工程師都在找的WiMax定時同步與GPS晶體振蕩器解決方案
來源：http://www.ike-digital.com 作者：康華爾電子 2020年01月11
工程師都在找的WiMax定時同步與GPS晶體振蕩器解決方案
市場上適合用于GPS系統和WiMax定時與同步模塊的石英晶體振蕩器,有非常多的選擇,同一類似的就有很多種規格和品牌,這讓設計產品的工程師非常頭疼,因為即要考慮成本也要找到自己產品應用的晶體和振蕩器.GPS和WiMax網絡是組成現代化社會的重要部分,幸虧前人發明了它們,我們的生活和出行才會如此的便捷.因此為了解決大部分用戶的煩惱,ConnorWinfield晶振公司提供了相關的解決方案.
固定設備和移動基站的復雜定時解決方案的時代已經結束.各種易于獲得且具有成本效益的GPS定時和同步解決方案將設備定時和同步設計的復雜性封裝到越來越小的封裝中.雖然現在可以以極合理的價格在幾秒鐘內獲得UTC計時精度,但必須特別注意整個系統的規格.合適的計時解決方案可以滿足所有設備要求和價格預期.如果時序解決方案指定不當,結果將是最終產品運行不正常或定價不正確.要了解可用的時序和同步選擇,必須首先了解系統規格.
信息傳輸需要對信息位進行一致的排序,以實現無差錯的傳輸和接收.無錯傳輸的基礎是同步傳輸環境.同步參考架構和規范中找到了實現良好同步傳輸的關鍵.同樣重要的是正確應用和理解同步要求.時域(階段)參考提供了此基礎.另外,要求無線信息傳輸網絡保持適當的信道間隔和一致的工作頻率,以便不干擾相鄰信道的傳輸并被聽到.頻域參考提供了保持精確的信道分離和接收器選擇性的方法.
許多COTS GPS設備同時提供時間和晶振頻率參考輸出,非常適合WiMax應用.使用此類設備可實現獨立于任何回程傳輸方案或有線網絡復雜性的適當操作.從單個高質量,低成本源同時生成相干的時間,時間和頻率參考,可簡化基站設計并降低成本.
精密導航:
相位-1PPS-和頻率-10MHz的同時生成,確保參考跟蹤到GPS時間刻度,并最終跟蹤UTC時間刻度,以達到通常小于15nsrms的時間精度和1e-12tau=24hrMVAR的頻率精度.了解基于GPS時間參考的時間和石英晶體振蕩器頻率參考的來源很有用.時間和位置密切相關.
只有在提供精確時間的情況下,才可以進行精確導航.要知道您在哪里-您必須知道現在幾點.您越了解時間,就可以越精確地確定自己的位置.GPS接收器直接使用三角測量原理來確定其空間位置(X,Y和Z方向)和時間(tGPS時標).要從至少3顆衛星(求解X,Y和t)或4顆或更多衛星(求解X,Y,Z和t)中獲取此信息.
時間和頻率恢復/生成:
GPS接收機的時間和頻率恢復/生成在某種程度上是非常規的時間和頻率參考實現中使用了傳統的時鐘恢復技術.AGPS接收器從符合其資格的衛星信號集合中提取或求解GPS時間.載波噪聲比,衛星方位角,星座幾何形狀等.為了產生與GPS時間刻度一致的精確的每秒一脈沖,接收機可以根據最新的GPS解決方案在“正確”的時間直接產生脈沖.;或在與最新解決方案的時間相對應的正確時間點選通來自本地系統時鐘的脈沖.無論哪種情況,脈沖和1PPS序列通常都是基于GPS時間解決方案的精度和穩定性以及本地時鐘的精度和穩定性.
精確的頻率生成要復雜一些.由于沒有從GPS解決方案中恢復的固有頻率,因此必須通過FLL或更通常的PLL來合成頻率.使用1PPS參考脈沖集合和*非常*低帶寬低通濾波器設計(通常為幾赫茲至毫赫茲)且具有最小的峰值,輸出參考頻率的速率可以從幾十赫茲變化到20MHz(用戶命令可選)產生為接收器輸出的方波.
在某些情況下,有紀律的NCO是參考頻率輸出的來源.由于固有的NCO頻率量化限制以及本地時鐘漂移和穩定性限制,因此參考頻率可能包含重要的邊帶偽像和有源晶振相位噪聲元素,必須對其進行濾波才能生成RF載波.GPS時間和頻率接收器的輸出是準確的,并且相位與GPS時間刻度一致.GPS時標與UTC時標一致但與UTC時標不同-GPS是連續的時標,沒有leap秒或時間間斷.UTC是天文系縛的時標,具有+/-1秒的周期性調整以保持與地球自轉的同步.
使用GPS衛星數據中提供的信息,可以輕松,直接地生成用于1PPS信息的UTC時間戳.將頻率參考鎖相到1PPS可確保緊密跟蹤參考的周期性相位時間和連續頻率相位信息.
了解1PPS和頻率參考信號:
理解1PPS和頻率參考的特性可能會有所幫助,以便更全面地了解每種參數在系統應用程序中的適當用法.對于1PPS信號,很明顯不存在高于1Hz的速率的信號信息.因此,我們使用標準MVAR分析來查看時域中的信號特性.很明顯,方差圖顯示了輸出到絕對時間基準的最終收斂,正如人們所期望的那樣,在各個觀測時間與直線幅度的中間偏差是由衛星軌道的濾波器設計和固有噪聲過程引起的動態,傳播路徑,接收器下變頻器,卡爾曼濾波器和脈沖發生器誤差.
在頻率參考信號的情況下(在本例中為10MHz參考輸出),因為我們更愿意將頻率參考用作基站RF載波生成的導頻參考,因此我們發現從PSD檢查頻率參考更為有用觀點看法.顯然,可以通過低通濾波器轉折頻率來設置漂移帶的高端(1Hz至10Hz)和抖動帶的低端特性.
使用亞赫茲范圍的濾波器可以實現極低的抖動和低漂移性能.但是,這種性能要求非常高的穩定性,嚴格的振蕩器.通常是OCXO或非常高質量的TCXO晶振.打開低通濾波器的帶寬在某種程度上緩解了這一要求,但是以引入更多的合成GPS參考的固有噪聲為代價.仔細的建模和對系統要求的充分理解將導致成功的系統實現.通常,使用高質量的內置接收器和具有內置保持功能的參考可以提供一種直接,全面的解決方案,以最經濟高效的方式滿足所有系統要求.
工程師都在找的WiMax定時同步與GPS晶體振蕩器解決方案
市場上適合用于GPS系統和WiMax定時與同步模塊的石英晶體振蕩器,有非常多的選擇,同一類似的就有很多種規格和品牌,這讓設計產品的工程師非常頭疼,因為即要考慮成本也要找到自己產品應用的晶體和振蕩器.GPS和WiMax網絡是組成現代化社會的重要部分,幸虧前人發明了它們,我們的生活和出行才會如此的便捷.因此為了解決大部分用戶的煩惱,ConnorWinfield晶振公司提供了相關的解決方案.
固定設備和移動基站的復雜定時解決方案的時代已經結束.各種易于獲得且具有成本效益的GPS定時和同步解決方案將設備定時和同步設計的復雜性封裝到越來越小的封裝中.雖然現在可以以極合理的價格在幾秒鐘內獲得UTC計時精度,但必須特別注意整個系統的規格.合適的計時解決方案可以滿足所有設備要求和價格預期.如果時序解決方案指定不當,結果將是最終產品運行不正常或定價不正確.要了解可用的時序和同步選擇,必須首先了解系統規格.
信息傳輸需要對信息位進行一致的排序,以實現無差錯的傳輸和接收.無錯傳輸的基礎是同步傳輸環境.同步參考架構和規范中找到了實現良好同步傳輸的關鍵.同樣重要的是正確應用和理解同步要求.時域(階段)參考提供了此基礎.另外,要求無線信息傳輸網絡保持適當的信道間隔和一致的工作頻率,以便不干擾相鄰信道的傳輸并被聽到.頻域參考提供了保持精確的信道分離和接收器選擇性的方法.
許多COTS GPS設備同時提供時間和晶振頻率參考輸出,非常適合WiMax應用.使用此類設備可實現獨立于任何回程傳輸方案或有線網絡復雜性的適當操作.從單個高質量,低成本源同時生成相干的時間,時間和頻率參考,可簡化基站設計并降低成本.
相位-1PPS-和頻率-10MHz的同時生成,確保參考跟蹤到GPS時間刻度,并最終跟蹤UTC時間刻度,以達到通常小于15nsrms的時間精度和1e-12tau=24hrMVAR的頻率精度.了解基于GPS時間參考的時間和石英晶體振蕩器頻率參考的來源很有用.時間和位置密切相關.
只有在提供精確時間的情況下,才可以進行精確導航.要知道您在哪里-您必須知道現在幾點.您越了解時間,就可以越精確地確定自己的位置.GPS接收器直接使用三角測量原理來確定其空間位置(X,Y和Z方向)和時間(tGPS時標).要從至少3顆衛星(求解X,Y和t)或4顆或更多衛星(求解X,Y,Z和t)中獲取此信息.
時間和頻率恢復/生成:
GPS接收機的時間和頻率恢復/生成在某種程度上是非常規的時間和頻率參考實現中使用了傳統的時鐘恢復技術.AGPS接收器從符合其資格的衛星信號集合中提取或求解GPS時間.載波噪聲比,衛星方位角,星座幾何形狀等.為了產生與GPS時間刻度一致的精確的每秒一脈沖,接收機可以根據最新的GPS解決方案在“正確”的時間直接產生脈沖.;或在與最新解決方案的時間相對應的正確時間點選通來自本地系統時鐘的脈沖.無論哪種情況,脈沖和1PPS序列通常都是基于GPS時間解決方案的精度和穩定性以及本地時鐘的精度和穩定性.
精確的頻率生成要復雜一些.由于沒有從GPS解決方案中恢復的固有頻率,因此必須通過FLL或更通常的PLL來合成頻率.使用1PPS參考脈沖集合和*非常*低帶寬低通濾波器設計(通常為幾赫茲至毫赫茲)且具有最小的峰值,輸出參考頻率的速率可以從幾十赫茲變化到20MHz(用戶命令可選)產生為接收器輸出的方波.
在某些情況下,有紀律的NCO是參考頻率輸出的來源.由于固有的NCO頻率量化限制以及本地時鐘漂移和穩定性限制,因此參考頻率可能包含重要的邊帶偽像和有源晶振相位噪聲元素,必須對其進行濾波才能生成RF載波.GPS時間和頻率接收器的輸出是準確的,并且相位與GPS時間刻度一致.GPS時標與UTC時標一致但與UTC時標不同-GPS是連續的時標,沒有leap秒或時間間斷.UTC是天文系縛的時標,具有+/-1秒的周期性調整以保持與地球自轉的同步.
使用GPS衛星數據中提供的信息,可以輕松,直接地生成用于1PPS信息的UTC時間戳.將頻率參考鎖相到1PPS可確保緊密跟蹤參考的周期性相位時間和連續頻率相位信息.
理解1PPS和頻率參考的特性可能會有所幫助,以便更全面地了解每種參數在系統應用程序中的適當用法.對于1PPS信號,很明顯不存在高于1Hz的速率的信號信息.因此,我們使用標準MVAR分析來查看時域中的信號特性.很明顯,方差圖顯示了輸出到絕對時間基準的最終收斂,正如人們所期望的那樣,在各個觀測時間與直線幅度的中間偏差是由衛星軌道的濾波器設計和固有噪聲過程引起的動態,傳播路徑,接收器下變頻器,卡爾曼濾波器和脈沖發生器誤差.
在頻率參考信號的情況下(在本例中為10MHz參考輸出),因為我們更愿意將頻率參考用作基站RF載波生成的導頻參考,因此我們發現從PSD檢查頻率參考更為有用觀點看法.顯然,可以通過低通濾波器轉折頻率來設置漂移帶的高端(1Hz至10Hz)和抖動帶的低端特性.
使用亞赫茲范圍的濾波器可以實現極低的抖動和低漂移性能.但是,這種性能要求非常高的穩定性,嚴格的振蕩器.通常是OCXO或非常高質量的TCXO晶振.打開低通濾波器的帶寬在某種程度上緩解了這一要求,但是以引入更多的合成GPS參考的固有噪聲為代價.仔細的建模和對系統要求的充分理解將導致成功的系統實現.通常,使用高質量的內置接收器和具有內置保持功能的參考可以提供一種直接,全面的解決方案,以最經濟高效的方式滿足所有系統要求.
工程師都在找的WiMax定時同步與GPS晶體振蕩器解決方案
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