जीपीएस अनुशासित दोलक: Difference between revisions

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एक GPS क्लॉक, या GPS अनुशासित ऑसिलेटर (GPSDO), एक GPS रिसीवर और एक उच्च-गुणवत्ता, स्थिर ऑसिलेटर जैसे कि क्रिस्टल ओवन या रुबिडियम मानक का एक संयोजन है, जिसका आउटपुट GPS या अन्य GNSS द्वारा प्रसारित संकेतों से सहमत होने के लिए नियंत्रित किया जाता है। उपग्रह।[1][2] जीपीएसडीओ समय के स्रोत के रूप में अच्छी तरह से काम करते हैं क्योंकि नेविगेशन में जीपीएस के लिए स्थितिगत सटीकता प्रदान करने के लिए उपग्रह समय संकेत सटीक होना चाहिए। ये संकेत नैनोसेकंड के लिए सटीक हैं और समय के अनुप्रयोगों के लिए एक अच्छा संदर्भ प्रदान करते हैं।[3][4]

पल्स-प्रति-सेकंड (PPS) आउटपुट और एक RS-232 इंटरफ़ेस के साथ एक GPS अनुशासित ऑसिलेटर यूनिट।

अनुप्रयोग

GPSDO अनुप्रयोगों की एक श्रृंखला में समय के एक अनिवार्य स्रोत के रूप में काम करते हैं, और कुछ तकनीकी अनुप्रयोग उनके बिना व्यावहारिक नहीं होंगे।[5] GPSDO का उपयोग दुनिया भर में समन्वित यूनिवर्सल टाइम (UTC) के आधार के रूप में किया जाता है। UTC समय और आवृत्ति के लिए आधिकारिक स्वीकृत मानक है। UTC को वज़न और माप के अंतर्राष्ट्रीय ब्यूरो (BIPM) द्वारा नियंत्रित किया जाता है। दुनिया भर में टाइमिंग सेंटर ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम # टाइमकीपिंग यूटीसी के लिए अपने स्वयं के समय के पैमाने को संरेखित करने के लिए।[6][7] सिंक्रनाइज़ेशन अनुप्रयोगों में होल्डओवर के लिए GPS आधारित मानकों का उपयोग किया जाता है #GPS व्युत्पन्न समय का महत्व[8] और सीज़ियम मानक|सीज़ियम-आधारित संदर्भों के विकल्प के रूप में मानक प्रयोगशालाओं में अच्छी तरह से सेवा करते हैं।[3]

GPSDOs का उपयोग कई RF रिसीवरों के सिंक्रोनाइज़ेशन प्रदान करने के लिए किया जा सकता है, जिससे रिसीवर्स के बीच RF चरण सुसंगत संचालन की अनुमति मिलती है[9] और अनुप्रयोग, जैसे कि निष्क्रिय रडार और आयनोसॉन्ड्स।[10]


ऑपरेशन

एक आधुनिक जीपीएसडीओ

GPSDO एक ट्रैकिंग लूप के माध्यम से आउटपुट को GPS सिग्नल में लॉक करके एक उच्च गुणवत्ता वाले क्रिस्टल थरथरानवाला या रूबिडियम ऑसिलेटर को अनुशासित या स्टीयरिंग करके काम करता है। अनुशासित तंत्र चरण बंद लूप (PLL) के समान तरीके से काम करता है, लेकिन अधिकांश GPSDOs में लूप फ़िल्टर को एक microcontroller से बदल दिया जाता है जो सॉफ़्टवेयर का उपयोग न केवल स्थानीय ऑसिलेटर के चरण और आवृत्ति परिवर्तनों की क्षतिपूर्ति के लिए करता है, बल्कि यह भी करता है उम्र बढ़ने, तापमान और अन्य पर्यावरणीय मापदंडों के सीखा प्रभावों के लिए।[3][11]

एक समय संदर्भ के रूप में GPSDO की उपयोगिता की कुंजियों में से एक यह है कि यह GPS सिग्नल की स्थिरता विशेषताओं और ट्रैकिंग लूप द्वारा नियंत्रित ऑसिलेटर को संयोजित करने में सक्षम है। जीपीएस रिसीवर में उत्कृष्ट दीर्घकालिक स्थिरता होती है (जैसा कि उनके एलन विचरण की विशेषता है)[7]कई घंटों से अधिक औसत समय पर। हालांकि, उनकी अल्पकालिक स्थिरता पल्स-प्रति-सेकंड सिग्नल के आंतरिक रिज़ॉल्यूशन की सीमाओं से कम हो जाती है। एक पल्स प्रति सेकंड (1PPS) संदर्भ समय सर्किट, रेडियो प्रसार प्रभाव जैसे मल्टीपाथ हस्तक्षेप, वायुमंडलीय स्थिति और अन्य हानि। दूसरी ओर, एक गुणवत्ता ओवन-नियंत्रित ऑसिलेटर में बेहतर अल्पकालिक स्थिरता होती है, लेकिन यह थर्मल, उम्र बढ़ने और अन्य दीर्घकालिक प्रभावों के लिए अतिसंवेदनशील होता है। GPSDO का उद्देश्य उत्कृष्ट समग्र स्थिरता विशेषताओं के साथ एक संदर्भ स्रोत देने के लिए GPS संकेतों की दीर्घकालिक स्थिरता के साथ ऑसिलेटर के अल्पकालिक स्थिरता प्रदर्शन को मिलाकर दोनों स्रोतों का सर्वोत्तम उपयोग करना है।[12] GPSDO आमतौर पर रेफरेंस ऑसिलेटर से 1PPS सिग्नल उत्पन्न करने के लिए डिवाइडर का उपयोग करके GPS सिग्नल के लिए आंतरिक फ्लाईव्हील ऑसिलेटर को चरण-संरेखित करते हैं, फिर इस 1PPS सिग्नल की तुलना GPS-जनित 1PPS सिग्नल से करते हैं और स्थानीय ऑसिलेटर आवृत्ति को नियंत्रित करने के लिए चरण अंतर का उपयोग करते हैं। ट्रैकिंग लूप के माध्यम से छोटे समायोजन में।[13] यह GPSDOs को उनके चचेरे भाई NCOs (संख्यात्मक रूप से नियंत्रित ऑसिलेटर) से अलग करता है। आवृत्ति समायोजन के माध्यम से एक थरथरानवाला को अनुशासित करने के बजाय, एनसीओ आमतौर पर एक फ्री-रनिंग, कम लागत वाले क्रिस्टल थरथरानवाला का उपयोग करते हैं और बड़े चरण के चरणों में प्रति सेकंड आउटपुट चरण को डिजिटल रूप से लंबा या छोटा करके आउटपुट चरण को समायोजित करते हैं, यह सुनिश्चित करते हुए कि औसतन संख्या प्रति सेकंड चरण संक्रमण जीपीएस रिसीवर संदर्भ स्रोत से जुड़ा हुआ है। यह उच्च चरण के शोर और घबराहट की कीमत पर आवृत्ति सटीकता की गारंटी देता है, एक गिरावट जो सच्चे GPSDOs को नुकसान नहीं पहुंचाती है।

जब GPS सिग्नल अनुपलब्ध हो जाता है, तो GPSDO सिंक्रनाइज़ेशन अनुप्रयोगों में होल्डओवर की स्थिति में चला जाता है, जहाँ यह केवल आंतरिक ऑसिलेटर का उपयोग करके सटीक समय बनाए रखने का प्रयास करता है।

GPSDO होल्डओवर में होने पर ऑसिलेटर की उम्र बढ़ने और तापमान स्थिरता की भरपाई के लिए परिष्कृत एल्गोरिदम का उपयोग किया जाता है।[14] मई 2000 से पहले ग्लोबल पोजिशनिंग सिस्टम #GPS SA (SA) के लिए त्रुटि विश्लेषण के उपयोग ने नागरिक उपयोग के लिए उपलब्ध GPS संकेतों की सटीकता को प्रतिबंधित कर दिया और बदले में GPSDO व्युत्पन्न समय की सटीकता के लिए चुनौतियां प्रस्तुत कीं। SA को बंद करने से GPSDO की पेशकश की सटीकता में उल्लेखनीय वृद्धि हुई है।[15] GPSDO पावर-ऑन के बाद मिनटों के भीतर अधिक उन्नत इकाइयों के लिए प्रवेश-स्तर, कम लागत वाली इकाइयों के लिए प्रति अरब भागों के क्रम में आवृत्ति सटीकता और स्थिरता उत्पन्न करने में सक्षम हैं, और इस प्रकार उच्चतम में से एक हैं- सटीकता शारीरिक रूप से व्युत्पन्न संदर्भ मानक उपलब्ध हैं।

संदर्भ

  1. ↑ Kuykendall, Peter; Loomis, Peter V. W. "In Sync with GPS: GPS Clocks for the Wireless Infrastructure" (PDF). 4timing.com (in English). Trimble Navigation. Archived (PDF) from the original on 19 December 2005. Retrieved 17 November 2022.
  2. ↑ Time and Frequency from A to Z
  3. ↑ 3.0 3.1 3.2 Lombardi, Michael A. (September 2008). "कैलिब्रेशन और मेट्रोलॉजी प्रयोगशालाओं के लिए प्राथमिक आवृत्ति मानकों के रूप में जीपीएस अनुशासित ऑसिलेटर्स का उपयोग" (PDF). NCSLI Measure (in English). 3 (3): 56–65. doi:10.1080/19315775.2008.11721437. S2CID 700116. Retrieved 17 November 2022.
  4. ↑ "संग्रहीत प्रति" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2011-10-16. Retrieved 2011-10-21.
  5. ↑ Article title
  6. ↑ "Agilent | GPS-DO Performance". Archived from the original on 2012-01-17. Retrieved 2011-10-21.
  7. ↑ 7.0 7.1 "संग्रहीत प्रति" (PDF). Archived from the original (PDF) on 2012-01-12. Retrieved 2011-10-21.
  8. ↑ Time & Frequency
  9. ↑ "What is a GPS/Multi-GNSS Disciplined Oscillator (GPSDO/GNSSDO)?". www.furuno.com. Retrieved 2018-03-08.
  10. ↑ "जीएनयू चिरप साउंडर". www.sgo.fi. Retrieved 2018-03-08.
  11. ↑ 4411A
  12. ↑ "घड़ी स्थिरता विश्लेषण, एलन विचलन". ko4bb.com/.
  13. ↑ Doberstein, Dan (22 October 2011). Fundamentals of GPS Receivers: A Hardware Approach. Springer Science & Business Media. ISBN 9781461404095 – via Google Books.
  14. ↑ Penrod, B.M. (1996). "Adaptive temperature compensation of GPS disciplined quartz and rubidium oscillators". Proceedings of 1996 IEEE International Frequency Control Symposium. pp. 980–987. doi:10.1109/FREQ.1996.560284. ISBN 0-7803-3309-8. S2CID 110013398.
  15. ↑ Effect of no SA on HP 58503A GPS Time & Frequency Receiver
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