https://air-radiorama.blogspot.it/2016/11/oscillatori-disciplinati-da-gps-gpsdo.html
per proseguire il discorso a puntate .
Dobbiamo ora focalizzarci un attimo sul tipo di misura effettuato e sul perché.
Le misura effettuate sono state misure di FASE , anzi misure di DIFFERENZA DI FASE .
Tipicamente tra un riferimento di frequenza con caratteristiche migliori di quelle che si vogliono misurare nel dispositivo GPSDO , ma in seguito vedremo , non solo .
Perche' misurare differenze di fase invece di misurare differenze di frequenza .
Una delle migliori ragioni sta proprio nella definizione di frequenza .
La frequenza e' misurata in cicli/s cioe' in Hertz .
Per un segnale periodico ,un ciclo corrisponde ad una rotazione di fase di 360 gradi .
Immagine derivata dal collegamento :
https://it.wikipedia.org/wiki/Moto_armonico
La frequenza e' in altre parole le velocita' con cui varia la fase .
Misurare la fase e' quindi un indicatore piu' preciso sulla frequenze rispetto al misurare le frequenza stessa .
Non a caso gli "agganci di frequenza " si effettuano tramite dei comparatori di fase , che messi in controreazione creano un anello e quindi un circuito PLL ( Phase Locked Loop ).
Per capire meglio , poniamoci una serie di domande .
Cosa usiamo come frequenza di riferimento per le misure di fase ?
Un oscillatore al Rubidio che ha caratteristiche almeno un ordine di grandezza superiori al migliore oscillatore al quarzo doppiamente termostatato .
Se due oscillatori hanno la stessa frequenza , quale sara' la loro fase relativa ?
Costante : sara' sempre uguale nel tempo .
In caso contrario la non costanza e quindi la velocita' di variazione di fase nel tempo esprimera' una variazione di frequenza relativa .
Cosa usare come comparatore di fase .
La parte comparatore di fase di un normale circuito 4046 ( quella relativo al comparatore che usa una porta OR Esclusiva perche' l'altro comparatore di fase e' un comparatore di fase e di frequenza che consente l'aggancio solo con differenza di fase pari a zero , ma non la misura ), seguita da un circuito integratore od anche da un semplice passa basso RC , va bene per escursioni di fase tra 0 e 180 gradi ,ed e'stato sperimentato con successo .
Avendo un comparatore di fase con escursione maggiore ( 3600° a 10 MHz ) nell' Oscillatore al Rubidio della Rhode Schwartz che ho usato come riferimento , le misure riportate sono state eseguite con tale comparatore che ha anche un altro vantaggio ( monotonicita' della risposta ) su cui sorvolo per non complicare il discorso .
Vediamo ora due misure di due diversi oscillatori GPSDO sovrapposte :
In orizzontale abbiamo una scala in secondi .
Considerando che in un giorno ci sono 60x60x24 = 86400 secondi , si vede come il grafico si estende per una durata di circa 3 giorni .
In verticale una scala in Volt . A 0V corrispondono zero gradi , a 2.5V corrispondono 3600° ( dieci cicli ) .
Si nota che tutti e due i grafici hanno una pendenza media simile .
Questo e' dovuto alla non perfetta calibrazione dell' Oscillatore al Rubidio .
Con successivi aggiustamenti del nonio dello stesso si sarebbe potuto calibrarlo fino ad avere una pendenza pari a zero .
Non l'ho fatto semplicemente perche' e' possibile farlo postelaborando i dati e comunque non volevo che la forma delle misure successive cambiasse ( inoltre solo per queste due misure preliminari , sono stati necessari 6 giorni di misura .... )
Qui impariamo una prima cosa estremamente importante :
Un buon oscillatore GPSDO consente comunque la CALIBRAZIONE di frequenza di un oscillatore al Rubidio , per esempio rendendo orizzontale la curva rossa con osservazioni ed aggiustamenti successivi .
La domanda nasce spontanea : perche' non usare il GPSDO come campione primario ?
Premesso che risulta ovvio che il GPSDO con la curva rossa e' "ben disciplinato" , mentre quello con la curva in blu e' " piuttosto indisciplinato ", la risposta e' nell'instabilita' della curva rossa che presenta comunque delle oscillazioni a medio termine .
CI si potrebbe domandare , ma come si fa a dire che l'instabilita' della curva rossa non e' dovuta all' instabilita' dell' oscillatore al Rubidio ?
La risposta e' verificando che la differenza di fase tra due oscillatori al Rubidio non presenti le stesse instabilita' .
Cosa che e' stata in effetti verificata .
Continua .....
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