Хронодатчик 2

Автор Grey, 16 мая 2015 г., 22:51:11

« назад - далее »

Grey

Атомные часы не по карману. Попробуем улучшить то, что есть.
А есть два кварцевых генератора, с расстоянием между ними 1 метр, и смеситель.
Кварцы нужны с частотой желательно более 100 МГц. Вроде есть на 143 МГц, но редко попадаются. Ну или хотябы на 50МГц, таких много в продаже.
Генераторы экранируем, термостабилизируем, напряжение питания стабилизируем.
Генераторы не надо синхронизировать, небольшая разница их частот даже лучше.
С генераторов сигнал подается на смеситель. Выделяем эту разность частот.
Со смесителя сигнал подается на фиг наушники у меня не музыкальный слух частотомер, предположительно на микроконтроллере с дальнейшим выводом на дисплей.
Я пока такое собирать не буду...
Двое смотрят в лужу.
один видит лужу, а второй отражающиеся в ней звёзды.

ЛУТ

Применение смесителя  ведёт к эффекту захвата, и в результате небольшие колебания частоты останутся не замеченными.
Есть идея -  не смешивать частоты а замерять частоту отдельно для каждого генератора , и МК уже  математически вычтет одно из другого , никакого эффекта захвата , всё зависит только от точности частотомеров . Для нейтрализации влияния на кварц частотомера надо использовать один кварц для  двух МК на которых и делаются частотомеры, в результате влияние на кварц частотомеров никак не повлияет на разность их показаний .  На доступных МК вполне можно сделать частотомер на 50МГц
Если вы увидели в этом мире красоту значит вы поняли смысл всего.

shadow

А может вообще не надо ничего "смешивать"? Взять два генератора - один эталонный, второй помещается в исследуемую зону, и считать количество тактов с обоих за минуту, данные писать через RS232 или USB на комп - дальнейший анализ уже дело техники, т.к. смотреть "здесь и сейчас" может оказаться не эффективным, если некие временные аномалии и имеют место быть, то скорее всего они:

а) не такие уж и сильные
б) не факт, что постоянно себя проявляют.

т.е. "типовое время исследования" есть смысл делать не менее 1 суток. Я слабо себе представляю человека, который будет сутки пялится на некую стрелку или контрольную лампу или пусть даже цифровое табло с количеством импульсов (коих при 100МГц в минуту будет внушительное число)

comkoder

Grey, это так сказать "классическая" схема прибора в Космопоиске. Не помню кем, но уже давно применялся в Космопоиске.
По основному функционалу, это скорее градиентометр, чем точечный измеритель.

Блок смесителя и индикации, тут наверно лучше выполнить на аналоговых компонентах. С индикацией на вольтметре с нулем по середине шкалы.
- Приборы! - 20!. - Чего 20? - А чего приборы?

Sagittarius

В очередной раз вынужден привести цитату основоположника исследований по данному вопросу:
"В лаборатории была исследована еще система, основанная на изменении упругих свойств пластинки кварца по изменению частоты ее собственных колебаний. Сравнивались частоты колебаний двух таких пластинок, заключенных в отдельные футляры с откаченным воздухом, собственная частота которых составляла около 11  МГц. Оказалось, что под действием процессов, излучающих время, частота колебаний увеличивается на величину порядка 1 Гц, что составляет 10^-7 относительного изменения. Однако эта система оказалась очень нестабильной, и не удалось добиться возможности ее практического применения."
Н.А. Козырев, Избранные труды, Ленинград, Издательство Ленинградского Университета, 1991. стр.379
Но уж если замахиваться на святое...
shadow, смотреть "здесь и сейчас" (!) и только ТАК. Для этого сей дивайс и предназначен - для оперативного контроля. Идею постобработки данных пытались
реализовать с тегировским ГСЧ. И чем всё закончилось?
А здесь, предполагается, - взял "рогатину" - разнесённые генераторы - и на ... АЗ. Выяснять, где проходят границы, например.
Далее - не столько смешивать или измерять(!), сколько КОМПАРИРОВАТЬ - т.е. - сравнивать. Ибо при данном типе измерений абсолютное значение частоты не важно - важно отклонение. А уж каким методом, устройством компарировать частоты - отдельный вопрос.
Например весьма наглядным и оперативным методом оценки разности частот является осциллографический - по фигурам Лиссажу или методом круговой развёртки. Или, ещё например, при близких значениях частот - ФД. Как раз "стрелка по середине".
Grey, а почему расстояние между генераторами 1м, ИМХО больше лучше.
Кроме того, современное положение в электронике и метрологи позволяет обойтись одним генератором, в качестве опорного сигнала используя эталонные сигналы частоты и времени передаваемые по радио или даже сигналы спутниковых систем. Получим источник опорного сигнала далеко за пределами исследуемой местности.

Grey

#5
Цитата: comkoder от 17 мая 2015 г., 11:41:40
Grey, это так сказать "классическая" схема прибора в Космопоиске.
У классической схемы чувствительности не хватает.
Цитата: Sagittarius от 17 мая 2015 г., 18:17:54
Grey, а почему расстояние между генераторами 1м, ИМХО больше лучше.
Я бы рад предложить 10 метров, но не удобно таскать.
Цитата: Sagittariusили даже сигналы спутниковых систем.
Это идея. правда не новая
Цитата: comkoderБлок смесителя и индикации, тут наверно лучше выполнить на аналоговых компонентах. С индикацией на вольтметре с нулем по середине шкалы.
У аналогово плохо видна разница в 1Гц. Можно цифровую индикацию сделать +/-
Двое смотрят в лужу.
один видит лужу, а второй отражающиеся в ней звёзды.

comkoder

Grey, теоретически, да. Чем выше будет частота генератора, тем больше его чувствительность.
Что основное будет являться "приемным" устройством?... Вероятно, сам кварцевый резонатор.
Как вариант, нужно продублировать систему и другими высокостабильными генераторами. В пределах разумного конечно.
В целом можно и "цифру" пропустить через смеситель. Только на чистой логике. Если будет сравнивать МК, есть вероятность, что и его тактовый генератор будет находиться в "зоне".
- Приборы! - 20!. - Чего 20? - А чего приборы?

ЛУТ

Цитата: Grey от 17 мая 2015 г., 20:38:31
У аналогово плохо видна разница в 1Гц. Можно цифровую индикацию сделать +/-

Что-бы сделать индикацию +/-  нужно измерять частоту непосредственно кварцев , после смесителя можно узнать только разность. Есть ещё вариант с фазовым детектором,но он только покажет - больше или меньше частота, относительно опорной .
Если вы увидели в этом мире красоту значит вы поняли смысл всего.

Sagittarius

Цитата: Grey от 17 мая 2015 г., 20:38:31
Я бы рад предложить 10 метров, но не удобно таскать.
Цитата: Sagittariusили даже сигналы спутниковых систем.
Это идея. правда не новая
Вот эта то идея и позволяет избавиться от "рогатины" (штанги). И службы соответствующие есть и наработок полно.
http://ra4a.narod.ru/Spravka5/Etalon.htm
http://kbstabihron.ru/products/radio-time-signal-receiver-PACH01.php
http://kbstabihron.ru/products/radioclock-RCH021.php
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?20039-quot
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?26781
https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A7%D0%B0%D1%81%D1%82%D0%BE%D1%82%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BA%D0%BE%D0%BC%D0%BF%D0%B0%D1%80%D0%B0%D1%82%D0%BE%D1%80 - Частотный_компаратор
http://ua3vvm.qrz.ru/projects/receiver-66/receiver-66.htm
http://rusdx.narod.ru/TIME.html
http://forum.cxem.net/index.php?showtopic=52793
Цитата: Grey от 17 мая 2015 г., 20:38:31
Цитата: comkoderБлок смесителя и индикации, тут наверно лучше выполнить на аналоговых компонентах. С индикацией на вольтметре с нулем по середине шкалы.
У аналогово плохо видна разница в 1Гц. Можно цифровую индикацию сделать +/-
http://www.cqham.ru/forum/showthread.php?26781
Цитировать"Можно настроить с точностью до герц, но для этого нужна программа спектроанализатор с калиброванной звуковой картой."
Можно и значительно проще. После смесителя (на выходе должен выдавать от постоянного тока) ставим операционный усилитель и на его выходе стрелочный прибор с нулём посередине. Настраиваем по самым медленным колебаниям стрелки прибора. Сам приёмник можно сделать так. Допустим у вас опорный генератор на 5МГц. Приёмник настраиваем на 4996кГц, а в качестве гетеродина наш опорник. Выделяется ПЧ 4кГц. На второй смеситель (детектор) подаём опору, полученную из нашего опорного генератора поделив на 1249. На выходе получаем биения ошибки.
Цитата: comkoder от 18 мая 2015 г., 00:04:48
Только на чистой логике. Если будет сравнивать МК, есть вероятность, что и его тактовый генератор будет находиться в "зоне".
http://www.irls.narod.ru/izm/izmp04_3.gif
или http://www.payatel.ru/uploads/posts/2013-03/1364393152_fazometr.jpg
, например
Цитата: ЛУТ от 18 мая 2015 г., 11:01:11
Что-бы сделать индикацию +/-  нужно измерять частоту непосредственно кварцев , после смесителя можно узнать только разность. Есть ещё вариант с фазовым детектором,но он только покажет - больше или меньше частота, относительно опорной .
Ещё раз - измерять частоту НЕ НАДО!!! Тем более - см. пост comkoder - павильное замечание. И ещё, посмотрите каким методом поверяют те же ЭСЧ - при помоци компараторов (приёмников компараторов). Тем более что идея устройства и состоит в фиксации отклонения частоты.

shadow

comkoder, хозяин как говорится барин, но я не думаю, что вы найдёте НАСТОЛЬКО сильные аномалии тем более с чёткой и узкой (в метрах) границей.
Я бы опирался на алгоритм, по которому работает радиометр МКС-03СА, т.е. усреднение и коллекционирование в базу. т.к. любые одиночные отклонения от эталона могут быть просто несовершенством кварцевых генераторов, а вот если наблюдаются системные (повторяющиеся) отклонения не фиксируемые вне исследуемой зоны - тогда да, есть смысл начинать как-то "копать" откуда у явления ноги могут расти.

Но чтобы эту системность заметить надо "втыкать" в стрелку сутками, как по мне пусть лучше ПК пишет данные в БД с количеством сработок датчика №1 и датчика №2 с интервалом в 1 минуту, а далее просто сделать выборку сильно отличающихся от эталона значений и посмотреть будет там что-то больше чем обычная погрешность прибора или нет.

ЛУТ

Цитата: Sagittarius от 18 мая 2015 г., 13:58:53
Тем более что идея устройства и состоит в фиксации отклонения частоты.
Если прочитать старт-топик  то идея в повышении точности , а не в из фиксации изменения частоты  в ту или иную сторону
Правильно - нужно фиксировать отклонения частоты , но Точность нужна в 1 Гц!!!!   обеспечат ли  выложенные тут схемы такую точность ? сомневаюсь ...
Доступность микроконтроллеров позволяет без проблем реализовать идею непосредственного замера частоты , и обеспечить точность в 1 Гц . 
Зачем весь этот архаизм ФД, компараторы частот, и тд...?
Если вы увидели в этом мире красоту значит вы поняли смысл всего.

comkoder

Можно и МК. Только тогда логичней сам МК и опорный генератор выносить в сторону.
Просто если принцип измерения временных аномалий заключаеться в измерении частоты электрических колебаний, стабильность которых зависит от кварцевого резонатора. То стоит и понимать, что сам измеритель работающий и измеряющий частоту на основании того же кварцевого резонатора, при нахождении в зоне аномалии, будет давать какую-то погрешность.

То есть, если два генератора с одинаковыми принципами работы, будут находиться во временной аномалии. Показание их не изменяться.
- Приборы! - 20!. - Чего 20? - А чего приборы?

ЛУТ

Всё ещё проще -  нужен один выносной кварцевый генератор и один МК , и всё!
МК замеряет частоту , есть кнопка обнуления , при нажатии  - МК запоминает текущею частоту , затем выносной генератор перемещаться в АЗ и МК сравнивает частоту которую он запомнил с текущей частотой.
И неважно на что будет воздействие - на кварц генератора или на кварц МК , главное что они разнесены в пространстве . Точность зависит только от времени замера , и может составлять доли Герца , если период замера составляет - несколько секунд .
Если вы увидели в этом мире красоту значит вы поняли смысл всего.

Sagittarius

Цитата: ЛУТ от 18 мая 2015 г., 14:25:17
Если прочитать старт-топик  то идея в повышении точности , а не в из фиксации изменения частоты  в ту или иную сторону
Правильно - нужно фиксировать отклонения частоты , но Точность нужна в 1 Гц!!!!   обеспечат ли  выложенные тут схемы такую точность ? сомневаюсь ...
Доступность микроконтроллеров позволяет без проблем реализовать идею непосредственного замера частоты , и обеспечить точность в 1 Гц . 
Зачем весь этот архаизм ФД, компараторы частот, и тд...?
Вот и почитайте, и если найдёте в первом сообщении Grey слово "точность" я удалю все свои посты.
Из Ваших же постов мне ясно: о точных измерениях частоты Вы имеете представление на любительском уровне.
И кто Вам сказал что частотные компараторы, например Ч7-39 http://ooobvs.ru/ch7-39-komparator-chastotnyy , да и сам метод компарирования - это "архаизм".
http://docs.cntd.ru/document/1200104624
ГОСТ 8.129-2013 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
Приложение А (обязательное). ГОСУДАРСТВЕННАЯ ПОВЕРОЧНАЯ СХЕМА ДЛЯ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ВРЕМЕНИ И ЧАСТОТЫ
И обратите внимание на метод передачи - "сличение при помощи компаратора".
Ещё хочу обратить внимание всех - shadow прав, в том что при попытке достижения максимальной точности или чувствительности мы попадаем в область теории вероятности и статистических расчётов. И появляется необходимость в интегрировании или усреднении результатов измерений. Т.е. появляется необходимость использовать сложные устройства включающие в свой состав другие КГ. И прав тут comkoder - возникает вопрос достоверности полученных результатов?.... А между тем у каждого КГ есть кратковременная и долговременная нестабильности. И обе, в серьёзных устройствах нормируются. Кроме того, как я уже писал у КГ есть ещё и температурная точка стабильности - в опорных КГ кристалл нагревают до определённой температуры и поддерживают её.
Но поскольку обсуждаемое устройство для оперативной оценки - то чрезмерно усложнять его не стоит. ИМХО - максимум (учитывая описанное Grey`ем)  - засинхронизировать по радиоканалу один из КГ, если не получиться использовать сам радиосигнал. Выделять разность частот, оценивать текущие показания.
Оператор сам может выполнять роль интегратора - оценивая частоту и продолжительность отклонений, перемещаясь в пространстве.
Цитата: ЛУТ от 18 мая 2015 г., 16:06:12
Всё ещё проще....
ЛУТ - Вы не правы.

ЛУТ

Цитата: Sagittarius от 18 мая 2015 г., 16:27:12
Вот и почитайте, и если найдёте в первом сообщении Grey слово "точность" я удалю все свои посты.

Зачем так категорично? - мне ваши посты не мешают.
А по поводу слова *точность*  - его нет  , но как ещё можно понять эту фразу из стат-топика ?
Цитата: Grey от 16 мая 2015 г., 22:51:11
Атомные часы не по карману. Попробуем улучшить то, что есть.
Чем атомные часы, лучше кварцевых генераторов ?  Самый логичный ответ - точностью .

То что я не прав по любому - это я понял.
Я так и не понял - почему схема с одним КГ и МК не соответствует поставленным задачам ?

Да и ещё - архаизмом являются схемы которые вы тут выложили и на частотах заявленных в старт-топике (минимум 50МГц) они работать не будут .
Если вы увидели в этом мире красоту значит вы поняли смысл всего.