28.07.16 Очередная смена частотного плана

Материал из SRNS
Перейти к: навигация, поиск

В процессе разработки НАП мы постоянно возвращаемся к выбору частотного плана. Не все частоты одинаково полезны!

Нам встретились три проблемы напрямую связанные с частотным планом:

  1. Постепенное расхождение фазовых измерений между L1 и L2 со скоростью порядка десятых м/с
  2. Постепенный уход нашей шкалы времени относительно шкалы другого приемника при условии тактирования от общего генератора
  3. Неравномерный ход нашей шкалы времени в отсутствии каких-либо коррекций

Тренд в ШВП из-за синтезатора тактовой частоты

В качестве внешнего опорного сигнала приемник принимает гармонику с частотой 10 МГц. Из этих 10 МГц делается тактовая частота (около 100 МГц). Как и в предыдущем случае, из-за целочисленности коэффициентов синтезатора запрашиваемый нами номинал может неточно соответствовать формируемой тактовой частоте. Это проявляется при сравнении измерений от двух приемников, нашего и Javad'а, тактированных от общего генератора - они разбегаются.

В MCR тактовой частота формируется синтезатором частот с дробно-переменным делителем частоты. В синтезатор записывается множитель FTW (формально от 0 до 248-1, но требуется попасть в диапазон тактовой частоты от 75 до 125 МГц):

F_d = \frac{FTW}{2^{48}} \cdot 1000 MHz

Как видно из формулы, мы можем сформировать не любую частоту! Тактовая частота должна быть кратна 2-39 Гц = 3.55271367880050e-06 Гц. Но это не единственное ограничение на значение тактовой частоты, о чем ниже.

Тренд в ШВП из-за синтезатора ШВП

Изначально шкала времени приемника повторяла по структуре сигнальную шкалу времени, являясь по своей сути DDS'ом. Переполнение его миллисекундных, да и секундных, аккумуляторов происходило в среднем раз в секунду и миллисекунду соответственно. Для ШВП же нам требуются точные миллисекундные и секундные импульсы.

Кроме того, номинал DDS'а и реальная частота могли совпадать не точно. В итоге расходятся кодовая и фазовая псевдодальности, убегает ШВП. Уход на 105.6 МГц тактовой был около 1.5 мс за сутки, расхождение псевдоскорости кодовой и фазовой около 5 м/с.

Теперь в ШВП в качестве управляющего слова вписывается число тактов на миллисекунде. Тогда он их отсчитывает и выдает четкие миллисекундные импульсы. Отсюда ещё одно ограничение - на миллисекунде должно быть целое число тактов частоты дискретизации (тактовой частоты).

Есть ещё и третье ограничение, вызванное конструктивом платы АЦП, сейчас она работает в диапазоне где-то от 90 до 110 МГц. Скрипт, формирующий список допустимых тактовых частот, и результат его работы:


Расхождение фаз L1 и L2

Проявляется в том, что псевдочастоты в L1 и L2 имеют небольшую разность. Например, 0.1 м/с (кажется, было на 100 МГц тактовой) или 0.45 м/с (на 93.75 МГц тактовой). Предположительно вызывается тем, что частоты гетеродинов при их формировании из общей тактовой не соответствуют номиналам. Например, просим гетеродин 1584 Мгц, а получаем 1584.001 МГц из-за округления множителей в синтезаторе.


Гетеродин реализован на основе синтезатора частот с дробно-переменным делителем частоты (Fractional-N) HMC704LP4E. При фиксированной тактовой частоте частота гетеродина определяется множителями N_{int} и N_{frac}:

F_{LO}=\frac{Fd}{R}\cdot N_{int} + \frac{N_{frac}}{2^{24}}

Величина R = 3, если тактовая выше 96 МГц, иначе R = 2.

Таким образом, первое слагаемое при фиксированной тактовой частоте позволяет выставлять частоту гетеродина с шагом ~30 Гц или ~50 Гц (в зависимости от R). Можно подобрать тактовую частоту так, чтобы даже без использования дробной части попасть гетеродинами в требуемый диапазон.

Например, берем тактовую частоту Fd = 105.321 МГц. Тогда R = 3. Дробной частью пользоваться не будем Nfrc = 0. Возьмем Nint = 45 и Nint = 35 для гетеродинов L1 и L2 соответственно. Тогда получим частоты гетеродинов FL1 = 1 579 815 000 Гц и FL2 = 1 228 745 000 Гц. Заодно все частоты соотносятся как 9/7.

Настройка РЧБ на указанные параметры позволяет избавиться от дрейфа между фазами L1 и L2, что проверено опытным путем!


[ Хронологический вид ]Комментарии

(нет элементов)

Войдите, чтобы комментировать.

Персональные инструменты
Пространства имён

Варианты
Действия
SRNS Wiki
Рабочие журналы
Приватный файлсервер
QNAP Сервер
Инструменты
Печать/экспорт