使用しているGPS受信機に、1 PPS（Pulse Per Second）信号。これのポイントは何ですか？マイクロコントローラーは独自の1 PPS信号を簡単に生成できませんか？
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- ネストされた質問です。 PPS信号が長期的に非常に正確であることは私には明らかです。ただし、ジッターが非常に低いことも保証されていますか？ （つまり、1サイクルの非常に短い期間まで精度を維持しますか？）その信号はMCUピンから出ますか、それともPLLに結合された分周器から直接出ますか？
- PPS信号は非常に低い（ゼロに近い）DCジッタですが、その高周波ジッタは同じ基準であるとは想定できません。 ‘は、以下のRussellMcMahonで説明されているようなオシレーターを同期するために使用するのに最適です
回答
1 PPS出力は、MCUが実行できるものよりもはるかに低いジッターを備えています。いくつかのより要求の厳しいアプリケーションでは、そのパルスを使用して、物事を非常に正確に計時することができます。一部の科学グレードのGPSでは、この1PPS出力は1nSよりも正確である可能性があります。
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- +1、私の詳細を参照してください
- GPS衛星には原子時計があるため、PPS信号は非常に正確です。出力がわずか1ミリ秒まで瞬時に正確であっても、実際の数に対して1ミリ秒を超える誤差が蓄積されることはありません。
- 非常に正確な1PPS信号が’宇宙空間やその他の回路からの移動中に妨害されないのはなぜですか？ ‘邪魔しませんか？
- @abdullahkahraman 1ppmの出力は’衛星から直接送信されません。受信機自身の内部時計から来ています。その時計は衛星と同期しています。1ppsの出力は、受信機が受信を失っても’消えません（精度が低下するだけです）。
- @dfcわかりました、ペダンティック氏：私GPSに高精度の出力を持たせたい場合は、高精度の内部クロックが必要です。それは非常に高精度の内部時計を持っています！その時計と内部GPS衛星受信機を使用して、UTC時間と同期した非常に正確なパルスを出力します。 1pps（または他のpps）出力を備えた他の多くのGPS受信機とまったく同じように機能します。それはたまたま巨大で、あまり持ち運びできず、あなたの家よりも高価です。 “科学グレードGPS “という用語に完全に適合します。
回答
長期的には、1 Hzの信号がおそらく最も正確な時間であり、周波数も、これまでに遭遇することのない基準です。
あなたは事実上GPSモジュールのコストでセシウムクロック時間基準のようなものを取得します。バーゲン。市販の”規律あるオシレーター”ユニットを購入でき、DIY用のデザインが利用可能です。 DO自体は周波数ロックされていませんが、ローカルクロックとGPSクロックによって生成された1H信号間のエラー信号によって穏やかにロックされます。
規律ある発振器
どこでも標準時間彼らは言う-
- シングル（OCXO）またはダブル（DOCXO）の温度制御オーブンが包まれているときのオーブン付き水晶発振器水晶とその発振回路により、周波数安定性はTCXOの周波数安定性と比較して2〜4桁改善される可能性があります。このような発振器は、実験室および通信グレードのアプリケーションで使用され、多くの場合、電子周波数制御を介して出力周波数を調整する手段を備えています。このようにして、GPSまたはLoran-Cリファレンスレシーバーの周波数に一致するように”規律”にすることができます。
GPSに準拠したDOCXOは、世界の多くの有線通信システムのStratum Iプライマリリファレンスソース（PRS）です。また、ISの下で動作する基地局のGPS時間および周波数リファレンスとして広く展開されています。 -Qualcommが開発したCodeDivision Multiple Access（CDMA）セルラー携帯電話システムの95規格。これらの基地局アプリケーションの膨大な量は、価格を下げ、ベンダーを統合することにより、OCXO市場に大きな影響を与えました。
商用モジュール-1日あたり0.1パーツパービリオン。
回答
@DavidKessnerの答えは、私がこれから言おうとしていることと一致していますが、詳しく説明したかったので、これはコメント以上のものです。
この出力は、たとえば、MCUが何かを実行していることを気にかけているアプリケーションで、MCUを（ディープスリープモードから）1秒に1回（数ナノ秒以内に）ウェイクアップするために使用できます。特定の秒、非常に高い精度で。
MCUは、この信号を使用して 独自のタイミング精度を計算し、ソフトウェアで補正することもできます。したがって、MCUは「測定」できます。 「パルス持続時間、そしてそれが「完璧な」1秒間隔であると仮定します。そうすることで、例えばその結晶への温度の影響などのために、それが経験している時間の伸びや圧迫を効果的に決定し、そのタイミング係数をに適用することができます
回答
過酷なロケット環境向けに設計された頑丈なOCXOを備え、GPSの前に浮遊気象ステーションを追跡しています。実際、最初のGPS（GOES 1）がリリースされた後、それは懐かしい思い出を呼び戻します。
安定性の重要性は、停止とエラーの程度によって異なります。停止中またはLOS（信号の喪失）およびキャプチャ時間に耐えることができます。 fにNをPLL分周器で乗算すると、位相エラーも乗算されます。したがって、ドリフトと位相ノイズを最小限に抑えるように注意することが重要です。
OCXOでは、OCXOに10MHz、ロケットのFMサブキャリアテレメトリに100KHz、ロケットを追跡するためのミキサー地上局に10KHzを選択しました。の位置。車両の移動範囲は、テレメトリサブキャリアと地上局の周波数と位相の差を使用した位相差であり、選択したfでΔλ= c / f、Δposition=Δλ+サイクルカウントです。周波数誤差は、レーダー速度と同様に速度を表します。したがって、1 PPS（1Hz）クロックを使用すると、サイクルスキップや正確な位相差を考慮せずに、広い範囲と時間間隔をサポートできます。位相エラーのサイクルスキップはNサイクルである可能性があることに注意してください。これは、累積エラーのあいまいさを意味します。LOSエラーが重要であると仮定します。
Stratum 1からのソースの選択とランク付けがある場合、冗長性は信頼性の鍵です。 2、&停止の場合は3クロック。テレコム同期高速ネットワークは、認可された無線機と同様に正確なクロックに依存しています。ネットワークは、Stratumクロックソースの参照をランク付けするためにインテリジェントエラーロギングを使用します。
もちろん、DOの設計には非常に注意が必要です。標準に関する本のボリュームがこれらのルールを定義しています。
回答
あなたが持っているユニットについて読む必要があると思います（としていくつかは異なります）が、時間同期として使用されると思います。つまり、次のパルスがtimeInUTCに来るというメッセージが表示されます。
“GPSClock 200には、NMEAタイムコードとPPS出力信号を提供するRS-232出力があります。約0.5秒前に出力します。 GPRMCまたはGPZDA形式の次のPPSパルスの時間。UTC秒の開始から1マイクロ秒以内に、PPS出力が約500ミリ秒間ハイになります。」
回答
GPS受信機は（NMEAなどを介して）完全なタイムコードをアップストリームに送信できますが、タイムコードがホストに到達するまでにかかる時間はタイムコードを不正確にします。1PPS信号は、「トーンで時間は12、33、35秒になります… [ビープ音]」に相当するGPS受信機です。ここでの仮定は、ホストの時計が1秒、毎秒1PPSを介して修正されます。
回答
「PVSubramanian」からの応答が好きです要点として。これはまさに1PPSの典型的な目的です。正確な1秒のエッジを提供して、精度の低い手段（通常は非同期シリアル回線）で受信した「時刻」情報ブロック全体を補強します。
発振器と言えば、業界ではそうです。 「時間標準」とGPSの中で、10MHzは非常に人気のある選択肢です。また、GPS受信機の局部発振器は大きく2つのカテゴリに分けることができます。10MHz出力とPPSの比率が正確に1：10000000になるもの（位相同期）と、PPS出力が段階的に調整されるもの（スキップ/挿入）です。 10 MHzタイムベースのティック）。 「同期」水晶発振器はより正確であり、いくつかの目的に必要です。また、余分な電力を消費する「オーブン制御」（OCXO）も必要です。バッテリー駆動のデバイスには適していません。静止した時間管理の使用に最適です。 「スキップ」発振器は、基本的なポジショニングの使用には十分であり、安価であるため、これが最も安価なGPS受信機モジュールで得られるものです。通常、オーブン制御がないため、通常はTCXOカテゴリに分類されます。
一部の外部水晶発振器のPLL制御の場合、1 PPSのエッジはおそらくかなり離れて配置されているため、PLLサーボループでかなり長い積分時間が必要になります。高品質の10MHz信号源を使用すると、優れたロックをはるかに高速に実現できます。しかし、キャッチは-「良質」です。上記を参照。それ以外は、1PPSは確かに、PCハードウェアで実行されている一部のOSまたはNTPdのシステムタイムベースを統制するのに十分です。
他の人が言っているように、GPS受信機からの1PPS出力はローカルクリスタルから派生しています。発振器、受信機の内部をカチカチ音をたてる。通常、これは10MHzの水晶でした。このローカル水晶発振器は実際にはVCOであり、実際のクロックレートを微調整できます。このVCO入力は、少数の衛星（結合）からのGPS信号が基準として機能する閉ループ制御（負のフィードバックスタイル）に使用されます。さまざまな信号レベルとドップラーシフトを使用して、共有キャリア上の疑似ランダムビットストリームの「スクランブルスパゲッティ」のデコードを行うGPS受信機の機能ブロック。このブロックは「相関器」と呼ばれます。受信した無線信号に基づいて、位置と時間の「問題」に対する最適な「解決策」を見つけ、ローカルのタイムベースと比較し、無線受信と無線受信の間の小さなエラー/偏差を継続的に評価します。ローカルクリスタルは、クリスタルのVCO入力にフィードバックされます…したがって、閉ループ制御です。タイミングの観点からは、GPSレシーバーの相関器は非常に複雑なPLLコンパレーターです:-)
他の人はSymmetricomとTimeToolsについて言及しています… Meinberg Funkuhrenは、考えられるすべての精度パラメータを含む、提供する発振器の優れた表を持っています： https://www.meinbergglobal.com/english/specs/gpsopt.htm 引用された精度は、おそらくまだ保守的/悲観的な見積もりであることに注意してください。
回答
既存のすべて回答は、高精度タイミングアプリケーションについて話します。特に受信機が動いているときは、1ppsの信号もナビゲーションにとって重要であることを指摘したいと思います。—。
受信機には時間がかかります。各ナビゲーションソリューションを計算し、そのソリューションを1つ以上のメッセージにフォーマットして、ある種の通信リンクを介して（通常はシリアルに）送信するための追加の時間。これは、システムの残りの部分が情報を利用できるようになるまでに、おそらく数百ミリ秒ですでに「古くなっている」ことを意味します。
ほとんどの低精度の愛好家アプリケーションはこの詳細を無視しますが、 30〜100メートル/秒で移動する可能性のある精密アプリケーションでは、これにより数メートルの誤差が発生し、総誤差の主な原因になります。
1 pps出力の目的は、正確に示すことです。 の場合、ナビゲーションメッセージに示されている位置が有効でした。これにより、アプリケーションソフトウェアは通信遅延を補正できます。これは、MEMSセンサーを使用して高いサンプルレート（数百ヘルツ）で補間ナビゲーションソリューションを提供するハイブリッドGPS慣性システムで特に重要です。
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- 考えたことはありませんが、もちろんです！慣例により、修正は通常、pps outの立ち上がりエッジまたは立ち下がりエッジに一致しますか？
- @bigjosh：立ち上がりと立ち下がりの区別は極性に依存するため、任意です。脈拍の前縁と後縁について話す必要があります。これは、極性（交渉可能）によって、またはパルスの長さまたはデューティサイクルを指定することによって、できれば50％以外で定義できます;-)私は’何かをコーディングしましたIntel i210GPIOはPPS入力として使用され、立ち上がりまたは立ち下がりのすべてのエッジでイベントをスローします。’はSWの極性を把握する方法がありません。 PPSソースのデューティサイクルを知って、タイミングとの違いを推測する必要がありました…
回答
GPS受信機によって生成された1PPS出力を使用して、ストラタム1NTPネットワークタイムサーバーに非常に正確な時間を提供します。 1PPSは毎秒の開始時に生成され、多くの受信機の場合、UTC時間の数ナノ秒以内の精度です。一部のGPS受信機は、関連するシリアル時間出力が意図したパルス出力の両側を「さまよう」可能性があるため、時間を提供するのが苦手です。これにより、1秒のオフセットが効果的に定期的に生成されます。
1PPS出力また、OCXOまたはTCXOベースの発振器を制御して、GPS信号が失われた場合にホールドオーバーを提供するために使用することもできます。以下のリンクは、時間参照でのGPSの使用に関する詳細情報を提供します。
http://www.timetools.co.uk/2013/07/23/timetools-gps-ntp-servers/
回答
1PPM信号は同期の目的で使用されます。遠く離れた場所に2つのデバイスがあり、両方のデバイスでまったく同時に開始するクロックパルスを生成したい場合、何ができますか？ ここで、この1PPM信号が使用されます。 GPSモジュールは世界中で1nsの精度でパルスを出します。
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- 1 PPM信号とは何ですか？