Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik synchronisation von embedded Geräten über WLAN unter 10 Mikrosekunden


von Mat. K. (matthias_kornfield)


Lesenswert?

Hi
Ich habe mehrere ADC Boards die über ein WLAN mit dem PC verbunden sind. 
Jetzt will ich sie alle unter einander synchroniseren. Genuaigkeit unter 
10 Mikro Sekunden.

Hat jemand Erfahrungen?
ich habe bisher 2 Methoden gesehen:
1. High-Precision WiFi Sync (TSF)
2. Wi-Fi Fine Timing Measurement (FTM) defined in IEEE 802.11mc.
Sieht ihr weitere Möglichkeiten?
Hat das jemand Auf ESP32 und Arduino versucht?
Danke

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


Lesenswert?

Da war doch ein Talk am CCC... vllt. das Richtige für dich.

https://www.youtube.com/watch?v=dOt-zRIG5co

73

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Nur so nebenbei, die Zeit praezise messen, resp uebertragen, und 2 
clocks zu synchronisieren, resp synchron zu halten ist nicht dasselbe. 
Fuer verteilte ADC Messungen moechte man den clock synchron halten, und 
den Trigger auf die jeweilig selbe Flanke.
Der Clock muss aktiv syncronisiert bleiben, sonst laufen die Clocks 
auseinander. Bei einem Hertz Unterschied ist das schon nicht mehr 
brauchbar. Clocks auf besser als 1Hz in Phase laufen zu lassen geht ohne 
aktive Regelung gar nicht. Das  alles erschlagende Breitschwert hier ist 
der GPS - 1pps clock, welcher auf zB 10 MHz vervielfacht, nach einer 
viertelstunde einen phasenstabilen verteilten clock ergibt. Damit hat 
man aber noch nicht den Trigger.
Ich nehme an der Poster weiss weshalb er den Aufwand auf sich nehmen 
will.

von Pandur S. (jetztnicht)


Lesenswert?

Ich habe mir das PTP Video angesehen. Fuer Audio und Video ok, aber fuer 
ADCs nicht unbedingt. Der Jitter von PTP kann mehr oder weniger gross 
und variabel sein. Nach einer Fouriertransform kann das haessliche 
Artefakte geben. Fuer gute Resultate muesste man einen gemeinsamen Clock 
verwenden, resp einen Clock mit langer Zeitkonstante auf PTP 
synchronisieren. Mit mehreren Wifi Knoten ein abgesetztes Netz zu 
synchronisieren wird noch etwas aufwendiger sein.

von Hans W. (Firma: Wilhelm.Consulting) (hans-)


Lesenswert?

Naja, wenn du weißt, wann jedes Sample genommen wurde, kannst du auch 
andere Methoden verwenden um eine Fourier Transformation zu machen.
Die konstante samplingtime ist ja nur eine Vereinfachung. Die integrale 
sind ja kontinuierliche Funktionen und die wert/Zeitdiskreten  Formeln 
die wir so kennen sind "nur" spezialfälle.

Wird halt dann beliebig komplex zu berechnen ;)

Ist halt das kurzzeit/Langzeit Drift Spiel...

Aber um das ging's mir nicht. Ich wollte nur auf die Komplexität 
hinweisen.
Ich glaube mit den paar praktischen Beispielen im Video wird schön 
gezeigt, dass die Probleme schon ziemlich ausarten können.

Im Prinzip ist die einzige "vernünftige" (im Sinne der Komplexität im 
Gesamtsystem) Methode gnss an jedem Knoten... Man muss dann aber auch 
überall Empfang haben.... Der Ausweg: Trigger Eingang und Kabel.

Das dürfte aber der WLAN Anforderung widersprechen... Also doch ptp über 
WiFi und so lange tunen (also auch die Netzwerke in der Umgebung), bis 
der jitter akzeptabel klein wird um lokale Uhren synchronisieren zu 
können.

Kann man machen, ist aber nicht minder komplex.

73

von Christoph Z. (christophz)


Lesenswert?

Pandur S. schrieb:
> Das  alles erschlagende Breitschwert hier ist
> der GPS - 1pps clock, welcher auf zB 10 MHz vervielfacht, nach einer
> viertelstunde einen phasenstabilen verteilten clock ergibt.

Wenn es, gerade in Innenräumen, mit dem GPS Empfang nicht so klappt, ist 
DCF77 auch eine Überlegung wert für eine stabile 1pps clock.

Aus den obigen Kommentaren zusammengefasst z. B. so:
ADC clock generiert aus GPS/DCF disciplined oscillator
(Uhr)Zeit per PTP oder einem WiFi äquivalent (diese kannte ich noch 
nicht, danke!) synchronisiert
Trigger zu einer bestimmten Zeit
ADC samples mit Zeitmarke zusammen speichern

Bitte melde dich an um einen Beitrag zu schreiben. Anmeldung ist kostenlos und dauert nur eine Minute.
Bestehender Account
Schon ein Account bei Google/GoogleMail? Keine Anmeldung erforderlich!
Mit Google-Account einloggen
Noch kein Account? Hier anmelden.