Если предполагается что сигнал PPS всегда доступен, тогда вы правы ФАПЧ устраняет необходимость подстройки. Тогда и требования к стабильности генератора гораздо меньше.
Но если сигнал PPS имеет свойство исчезать и требуется работа в автономном режиме, тогда имеет смысл уметь зафиксировать управляющее напряжение.
Опорное напряжение берется с соответствующего выхода опорного генератора (присутствует во всех OCXO что мне встречались), по логике оно должно быть стабильным, как и сам генератор.
Стандарт частоты безусловно лучше если его правильно использовать.
Если посмотреть на строчку в документации с долговременной стабильностью, обрадоваться, что это лучшее что есть и установить в устройство, которое подвержено сильным ВВФ без дополнительных мера, тогда можно разочароваться. Лабораторные приборы делаются для лабораторных условий.
Термокомпенсированный генератора с периодической подстройкой частоты от эталона (PPS) в условиях термоциклов на мылах интервалах времени после подстройки может оказаться конкурентным решением в том числе и по стабильности.
Видимо, стоило уточнить, что схема актуальная для одиночной подстройки перед автономным режимом. При постоянной подстройке по PPS для генераторов с низкой стабильностью учитывать джиттер, конечно, нужно.
В данном случае нужна не непрерывно синхронизироваться по сигналу PPS, а одиночная, редкая калибровка перед режимом удержания (holover). Систем должна работать автономна в условиях, когда PPS по разным причинам недоступен.
В таком режиме подсчет импульсов за продолжительный период времени нивелирует влияние дижитера на точность установки частоты. Поэтом нет необходимости усложнять схему.
Дак а зачем уделять внимание джиттеру для точной установки частоты? Проще взять большой интервал подсчета импульсов и тогда влияния точности взятия времени отсчетов растворится на фоне длинны выборки.
Ну вот температурная стабильность для рубидиевых генераторов это отдельная тема для потенциальных заблуждений. Я в термокамеру их не ставил и специально не смотрел, но если посмотреть на числа в документациях: Для OCXO ГК360-ТС температурная стабильность до 1E-11 Для Rb FE5680 температурная стабильность 1E-10
На текущий момент в устройстве вручную отправляются две команды: на измерение частоты и на отправку кода ЦАП для её подстройки. Измерение частоты происходит путем подсчета количества импульсов предварительно поделенной частоты за 100 с последующем расчетом частоты. Метки времени, между которыми происходит подсчет импульсов, формируются на основе принимаемого сигнала PPS.
Из документации на ЦАП: Offset Error Drift Δ_OS/C ±2 ppm/°C Предположим, что перепад температур от -40 до 60 градусов, то есть 100 °C. Предположим, что номинальное смещение на управляющем входе генератора 2,5 V (максимальное смещение 5 В).
- Рассчитаем смещение на выходе ЦАП в следствии перепада температуры на 100 град: 2/1000000*100 °C * 2,5=0,0002 В - При этом шаг перестройки напряжения на выходе 12-битного ЦАП: 5/(2^12)=0,001221 В - То есть температурный уход более чем в 6 раз меньше шага перестройки частоты.
В итоге уход частоты из-за изменения напряжения на выходе ЦАП менее: 2,44/6=0,4 mHz
Получается по мимо удобства настройки ЦАП по точности лучше, поправьте если где-то ошибся.
На тему, как рассчитать волноводный фильтр, можно отдельную статью писать, возможно, если руки дойдут напишу, вообще по этой тематики в интернете много информации. Одна из целей этой статьи поделится реальным опытом что волноводные конструкции из пластика — это вполне жизнеспособная технология.
Толщину покрытия для производства задавал 18 мкм, сколько по факту вышло не скажу. При расчете геометрию фильтров округляю до 0,001 мм. Чтобы получить такую АЧХ точность должна быть лучше, чем 0,01 мм. Сколько по факту точность получилась не скажу, и я еще не имел опыта общения с тем, кто реально точность изготовления волноводных фильтров проверял в цифрах, а не на глаз. С высокой степенью вероятности детали фильтров из пластика и алюминия делались на одном станке.
В целом хитростей соединения половинок у данного фильтра немного (в других конструкциях их больше), половинки должны соединятся без смещения друг относительно друга. Точность позиционирования можно контролировать штифтами, но по факту их скручивали на глаз.
По термостабильности, температурным перепадам и прочим термо планирую ответить недели через 3, сейчас не в лаборатории. Как уже писал в комментариях выше, на данный момент устройство проверенно на стойкость к температурным изменениям, то есть после нескольких температурных циклов +/- и возврате к нормальной температуре параметры фильтра не изменились.
Да, верно, суть во внутреннем канале. При разработке алюминиевого фильтра основная задача была технологичность и компактность устройства в целом, без требований к весу. Реализация фильтра из пластика это поиск возможностей уменьшения веса как данного фильтра так и схожих устройств за счета выбора более легкого материала.
Снижения веса устройства за счет оптимизации конструкции фильтра, чтобы она при этом не развалилась от внешних напряжений, это отдельная задача.
Пару суток поморозили до минус 30 дальше некоторое время на плюс 50…60. После возвращения к нормальной температуре параметры фильтра не изменились. В общем предварительно требования по стойкости к температурным перепадам выдерживает. Как новые данные появятся напишу.
Основная цель подавление побочных каналов приема и побочных составляющих в приемнике и передатчике соответственно. Полоса пропускания меньше полосы обзора.
Стоимость 3D принтере металлом, конечно, выше хоббийного 3D принтера пластиком. Но напечатать металлом небольшую деталь на заказ по своей step (3D) модели стоимостью в районе 5000 р. уже доступно.
Какая фактически точность печати четкого мнения сформировать не удалось, в процессе разговора на эту тему с подрядчиком понял, что проще попробовать. Материал сваривается лазером, по идеи ничего не мешает сделать точность позиционирования сварки лучше 10 мкм.
- Шаг толщины слоя в данной конструкции может влиять на точность изготовления высоты широкой стенки волновода, то есть на уход центральной частоты, но не на неравномерность и возвратные потери (КСВ) в полосе пропускания.
- Учитывая толщину гранул рискну предположить, что точность хуже 10 мкм, что видно по неравномерности и возвратным потерям в полосе пропускания фильтра по сравнению с фрезерованным вариантом.
- В целом получилось лучше чем ожидалось, можно предположить точность в районе 25 мкм.
Разве здесь упоминалось что альтернатива лучше по точности?
Объяснить это можно превосходящей точностью фрезеровки по сравнению с выбранной технологией 3D печати.
В целом конструкция разрабатывалась для теста электрических параметров при использовании данной технологии. Для тестов к стандартным ушам подключаться легче.
Если предполагается что сигнал PPS всегда доступен, тогда вы правы ФАПЧ устраняет необходимость подстройки. Тогда и требования к стабильности генератора гораздо меньше.
Но если сигнал PPS имеет свойство исчезать и требуется работа в автономном режиме, тогда имеет смысл уметь зафиксировать управляющее напряжение.
Опорное напряжение берется с соответствующего выхода опорного генератора (присутствует во всех OCXO что мне встречались), по логике оно должно быть стабильным, как и сам генератор.
Стандарт частоты безусловно лучше если его правильно использовать.
Если посмотреть на строчку в документации с долговременной стабильностью, обрадоваться, что это лучшее что есть и установить в устройство, которое подвержено сильным ВВФ без дополнительных мера, тогда можно разочароваться. Лабораторные приборы делаются для лабораторных условий.
Термокомпенсированный генератора с периодической подстройкой частоты от эталона (PPS) в условиях термоциклов на мылах интервалах времени после подстройки может оказаться конкурентным решением в том числе и по стабильности.
Видимо, стоило уточнить, что схема актуальная для одиночной подстройки перед автономным режимом. При постоянной подстройке по PPS для генераторов с низкой стабильностью учитывать джиттер, конечно, нужно.
В данном случае нужна не непрерывно синхронизироваться по сигналу PPS, а одиночная, редкая калибровка перед режимом удержания (holover). Систем должна работать автономна в условиях, когда PPS по разным причинам недоступен.
В таком режиме подсчет импульсов за продолжительный период времени нивелирует влияние дижитера на точность установки частоты. Поэтом нет необходимости усложнять схему.
Дак а зачем уделять внимание джиттеру для точной установки частоты? Проще взять большой интервал подсчета импульсов и тогда влияния точности взятия времени отсчетов растворится на фоне длинны выборки.
Ну вот температурная стабильность для рубидиевых генераторов это отдельная тема для потенциальных заблуждений.
Я в термокамеру их не ставил и специально не смотрел, но если посмотреть на числа в документациях:
Для OCXO ГК360-ТС температурная стабильность до 1E-11
Для Rb FE5680 температурная стабильность 1E-10
На текущий момент в устройстве вручную отправляются две команды: на измерение частоты и на отправку кода ЦАП для её подстройки. Измерение частоты происходит путем подсчета количества импульсов предварительно поделенной частоты за 100 с последующем расчетом частоты. Метки времени, между которыми происходит подсчет импульсов, формируются на основе принимаемого сигнала PPS.
У OCXO стабильность приближается к стабильности рубидия при малых интервалах измерения, к примеру меньше суток.
Если что процитируйте из текста, уточню
Из документации на ЦАП: Offset Error Drift Δ_OS/C ±2 ppm/°C
Предположим, что перепад температур от -40 до 60 градусов, то есть 100 °C.
Предположим, что номинальное смещение на управляющем входе генератора 2,5 V (максимальное смещение 5 В).
- Рассчитаем смещение на выходе ЦАП в следствии перепада температуры на 100 град: 2/1000000*100 °C * 2,5=0,0002 В
- При этом шаг перестройки напряжения на выходе 12-битного ЦАП: 5/(2^12)=0,001221 В
- То есть температурный уход более чем в 6 раз меньше шага перестройки частоты.
В итоге уход частоты из-за изменения напряжения на выходе ЦАП менее: 2,44/6=0,4 mHz
Получается по мимо удобства настройки ЦАП по точности лучше, поправьте если где-то ошибся.
Добавил пункт
от -40 до +70 работать будет
Добавил пункт
Вы правильно пишите, что " …в обсуждаемом резонаторе волна внутри полости, где воздух...".
Какая будет диэлектрическая проницаемость пластика не имеет значения.
"...но как оно на самом деле -- вопрос автору..."
В статье приведены экспериментальные графики, из которых видно, что на самом деле оно одинаково.
_
На тему, как рассчитать волноводный фильтр, можно отдельную статью писать, возможно, если руки дойдут напишу, вообще по этой тематики в интернете много информации. Одна из целей этой статьи поделится реальным опытом что волноводные конструкции из пластика — это вполне жизнеспособная технология.
Толщину покрытия для производства задавал 18 мкм, сколько по факту вышло не скажу. При расчете геометрию фильтров округляю до 0,001 мм. Чтобы получить такую АЧХ точность должна быть лучше, чем 0,01 мм. Сколько по факту точность получилась не скажу, и я еще не имел опыта общения с тем, кто реально точность изготовления волноводных фильтров проверял в цифрах, а не на глаз. С высокой степенью вероятности детали фильтров из пластика и алюминия делались на одном станке.
В целом хитростей соединения половинок у данного фильтра немного (в других конструкциях их больше), половинки должны соединятся без смещения друг относительно друга. Точность позиционирования можно контролировать штифтами, но по факту их скручивали на глаз.
По термостабильности, температурным перепадам и прочим термо планирую ответить недели через 3, сейчас не в лаборатории. Как уже писал в комментариях выше, на данный момент устройство проверенно на стойкость к температурным изменениям, то есть после нескольких температурных циклов +/- и возврате к нормальной температуре параметры фильтра не изменились.
Да, верно, суть во внутреннем канале. При разработке алюминиевого фильтра основная задача была технологичность и компактность устройства в целом, без требований к весу. Реализация фильтра из пластика это поиск возможностей уменьшения веса как данного фильтра так и схожих устройств за счета выбора более легкого материала.
Снижения веса устройства за счет оптимизации конструкции фильтра, чтобы она при этом не развалилась от внешних напряжений, это отдельная задача.
Пару суток поморозили до минус 30 дальше некоторое время на плюс 50…60. После возвращения к нормальной температуре параметры фильтра не изменились. В общем предварительно требования по стойкости к температурным перепадам выдерживает. Как новые данные появятся напишу.
Основная цель подавление побочных каналов приема и побочных составляющих в приемнике и передатчике соответственно. Полоса пропускания меньше полосы обзора.
Стоимость 3D принтере металлом, конечно, выше хоббийного 3D принтера пластиком. Но напечатать металлом небольшую деталь на заказ по своей step (3D) модели стоимостью в районе 5000 р. уже доступно.
Какая фактически точность печати четкого мнения сформировать не удалось, в процессе разговора на эту тему с подрядчиком понял, что проще попробовать. Материал сваривается лазером, по идеи ничего не мешает сделать точность позиционирования сварки лучше 10 мкм.
Предположу:
- Шаг толщины слоя в данной конструкции может влиять на точность изготовления высоты широкой стенки волновода, то есть на уход центральной частоты, но не на неравномерность и возвратные потери (КСВ) в полосе пропускания.
- Учитывая толщину гранул рискну предположить, что точность хуже 10 мкм, что видно по неравномерности и возвратным потерям в полосе пропускания фильтра по сравнению с фрезерованным вариантом.
- В целом получилось лучше чем ожидалось, можно предположить точность в районе 25 мкм.
Разве здесь упоминалось что альтернатива лучше по точности?
В целом конструкция разрабатывалась для теста электрических параметров при использовании данной технологии. Для тестов к стандартным ушам подключаться легче.