальных факторов.

К счастью, у нас есть ИНС. g-чувствительность кварца, таким образом, может быть скомпенсирована по данным акселерометров, а определять её возможно для каждого экземпляра устройства, так как все они проходят индивидуальную калибровку на поворотном столе.

Компенсация чисто программная, путём перенастройки NCO в приёмнике, в соответствии с предсказанным значением частоты генератора.

 

Со старением проще, на частотах 5-10 МГц уход и так небольшой, а после искусственного состаривания, а именно так для ГК89А и делают, долговременный уход измеряется порядком 10^-10 в день, и также может быть исключен из рассмотрения.
Да, здесь у меня похожие мысли.

Кроме того, долговременный уход мы можем измерять по эталонам навигационных спутников и компенсировать способом, упомянутым выше.

В принципе, генератор можно делать и не подстраиваемым. Начальная ошибка в 2-3 ppm не страшна, так что второе требование к нему можно снять.

 

 

За вычетом пунктов 1)-3), как ни крути, кратковременная нестабильность определяется фазовыми шумами со степенями f^-3, f^-1 и f^0. Искать ошибки в чужих программах я не собираюсь, а тратить время на написание своих тем более. И причин не доверять результатам измерения ведущих фирм в этой области у меня нет:
У меня тоже таких причин не имеется. И Лисона, конечно, использовать буду. Собственно, Лисон и определил выбор кварцев и активных элементов. Здесь не стоит ломиться в открытую дверь.

 

Где-то там, ниже 0.05 Гц (20 с) возможно и начинает появляться степень 1/f^-4, но до ее влияния ой как далеко.
А вот здесь нужно делать чёткое разграничение.

В одном случае, речь идёт о специально спроектированном прецизионном устройстве, в котором учтены и минимизированы изначально все мешающие факторы, что и определяет его высокую стоимость и качество.

В другом же - о создании примочки к уже существующей системе, при ограниченных возможностях такой минимизации.

Результат, конечно, будет хуже, и при моделировании я обязан это учесть. Собственно, об этом и речь.

 

ЗЫ. Если же Вы окажетесь правы, и статистики высоких порядков действительно не будут доминировать в заданном диапазоне - с меня хороший коньяк. :)

Изменено пользователем Stanislav

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

К счастью, у нас есть ИНС. g-чувствительность кварца, таким образом, может быть скомпенсирована по данным акселерометров

Не встречал, чтобы кто-то компенсировал. Как минимум 3 вектора, плюс индивидуальные конструктивные особенности. По-моемому это из области фантастики. Расскажите потом о достижениях.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Не встречал, чтобы кто-то компенсировал.
:)

Мы много делаем вещей, которые раньше никто не встречал.

 

...Как минимум 3 вектора, плюс индивидуальные конструктивные особенности. По-моемому это из области фантастики. Расскажите потом о достижениях.
Скажите, а чем g-калибровка генератора отличается, например, от g-калибровки акселерометра?

 

Три вектора, да. Поворотные столы имеются, собственной разработки, на производстве и в лаборатории. Технология калибровки ИНС отлажена, полностью автоматизирована и адаптирована для крупносерийного производства.

Какие сложности усматриваете?

Вопрос без подколки, сам об этом думаю.

 

Расскажу, но примерно год придётся подождать.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на другие сайты

Присоединяйтесь к обсуждению

Вы можете написать сейчас и зарегистрироваться позже. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.

Гость
К сожалению, ваш контент содержит запрещённые слова. Пожалуйста, отредактируйте контент, чтобы удалить выделенные ниже слова.
Ответить в этой теме...

×   Вставлено с форматированием.   Вставить как обычный текст

  Разрешено использовать не более 75 эмодзи.

×   Ваша ссылка была автоматически встроена.   Отображать как обычную ссылку

×   Ваш предыдущий контент был восстановлен.   Очистить редактор

×   Вы не можете вставлять изображения напрямую. Загружайте или вставляйте изображения по ссылке.

×
×
  • Создать...