GPSDO YT, अनुशासित थरथरानवाला 10Mhz संदर्भ आवृत्ति। कम लागत। सटीक।: 3 कदम

2024 लेखक: John Day | [email protected]. अंतिम बार संशोधित: 2024-01-30 09:19

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यह एक अप्रचलित परियोजना है।

इसके बजाय यहां उपलब्ध मेरे नए 2x16 एलसीडी डिस्प्ले संस्करण की जांच करें:

www.instructables.com/id/GPSDO-YT-10-Mhz-L…

मैंने दस्तावेज़ीकरण के लिए पुराने संस्करण को यहाँ छोड़ दिया है।

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हाय दोस्तों, जीपीएसडीओ क्या है? GPSDO का अर्थ है: GPS अनुशासित थरथरानवाला। ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम के लिए जीपीएस। सभी जीपीएस उपग्रह समकालिक परमाणु घड़ी से लैस हैं। जीपीएस मॉड्यूल इन संकेतों को कई उपग्रहों से प्राप्त करता है। और त्रिकोणासन से वह अपनी लोकेशन जानता है। लेकिन यहां, मॉड्यूल पर पाई जाने वाली पल्स प्रति सेकंड हमारी रुचि क्या है। इस सटीक पल्स (परमाणु घड़ी से) के साथ, हम एक बहुत ही सटीक थरथरानवाला बना सकते हैं। किस लिए ? संदर्भ के लिए, आवृत्ति काउंटर के अंशांकन के लिए या सिर्फ मनोरंजन के लिए उसकी प्रयोगशाला में एक होना।

वे इंटरनेट पर कई योजनाबद्ध हैं। मैंने कुछ कोशिश की है। कुछ अच्छे हैं, एक छोटा 2313 वाला 5 हर्ट्ज़ बहुत धीमा था। लेकिन मेरा सबसे सरल, उपयोगी और सुविधाजनक है। और मैं आपको.hex कोड दे रहा हूँ। वे कोई वीसीओ और कोई विभक्त नहीं हैं। VCO के साथ सर्किट अच्छा कर रहे हैं। लेकिन, इसमें लगातार 10khz या उससे अधिक का पल्स सिग्नल होना चाहिए। यदि एंटीना बहुत कमजोर हो जाता है, पल्स गायब हो जाता है या बिल्कुल भी पल्स नहीं होता है, तो ऑसिलेटर (ओसीएक्सओ) अपने आप चल रहा है और वीएफसी (वोल्टेज फ़्रीक्वेंसी कंट्रोल) अब सटीक नहीं है। VCO फ़ीडबैक को जारी रखने के लिए संदर्भ आवृत्ति की आवश्यकता होती है। यदि नहीं, तो यह 1 से 2 हर्ट्ज़ तक भिन्न होता है! साथ ही, सस्ता जीपीएस मॉड्यूल इस कॉन्फ़िगरेशन में काम नहीं करता है। VCO बनाने के लिए हमारे पास कम से कम 10khz होना चाहिए। मैंने 1000 हर्ट्ज के साथ कोशिश की। अंतर बहुत बड़ा था।आवृत्ति भिन्न थी। तो एक ublox neo-6m के साथ आप एक बढ़िया vco gpsdo नहीं कर सकते क्योंकि अधिकतम आउटपुट फ़्रीक्वेंसी 1000Hz है। आपको एक नियो -7 मी या अपर खरीदना होगा।

मेरा GPSDO YT इस प्रकार काम करता है। नियंत्रक ने किसी भी OCXO के लिए vfc 0 से 5v के साथ अच्छा समायोजन पाया। यदि हम GPs सिग्नल खो देते हैं, तो फ़्रीक्वेंसी बिल्कुल नहीं चलती है। जब संकेत फिर से प्रकट होता है, तो नियंत्रक अपना अंतिम ज्ञात अच्छा मूल्य लेता है और पहले की तरह जारी रहता है। दायरे में, एक संदर्भ थरथरानवाला के साथ। हम यह नहीं बता सकते कि सिग्नल कब खो गया या कब वापस आया। संकेत वही है।

कैलिब्रेशन के बाद आप चाहें तो बिना एंटीना के जीपीएसडो का इस्तेमाल कर सकते हैं। कुछ माउंट बाद में आपके पास बहुत कम बहाव होगा। परंतु…। कितना बड़ा? यह कुछ स्पष्टीकरण का समय है।

यहाँ कुछ गणित है… आसान गणित, इसके साथ मेरा अनुसरण करें यह आसान है। अब तक एल्गोरिथम के 6 चरण हैं। प्रत्येक चरण 1 से 1000 सेकंड का नमूना लेता है, अच्छा pwm समायोजन पाया जाता है और अधिक सटीकता के लिए सबसे लंबे नमूनों पर जाता है।

शुद्धता = (((दूसरे x 10E6 की संख्या) + 1)/सेकंड की संख्या) - 10E6

चरण 1, १०,०००,००० के लिए १ सेकंड का नमूना +- १ हर्ट्ज सटीकता के लिए मायने रखता है

चरण 2, १००,०००,००० के लिए १० सेकंड का नमूना +-०.१ हर्ट्ज सटीकता के लिए मायने रखता है

चरण 3, ६००,०००,००० के लिए ६० सेकंड का नमूना +-०.०१६६६ हर्ट्ज सटीकता के लिए मायने रखता है

चरण ४, २०० सेकंड २,०००,०००,००० के लिए नमूना +-०.००५ हर्ट्ज सटीकता के लिए मायने रखता है

चरण ५, ९०० सेकंड का नमूना ९, ०००, ०००, ००० के लिए +-०.०००११११ हर्ट्ज सटीकता के लिए मायने रखता है

चरण ६, १००० सेकंड का नमूना १० अरबों के लिए +-०.००१ हर्ट्ज सटीकता के लिए मायने रखता है

सबसे खराब मामला । जब हम चरण 6 प्राप्त करते हैं। यह संख्या प्रत्येक 1000 सेकंड में थोड़ा बदल सकती है या नहीं। कुछ समय में यह 10, 000, 000, 001 या 9, 999, 999, 999 सो, + या - 0, 000, 000.001 1000s के लिए भिन्नता होगी। अब हमें 1 सेकंड के लिए मान जानना चाहिए।

10 मेगाहर्ट्ज = 1 सेकंड

1 सेकंड के लिए = 10, 000, 000, 001 गिनती/1000s = 10, 000, 000.001 हर्ट्ज (1 सेकंड के लिए सबसे खराब स्थिति)

10, 000, 000.001 - 10, 000, 000 = 0.001 हर्ट्ज/सेकेंड तेज या धीमा

0.001 हर्ट्ज X 60 X 60 X24 X365 = 31536 हर्ट्ज/वर्ष

तो याद रखें, 10 मेगाहर्ट्ज 1 सेकेंड है, 31536 हर्ट्ज एक्स 1/10 ई 6 = 0, 0031536 सेकेंड/वर्ष

गणना के लिए एक और तेज़ तरीका। 10E9Mhz के लिए एक मिस 1/10E9= 1E-10. है

1E-10 x 60x60x24x365 = 0, 0031536 सेकंड/वर्ष।

क्या यह आपके लिए काफी सटीक है?

हालांकि, आपके पास एक अच्छा OXCO होना चाहिए। मैं डबल ओवन 12v साइनस आउटपुट पसंद करता हूं। अधिक स्थिर, शांत और सटीक। लेकिन मेरे पास साधारण 5V के साथ एक ही परिणाम है। उदाहरण के लिए, एक एसटीपी 2187 में 2x10-12 = 0.000, 000, 000, 002 हर्ट्ज की स्थिरता कम समय (एलन विचलन) है। उसी समय, जब जीपीएस पल्स उपलब्ध होता है, एवीआर हमेशा पीडब्लूएम (फ्रीक्वेंसी) को सही करेगा। यूसी हमेशा गिन रहा है … हमेशा। इसका मतलब है कि डिस्प्ले पर आपको तारीख और समय नहीं दिखेगा। जब uC 900s का नमूना ले रहा होता है, तो यह 900 सेकंड के लिए व्यस्त होता है। इसे सभी घड़ी गिनना चाहिए। समस्या यह है कि यूसी 10 मेगाहर्ट्ज पर चल रहा है। प्रत्येक घड़ी की गिनती होनी चाहिए। खुद गिन रहा है। यदि केवल एक घड़ी गायब है तो नमूना अच्छा नहीं होगा और pwm समायोजन सही नहीं होगा। मैं प्रत्येक सेकेंड में डिस्प्ले रीफ्रेश नहीं कर सकता।

जब सैंपलिंग शुरू की जाती है। यूसी टाइमर गिनना शुरू करें। प्रत्येक 256 घड़ी एक रुकावट उत्पन्न करती है। एक्स रजिस्टर बढ़ा हुआ है। जब यह पूर्ण हो जाता है तो Y रजिस्टर बढ़ जाता है और X 0 पर रीसेट हो जाता है और इसी तरह। अंत में, वह एक जीपीएस पल्स के अंत में, गिनती बंद कर दी जाती है। और अभी और केवल अब मैं प्रदर्शन अपडेट कर सकता हूं और पीडब्लूएम गणना के लिए कुछ गणित कर सकता हूं।

यह जानते हुए कि, मेरे पास समय या अन्य पढ़ने और प्रदर्शित करने के लिए केवल 25, 6 हमें (बाधा से पहले 256 घड़ी) हैं। यह नामुमकिन है। एक रुकावट को बफ़ किया जा सकता है, 2 नहीं। मैं 1000 के बाद के समय को ताज़ा कर सकता था … लेकिन 15, 16 मिनट के अंतराल के साथ समय देखना व्यावहारिक नहीं होगा। मेरे पास समय जानने के लिए एक घड़ी, एक घड़ी, एक सेल फोन है:) मैं 10 मेगाहर्ट्ज संदर्भ कर रहा हूं। घड़ी नहीं।

मेरे पास एक और समस्या थी, कुछ avr निर्देश में 2 चक्र होते हैं। rjmp निर्देश सहित। इसका मतलब है कि अगर पहली या आखिरी जीपीएस पल्स 2 चक्र निर्देश के एक ही समय में आती है, तो यूसी एक घड़ी को याद करेगा। क्योंकि यूसी इंटरप्ट शुरू होने से पहले निर्देश खत्म कर देगा। तो काउंटर एक चक्र बाद में शुरू या बंद कर देगा। इसलिए मैं टाइम वेट लूप नहीं कर सकता… लेकिन वास्तव में, मेरे पास और कोई विकल्प नहीं है। मुझे कहीं लूप चाहिए !! मैं तो मैं rjmp और nop (यह कुछ नहीं करता) निर्देश का उपयोग कर रहा हूं। एनओपी एक चक्र निर्देश है। मैंने atmega48 पर एक rjmp के लिए 400 nop निर्देश दिए हैं। 2000 atmega88 और atmega328p संस्करण पर। तो आरजेएमपी निर्देश पर पहली या आखिरी नाड़ी की संभावना कम है। लेकिन हाँ यह संभव है और यदि ऐसा होता है, तो अगले नमूने में इस त्रुटि को ठीक कर दिया जाएगा।

डिस्प्ले वैकल्पिक है। आप केवल यूसी, ओसीएक्सओ और लो-पास फिल्टर (रेसिस्टर कैपेसिटर) के साथ सर्किट कर सकते हैं, चालू करें और प्रतीक्षा करें। 1 घंटे के बाद आपके पास स्वीकार्य आवृत्ति होगी। लेकिन चरण 6 तक पहुंचने में कुछ घंटे लगते हैं।

पीडब्लूएम 16 बिट है। 65535 कदम। 5वी/65535 = 76, 295 यूवी

OCXO भिन्नता 2Hz गुणा 1V है। 1v/76, 295uV = 13107 चरण 2 hz के लिए। 2/13107 = 152.59uHz pwm. के कदम से

चरण ५, pwm को ३ से बदल रहा है, चरण ६ में २ है। चरण… ३ क्यों? क्योंकि 3 15 मिनट के पैमाने पर आवृत्ति को 0.000, 000, 000, 4 से बदल रहा है। और 4 मेरे एल्गोरिथ्म में मेरी जादुई संख्या है। उदाहरण के लिए, यदि चरण एक में, पहली आवृत्ति मिली 10.000, 003Mhz। मैं 0, 000, 000.4 कदम नीचे करता हूं।

बहुत बड़ा कदम 10.00003 से 10.000001 तक और 9, 999998Hz के बाद गुजर सकता है। मुझे लक्ष्य याद आ रहा है।

0, 0000004 के साथ। यह 0, 1 से तेज है और मुझे यकीन है कि मैं किसी संख्या को बायपास नहीं करूंगा। और इसी तरह। मैं 10 सेकंड, 60 सेकंड और 200 के चरण और 900 के साथ ऐसा ही कर रहा हूं। 1000s मोड चल रहा है और 2. के pwm चरण का उपयोग करें

कृपया ध्यान दें कि चरण 5 प्राप्त करने के लिए अधिक लंबा है। 4 और 5 के बीच का अंतर बड़ा है। लेकिन यह 5 से 6 जल्दी पास होने में मदद करता है।

जब चरण 6 ने ठीक 10 अरबों की गणना की है, तो pwm मान eeprom में सहेजे जाते हैं। अब, यह रनिंग मोड का समय है। यह एक १००० सेकंड का नमूना गिनता है लेकिन केवल २ कदम pwm के साथ। रनिंग मोड में, वास्तविक आवृत्ति प्रदर्शित होती है और 1000 सेकंड के अंतराल पर अपडेट की जाती है। यदि सिग्नल रनिंग मोड में खो जाता है तो यह सेल्फ रनिंग में चला जाता है। इस मोड में pwm का कोई परिवर्तन नहीं। जब सिग्नल वापस आता है, तो यह चरण 5 में पुन: सिंक्रनाइज़ेशन पर वापस आ जाता है।

यदि eeprom सहेजे जाने के बाद सर्किट अनप्लग हो जाता है। यह चरण 5 पर eeprom pwm मान के साथ बिजली पर शुरू होगा।

eeprom मान मिटाने के लिए, बस स्टार्ट-अप पर बटन दबाएं। Pwm 50% लोड होगा और कैलिब्रेशन चरण 1 से शुरू होगा।

मैं अलग-अलग चीजों को आजमाने के लिए कई घंटे पास करता हूं, सर्किट का विन्यास। मैंने ओपी amp, बफर और अन्य चिप के साथ कई परीक्षण किए। और अंत में… मुझे जो सबसे अच्छा परिणाम मिला है, उसकी आवश्यकता नहीं है। बस एक अच्छी स्थिर बिजली की आपूर्ति और कुछ फ़िल्टरिंग कैपेसिटर। इसलिए मैं इसे सरल रखता हूं।

चरण 1: पार्ट्स खरीदें

करने के लिए पहली बात भागों को खरीदना है। क्योंकि अक्सर शिपिंग बहुत लंबी होती है।

जीपीएस मॉड्यूल: मैं एक ublox neo-6m का उपयोग कर रहा हूँ। मैंने इसे eBay पर खरीदा है। एक खोज करो, इसकी कीमत लगभग 7 से 10 अमेरिकी डॉलर है।

डिफ़ॉल्ट रूप से, इस रिसीवर के पास 1 पल्स बाय सेकेंड इनेबल्ड होता है। हमें कुछ करने की जरूरत नहीं है।

आप 1 हर्ट्ज़ पल्स आउटपुट के साथ किसी भी जीपीएस मॉड्यूल का उपयोग कर सकते हैं। तम्हारे पास एक है। उसका उपयोग करें!

OCXO: मैंने 2 ऑसिलेटर की कोशिश की। एक डबल ओवन stp2187 12v साइन वेव आउटपुट। और एक ISOTEMP 131-100 5V, स्क्वायर वेव आउटपुट। दोनों eBay पर Radioparts16 से आते हैं। मुझे उनसे बहुत अच्छी सेवा मिली और कीमत सस्ती थी।

AVR: कोड थोड़ा atmega48 पर फिट बैठता है। लेकिन मैं एक atmega88 या atmega328p खरीदने का सुझाव देता हूं। यह लगभग एक ही कीमत है। इसे डिजीके या ईबे पर खरीदें। मैं डुबकी संस्करण का उपयोग कर रहा हूँ। आप सतह माउंट संस्करण खरीद सकते हैं, लेकिन ध्यान दें, पिन योजनाबद्ध के समान नहीं हैं।

एलसीडी डिस्प्ले: कोई भी 4x20 HD44780 संगत डिस्प्ले काम करेगा। लगता है कि मैंने अपना खरीदा:) हाँ कुछ साल पहले eBay पर। अब यह पहले से ज्यादा महंगा हो गया है। लेकिन $20 यूएस के तहत उपलब्ध है।

शायद निकट भविष्य में, मैं 2x16 डिस्प्ले के लिए एक कोड करूँगा। वे डिस्प्ले केवल 4$ हैं। और आपके और मेरे बीच, 2 लाइन का डिस्प्ले पर्याप्त होगा।

आपके पास AVR ISP प्रोग्रामर होना चाहिए। AVR प्रोग्रामिंग एक Arduino की तरह नहीं है। Arduino को पहले से ही सीरियल पोर्ट पर संचार करने के लिए प्रोग्राम किया जा चुका है। एक बिलकुल नया avr ISP या पैरेलल हाई वोल्टेज प्रोग्रामर के साथ प्रोग्राम किया जाना चाहिए। हम यहां आईएसपी का उपयोग कर रहे हैं।

एक 74hc04 या 74ac0, वोल्ट रेगुलेटर 7812 और 7805, रेसिस्टर्स, कैपेसिटर…। डिजिके, eBay

चरण 2: यहाँ योजनाबद्ध और Gpsdo_YT_v1_0.hex. है

मुझे लगता है कि इस परियोजना को साकार करने के लिए आपको केवल योजनाबद्ध की आवश्यकता है। यदि आप चाहें तो नक़्क़ाशी विधि या केवल छिद्रित बोर्ड के साथ तांबे के पहने हुए बोर्ड का उपयोग कर सकते हैं।

आप अपनी इच्छानुसार किसी भी बॉक्स का उपयोग कर सकते हैं, लेकिन मेरा सुझाव है कि एक धातु का डिब्बा। या मेरी तरह मस्ती के लिए सिर्फ एक ब्रेडबोर्ड पर:)

मैं अपने प्रोजेक्ट को एक बॉक्स में रखने के लिए एंटीना एक्सटेंशन और बीएनसी कनेक्टर की प्रतीक्षा कर रहा हूं।

आपको सही फ्यूज बिट चुनना होगा। सुनिश्चित करें कि बाहरी थरथरानवाला चुना गया है। अगर आपको एक्सटर्नल ऑसिलेटर से परेशानी है, तो एक्सटर्नल क्रिस्टल ट्राई करें। और Low.ckdiv8 घड़ी अनियंत्रित है। तस्वीर देखो। ध्यान दें, जब बाहरी घड़ी बिट फ्यूज हो जाती है, तो आपको प्रोग्राम या कोड चलाने के लिए बाहरी घड़ी प्रदान करनी होगी। दूसरे शब्दों में, थरथरानवाला को xtal1 पिन में कनेक्ट करें।

वैसे … आप 1 सेकंड के गेट के साथ फ़्रीक्वेंसी काउंटर करने के लिए उसी कोड का उपयोग कर सकते हैं। बस xtal1 पिन में मापी जाने वाली घड़ी दर्ज करें और आपके पास +-1 Hz फ़्रीक्वेंसी काउंटर होगा।

जैसे ही मेरे पास नया सामान होगा मैं प्रोजेक्ट को अपडेट कर दूंगा।

इस बीच, यदि परियोजना में आपकी रुचि है, तो आपके पास इसे शुरू करने और यहां तक कि मेरे सामने समाप्त करने के लिए पर्याप्त सामग्री है

मैंने 2 वीडियो अपलोड किए हैं, आप पहले चरण और अंतिम चरण देख सकते हैं।

मैं किसी भी प्रश्न या टिप्पणी के लिए उपलब्ध हूं। धन्यवाद।

26 फरवरी 2017…. संस्करण 1.1 उपलब्ध है।

-atmega48 अब समर्थित नहीं है। स्थान पर्याप्त नहीं।

लॉक किए गए उपग्रह की संख्या जोड़ा गया।

-समर्थन 2x16 एलसीडी। यदि आपके पास 4x20 है, तो भी काम कर रहा होगा। लेकिन 2 अंतिम पंक्ति कुछ भी प्रदर्शित नहीं करेगी।

चरण 3: ईप्रोम में लॉग इन करें

यहां कुछ घंटों के बाद चलने के समय के बाद ईप्रोम का डंप है। मैं समझाऊंगा कि इसे कैसे पढ़ा जाए। फिर से, यह आसान है:)

पते 00, 01 पर pwm मान संग्रहीत किया जाता है। जैसे ही चरण ५ की गिनती ९ बिलियन हो जाती है, पीडब्लूएम मूल्य हर बार काउंटर के ठीक १० बिलियन तक पहुंचने पर अपडेट किया जाता है।

जैसे ही हम चरण 5 पर होते हैं। सभी गणना pwm मान के बाद eeprom में संग्रहीत की जाती हैं। पते 02 पर शुरू करें, 03 के बाद और इसी तरह।

यह उदाहरण मेरे ५ वोल्ट ओसीएक्सओ से आया है। हम 0x9A73 = 39539 दशमलव का pwm मान 65536 पर पढ़ सकते हैं। = 60, 33% या 3.0165 वोल्ट।

तो पता 00:01 0x9A73. है

इसके बाद, आप ०३ पढ़ सकते हैं। ९,०००,०००,०३ पीडब्लूएम के लिए ३ से कम किया गया है क्योंकि हम अभी चरण ५ में हैं

10, 000, 000.000 pwm ठहरने के लिए 00 अछूत है और हम रनिंग मोड (चरण 6) में जाते हैं

10, 000, 000.002 के लिए 02 उस स्थिति में, pwm मान 2. से कम हो जाता है

10, 000, 000.001 pwm मान के लिए 01 को 2. से कम किया गया है

१०,०००,००००००१ pwm मान के लिए ०१ फिर से २ से कम किया गया है

10, 000, 000.000 pwm ठहरने के लिए 00 अछूत है

10, 000, 000.000 pwm ठहरने के लिए 00 अछूत है

10, 000, 000.000 pwm ठहरने के लिए 00 अछूत है

अब आप जानते हैं कि इप्रोम कैसे पढ़ा जाता है। प्रत्येक 1000 सेकंड में नया मान eeprom में लिखा जाता है। जब eeprom भर जाता है, तो यह पता 2 से पुनरारंभ होता है।

FF मान मतलब 9, 999, 999.999

आप इस डंप के साथ बिना किसी एलसीडी डिस्प्ले के सटीकता को ट्रैक कर सकते हैं।

आप एक आईएसपी प्रोग्रामर के साथ eeprom फ़ाइल को डंप कर सकते हैं।

मुझे आशा है कि मैंने आपको पर्याप्त जानकारी दी है। यदि नहीं तो मुझे बताएं। सलाह, त्रुटि, कुछ भी।

यानिक