Hallo,
ich würde gerne die Periodendauer des 1PPS Ausgangs eines GPS-Empfängers
messen. Dazu verwende ich momentan meinen HP 53131A Zähler. Leider habe
ich es bisher nicht geschafft den Zäher dazu zu bringen mir jede Sekunde
das Ergebnis auszugeben. Stattdessen mittelt der Zähler immer vier
Messungen und gibt alle 4 Sekunden ein Ergebnis aus. Längere Mittelungen
bekomme ich auch eingestellt, aber leider nicht das direkte Ergebnis.
Kann mir jemand sagen, wie ich den Zähler hierfür konfigurieren muss?
Ich habe bereits versucht die Gatezeit auf 1s und darunter zu stellen,
genauso habe ich versucht die Anzahl der Stellen sehr klein zu wählen.
Beides bisher ohne Erfolg.
Viele Grüße
Philipp
Wie es bei dem Geraet ist, kann ich nicht sagen. Aber bei einem der
Modelle aus dem letzten Jahrtausend mußte man einen der Eingänge als
Trigger verwenden und mit einem Signalgenerator 1Hz ansteuern.
Matthias schrieb:> Weißt Du, dass da die Lösung steht oder vermutest Di es nur?
Was lässt in dir Zweifel aufkommen, dass die Messfunktion und die
Gerätebedienung nicht im Operating Guide des 53131A beschrieben ist?
Wieso interessiert dich das überhaupt oder hast du das selbe Problem wie
der TO?
W.A. schrieb:> Wieso interessiert dich das überhaupt oder hast du das selbe Problem wie> der TO?
Philipp aka Matthias ist wohl eine gespaltene Persönlichkeit.
"Time Intervall Measurement".
Bei der Messung dann, stelle den Trigger gewünschterweise auf die
fallende oder ansteigende Flanke an. Die Zeitbasis muss so eingestellt
werden, dass der Zähler ein Resultat mit der gewünschten Auflösung
produziert.
1
______/^^\__________________/^^\__________ Input Signal
Moderne Berechnungs Multifunktionszähler verwenden sinnreiche interne
Verbesserungen in ASICS/FPGA Ausführung um stabilere Messungen zu
ermöglichen.
In dieser Einstellung öffnet dann das GATE bei der gewünschten Signal
Transition und akkumuliert den Takt der Zeitbasis bis die folgende
Perioden Transition die Messung beendet, bzw. Das GATE abschaltet. Wenn
z.B. Die Taktrate auf 10Mhz eingestellt ist, bekommst Du eine Auflösung
von 100ns. Kleinster Jitter wirkt sich natürlich auf die Stetigkeit
solcher Messungen stark aus und man greift dann auf den T.I. averaging
Modus zurück.
Aufpassen, dass der Zähler auf Single Channel eingestellt ist, sonst
erwartet er das Start Signal auf CH1 und Stop auf Ch2. Siehe auch Seite
2-17.
Mit den älteren HP Multifuktionszählern wie HP5328A und ähnlich ging das
routinemäßig.
Hoffe, daß ich nichts überflüssiges erklärt habe.
Mfg,
Gerhard
Gerhard O. schrieb:> Bei 1Hz N=1E7, Zähler zeigt 10,000,000.0 us an
Die ".0" Anzeige ist ohne Funkion, dazu müßte über 10 s gemessen werden.
Da wohl der Jitter gemessen werden soll, ist aber erst ab dieser 8.
Stelle etwas sichtbar. Da typischer Jitter im Bereich 0-100 ns liegt,
wären erst 9-stellige Ergebnisse aussagekräftig. Die Messung darf dann
auch nicht im Start-Stop-Betrieb ablaufen, sondern muß kontinuierlich
erfolgen - jede Sekunde ein neues Ergebnis.
Die obige Bedienungsanleitung vom 53131 habe ich nur überflogen;
vermutlich muß man genau zwischen den Zeilen lesen, welche Meßart zu
wählen ist, mit der man tatsächlich kontinuierlich messen kann.
Hier findet sich eine kontinuierliche Frequenzmessung eines 1
pps-Signals: Beitrag "Re: DIY Frequency Counter mit 10 bis 12 Digits?"
Die Ergebnisse sind 10-stellig, wobei bei einer Umrechnung auf
Periodendauer auch 9-stellige Ergebnisse reichen würden.
Was man an Hand der .log-Datei sehen kann, ist, daß der Jitter unter
Umständen nur einmal alle paar Perioden auftritt. Ohne kontinuierliche
Messung kann man einige Ausreißer verpassen.
Hallo,
auf die Idee ins Handbuch zu schauen bin ich vor dem Posten hier
tatsächlich auch gekommen ;). Aber ich konnte da nichts finden, was mir
hier weiterhilft. Soll aber nicht heißen, dass es nicht irgendwo dort
steht.
Zu Time Intervall Messung auf nur einem Kanal habe ich im Handbuch
leider auch nichts gesehen.
Wie hier schon richtig vermutet wurde würde ich gerne den Jitter aus dem
GPS Modul messen. Beim Messen sehe ich die LED von Ch1 vier mal blinken
bevor ein neues Ergebnis angezeigt wird. Ich habe zudem die Zeiten der
Messungen protokolliert und diese haben immer einen Abstand von 4s. Es
scheint also schon jeder Puls gezählt zu werden, nur leider gemittelt.
Die Anzeige die ich bekomme ist 10 stellig. Also entspricht die letzte
Stelle 100ps. Im Handbuch steht, dass der Zähler eine Single Shot time
intervall Auflösung von 500ps haben soll. Ich habe eigentlich vermutet,
dass diese Spezifikation in meiner Anwendung hier relevant ist.
Ich habe ca. 42500 Messpunkte aufgezeichnet. Für die Bestimmung der
Abweichung meines Zählers ist das so ja auch vollkommen ok (siehe
deviation.png). Allerdings würde ich, wie schon gesagt, auch gerne den
Jitter messen. Dafür wäre eine Zeitaufösung von deutlich besser 100ns
schon wünschenswert. 1ns wäre toll. Ich bin nach wie vor der Meinung,
dass der Zähler dies auch kann.
Im Bild +-1ns_um_mean.png habe ich die Daten genommen und den Mittelwert
zunächst auf 1ns gerundet und diese Zeit dann von den Datenpunkten
abgezogen. Anschließend habe ich im Histogramm nur Datenpunkte verwendet
für die -1e-9s < x < 1e-9s galt. Hierbei zeigt sich dann auch (was in
dem anderen Histogramm auch schon sichtbar war), dass der Zähler nicht
wirklich 10 Stellen auflöst. Die letzte Stelle wird nicht voll genutzt.
Eine ns wird in vier "Teile" aufgelöst. Ist das nur zufällig
500ps/sqrt(4)?
Also Fazit: Alles spricht dafür, dass der Zähler die 1s mit besser 1ns
in einem Schuss auflösen kann. Nur ich weiß nicht wie ich ihn dazu
bringen kann.
Im Handbuch muß das stehen. Es steht ja dort geschrieben, daß man Kanal
1 und 2 gleichschalten muß.
Sonst gibt es ja noch direkten "PERIOD" Modus. Warum hat das noch keiner
versucht? Eigentlich wäre Period Modus dafür predestiniert für Deinen
Zweck. In Averaging Müßte das ziemlich genaue Ergebnisse liefern.
Ich habe mal selber probiert. Beim PM6666 von Philips geht T.I. nicht
wirklich in dieser Weise.
Im Period Modus bekomme ich mit 1s von einer stabilen OCXO Stratum III
Referenz und Rubidium Zeitbasis stabile Werte.
Beim alten HP5326B geht T.I. in parallel Modus Einstellung und Period
bzw Period Averaging. Siehe Bilder.
Der HP5326B läuft mit seiner eigenen ZB.
Hallo Gerhard,
vielen Dank für Deine Versuche! Ich verwende bisher PERIOD. Genauigkeit
passt sicher auch. Primäres Ziel ist es ja auch den Zähler korrekt
einzustellen. Die Jitter Messungen wären halt interessant weil ich gerne
verschiedene GPS Empfänger vergleichen würde.
Viele Grüße
Philipp
Gerhard O. schrieb:> Jitter Messungen sollte man unbedingt mit PC als Logger machen und> statistisch dort auswerten. Leider kenne ich Dein Gerät nicht praktisch.> Hat es eine Steuerschnittstelle(IEEE-488, RS232)? Oft kann man über die> Schnittstelle an nützliche interne Meß Daten herankommen die bei solchen> Messungen nützlich sein könnten.
Die 42500 Messdaten habe ich über GPIB erfasst. Die Histogramme aus dem
Posting weiter oben kommen auch aus dem PC.
Um den 53131A dann zu kalibrieren wollte ich einen zweiten DOCXO nutzen.
Gerhard O. schrieb:> Mit der Stratum III Quelle mit 1PPS Ausgang bekomme ich beim PM6666 eine> absolut stabile Perioden Anzeige mit 10ns Auflösung.
Bekommst Du diese Anzeige bei dem Zähler jede Sekunde?
Gerhard O. schrieb:> Hier ist vielleicht noch brauchbare Info:
Danke für die Links. Die gehe ich mal durch.
Gute Nacht
Philipp
Ja. Bei diesen niedrigen Frequenzen bestimmt die 1PPS die Update Rate.
Das geht dann bis der Zähler dann nicht mehr nachkommt. Es gibt da auch
eine RAW Mode beim PM6666. Hatte aber noch keinen Grund das
auszuprobieren.
Den PM6666 habe ich auch über GPIB angeschlossen und eigenes Logging
Programm (QB45 kompiliert) in MSDOS und N.I. Buskarte auf einem alten
Dolch.
Ist altmodisch, funktioniert aber zuverläßig. Die Daten speichere ich in
CSV ab so daß ich sie auf einem modernen PC untersuchen kann.
Ich vermute übrigens auch, daß T.I. auf dem HP53131 so nicht
funktionieren wird. Beim PM6666 ging das nicht. Ich konnte zwar die
Laufzeit im Koaxkabel messen, aber das war auch alles.
Beim T.I. geht Perioden Messung nicht. Wenn A/B gleichgeschaltet sind,
dann muß B eine umgekehrte Flankeneinstellung haben. A=B mit gleicher
Flanke ist unzuläßig.
Interessanterweise funktioniert T.I auf dem alten Schinken, dem HP5326B
als halber Periodenzähler. Bei dem einen Bild zeigt T.I. eine halbe
Periode trotz gleicher Flankeneinstellung an.
Den Daten nach sollte der HP53131 1ns Auflösung locker schaffen. Nur
weiß ich nicht ob er das mit T.I./Period Averaging machen muß. Beim
HP5326B stieg die Meßzeit bei 10ns Auflösung in T.I. averaging mode auf
jeden Fall auch auf das 10 fache an.
Philipp schrieb:> Die Jitter Messungen wären halt interessant weil ich gerne> verschiedene GPS Empfänger vergleichen würde.
Ich kann Dir meine Lösung anbieten, mit der ich obige .log-Datei erzeugt
habe: http://mino-elektronik.de/FM_407/fmeter_407.htm#c3
Damit gehen 100 ps Auflösung. Für die absolute Genauigkeit kann die
interne oder externe Referenzfrequenz mit einem 1 pps-Signal permanent
abgeglichen werden.
Lies Dir einfach die Beschreibung durch.
