Bitte um Feedback: GPSDO mit dem AS6501

Die software fehlt halt noch. Falls es am Schluss nicht funktioniert, einfach einen der Duzend opOnsource Loesungen anwenden.

Mir fallen ein paar Punkte auf die Du nochmal genauer durchdenken/recherchieren solltest:

• VBAT. Hier würde ich ne doppelte Schottky Diode mit wenig Leckstrom (z.B. BAS70-05) von 3.3V und der Batterie vorsehen. So dass wirklich nur Strom von der Batterie fließt wenn die Versorgung weg ist.

• Willst Du kein USB am STM32? Zumindest zum Flashen von Firmware über den integrierten Bootloader würde ich das vorsehen, ist oft einfacher als JTAG. Auch zur Kommunikation bei der Entwicklung bequemer als RS232.

• die 1µF am Ausgang vom OPA383 beim Sallen-Key Tiefpass könnten zu viel für den Opamp sein. Der Kondensator geht natürlich nicht gegen GND, aber dennoch muss man bei größeren Kondensatoren an Opamp-Ausgängen immer vorsichtig sein dass es nicht zum Schwingen kommt.

• Evtl. einen mehr auf niedrigeren Jitter optimierten Komparator verwenden um die 10 MHz von Sinus auf CMOS umzuwandeln. Wenn schon AS6501, dann will man dessen Performance ja nicht durch sowas vergeuden. Beim TLV3501 kommt das Wort "Jitter" im Datenblatt nirgends vor, spricht dafür dass TI das nicht darauf optimiert hat. Z.B. beim ADCMP603 gehen die dagegen im Datenblatt genauer auf das Thema ein und geben Tipps wie man dafür optimiert.

• Bei der Stromversorgung finde ich die 5.5V etws knapp um daraus 5V zu machen. Ja, Deine LDOs sind welche die wenig Dropout brauchen. Aber sie regeln besser wenn sie etwas mehr "Luft zum Atmen" haben. Geh lieber auf 6V mit dem Vorregler.

• Was willst Du für Übertrager für die Sinus-Ausgänge nehmen? Willst Du die selbst wickelen? Wenn ja, dann schau mal lieber nach MiniCircuits T1-1-X65.

• Vielleicht noch CMOS 10 MHz Ausgänge vorsehen für Geräte die kein Sinus mögen? Evtl. umschaltbar Sinus/CMOS, dann kostet es weniger Platz.

Gerd E. schrieb:

• VBAT. Hier würde ich ne doppelte Schottky Diode mit wenig Leckstrom (z.B. BAS70-05) von 3.3V und der Batterie vorsehen. So dass wirklich nur Strom von der Batterie fließt wenn die Versorgung weg ist.

Was soll denn diese ständige Kasperei mit dem Leckstrom? Du solltest mal versuchen, diesen bei einstelligen Volt und Raumtemperatur zu messen.

Den Jitter von Bauteilen sollte man vergessen, denn der 1pps Puls jittert um 50ns. Jitter mittelt sich raus, daher muss man halt mitteln. Um mit dem 1pps Puls auf de volle Genauigkeit der GPS Referenz zu kommen mittelt man ueber 1000 sekunden, entsprechend einer viertel Stunde.

Gerd E. schrieb:

• Willst Du kein USB am STM32? Zumindest zum Flashen von Firmware über den integrierten Bootloader würde ich das vorsehen, ist oft einfacher als JTAG. Auch zur Kommunikation bei der Entwicklung bequemer als RS232.

Ich hatte anfangs auch überlegt, USB zu verwenden. Im Vergleich zu RS‑232 ist der Aufwand aber deutlich höher, und der zusätzliche Nutzen wäre in meinem Fall eher gering.

Gerd E. schrieb:

• die 1µF am Ausgang vom OPA383 beim Sallen-Key Tiefpass könnten zu viel für den Opamp sein. Der Kondensator geht natürlich nicht gegen GND, aber dennoch muss man bei größeren Kondensatoren an Opamp-Ausgängen immer vorsichtig sein dass es nicht zum Schwingen kommt.

Der Filter ist mit einem Online‑Rechner ausgelegt; laut Berechnung sollte er stabil sein. Siehe Anhang.

Gerd E. schrieb:

• Evtl. einen mehr auf niedrigeren Jitter optimierten Komparator verwenden um die 10 MHz von Sinus auf CMOS umzuwandeln. Wenn schon AS6501, dann will man dessen Performance ja nicht durch sowas vergeuden. Beim TLV3501 kommt das Wort "Jitter" im Datenblatt nirgends vor, spricht dafür dass TI das nicht darauf optimiert hat. Z.B. beim ADCMP603 gehen die dagegen im Datenblatt genauer auf das Thema ein und geben Tipps wie man dafür optimiert.

Danke für den Hinweis! Das schaue ich mir auf jeden Fall noch genauer an.

Gerd E. schrieb:

• Bei der Stromversorgung finde ich die 5.5V etws knapp um daraus 5V zu machen. Ja, Deine LDOs sind welche die wenig Dropout brauchen. Aber sie regeln besser wenn sie etwas mehr "Luft zum Atmen" haben. Geh lieber auf 6V mit dem Vorregler.

Der TPS62913 liefert nur max 5,5V. Ich schaue mal nach einem anderen Low‑Noise‑Schaltregler.

Gerd E. schrieb:

• Was willst Du für Übertrager für die Sinus-Ausgänge nehmen? Willst Du die selbst wickelen? Wenn ja, dann schau mal lieber nach MiniCircuits T1-1-X65.

Ich wollte die Übertrager selbst wickeln, weil ich bei DigiKey nichts Passendes gefunden habe. Offenbar habe ich unter dem falschen Begriff gesucht. Sie laufen dort unter "Symmetrierglieder“.

Pandur S. schrieb:

Den Jitter von Bauteilen sollte man vergessen, denn der 1pps Puls jittert um 50ns. Jitter mittelt sich raus, daher muss man halt mitteln. Um mit dem 1pps Puls auf de volle Genauigkeit der GPS Referenz zu kommen mittelt man ueber 1000 sekunden, entsprechend einer viertel Stunde.

Timing‑GPS‑Module haben einen deutlich geringeren Jitter.

z.B. ZED-F9T: https://content.u-blox.com/sites/default/files/documents/ZED-F9T-20B_DataSheet_UBXDOC-963802114-12681.pdf

Time pulse jitter = ±4 ns

Time-mark resolution = 8 ns

Christoph T. schrieb:

Gerd E. schrieb:

• Evtl. einen mehr auf niedrigeren Jitter optimierten Komparator verwenden um die 10 MHz von Sinus auf CMOS umzuwandeln. Wenn schon AS6501, dann will man dessen Performance ja nicht durch sowas vergeuden. Beim TLV3501 kommt das Wort "Jitter" im Datenblatt nirgends vor, spricht dafür dass TI das nicht darauf optimiert hat. Z.B. beim ADCMP603 gehen die dagegen im Datenblatt genauer auf das Thema ein und geben Tipps wie man dafür optimiert.

Danke für den Hinweis! Das schaue ich mir auf jeden Fall noch genauer an.

Nimm einen LTC6957, da brauchst du nichts optimieren der ist genau dafür gemacht ;-)

Hans-Georg L. schrieb:

Nimm einen LTC6957, da brauchst du nichts optimieren der ist genau dafür gemacht ;-)

Interessant, die sehen wirklich gut dafür geeignet aus. Kannte ich noch gar nicht und werde ich mir merken.

Edit: scheint aber auch schon wieder abgekündigt worden zu sein. Und der Nachfolger ADF6957 scheint noch nicht fertig zu sein.

Gerd E. schrieb:

Hans-Georg L. schrieb:

Nimm einen LTC6957, da brauchst du nichts optimieren der ist genau dafür gemacht ;-)

Interessant, die sehen wirklich gut dafür geeignet aus. Kannte ich noch gar nicht und werde ich mir merken.

Edit: scheint aber auch schon wieder abgekündigt worden zu sein.

Ja leider TI hat den Laden übernommen und will scheinbar nur noch Massenprodukte. Si9nd erst kürzlich abgekündigt und noch gut zu kaufen Ich habe mir vorsichtshalber Vorrat angeschafft ;-).

Aber wenn wir schon dabei sind für die 10 Mhz Ausgaben kannst du Renesas 5PB1108 Treiber nehmen, die haben die 50 Ohm schon intern.

Christoph T. schrieb:

• die 1µF am Ausgang vom OPA383 beim Sallen-Key Tiefpass könnten zu viel für den Opamp sein. Der Kondensator geht natürlich nicht gegen GND, aber dennoch muss man bei größeren Kondensatoren an Opamp-Ausgängen immer vorsichtig sein dass es nicht zum Schwingen kommt.

Der Filter ist mit einem Online‑Rechner ausgelegt; laut Berechnung sollte er stabil sein. Siehe Anhang.

Bedenke dass das eine Berechnung mit einem idealen Opamp ist. Das ist zwar nicht schlecht, ich würde mir das nochmal in einer Spice-Simulation mit einem Modell vom OPA383 anschauen. Da das ein TI-Opamp ist, müsste es für den ein Modell im TI-TINA geben.

Mit Kondensatoren an Opamp-Ausgängen habe ich mir schon genug die Finger verbrannt...

Gerd E. schrieb:

Bedenke dass das eine Berechnung mit einem idealen Opamp ist. Das ist zwar nicht schlecht, ich würde mir das nochmal in einer Spice-Simulation mit einem Modell vom OPA383 anschauen. Da das ein TI-Opamp ist, müsste es für den ein Modell im TI-TINA geben.

Mit Kondensatoren an Opamp-Ausgängen habe ich mir schon genug die Finger verbrannt...

Laut Schaltplan liegt keine kapazitive Last am Ausgang des OPV an. Das Filter ist stabil da es keine Verstärkung hat. Bei den passiven Bauteilen herrscht Gleichgewicht (Q=0,5), d.h. erst eine Verstärkung >=3 würde zu Instabilität führen.

Gerd E. schrieb:

die 1µF am Ausgang vom OPA383 beim Sallen-Key Tiefpass könnten zu viel für den Opamp sein. Der Kondensator geht natürlich nicht gegen GND, aber dennoch muss man bei größeren Kondensatoren an Opamp-Ausgängen immer vorsichtig sein dass es nicht zum Schwingen kommt.

Hast du R12 übersehen?

Eine Schwingung entsteht, wenn die Phasenreserve zu klein wird. Nur weil ein Bein eines Kondensators am Aushang hängt, passiert da noch nichts. Es kommt auf die zusätzliche Phasenverschiebung an, die dadurch bei Verstärkung ab 1 für die Gegenkopplung entsteht.

Ich habe die Stromversorgung auf Seite 6 überarbeitet.

Da ich keine Low‑Noise‑Schaltregler gefunden habe, die mehr als 5,5 V Ausgangsspannung liefern, verwende ich jetzt einen normalen Schaltregler. Für den Analogteil habe ich eine Ferritperle + LC‑Filter vorgesehen.

Gibt es Probleme, wenn am Ausgang eines Schaltreglers ein LC‑Filter hängt?