GPS同期型基準信号発生器の製作

一般的に高精度なクロックが必要とされる際にはOCXOが用いられます。短期安定度は抜群ですが長期安定姓(ドリフト)には対応しきれません。そこで、長期安定度に優れるGPSの1PPS(GPS衛星のセシウム発振器に同期)を使用して短期・長期的に安定する信号ジェネレータを開発します。

今回製作したものは、最大0.001ppbまでの精度を実現できます。GPS, FLLのステータスや10MHzの誤差、日付と時間などをLCDとLEDで表示します。

基本原理

FLL方式を用います。すなわち、1PPSをゲートタイムにしてOCXOの周波数をカウントし、その誤差をOCXOのフィードバック(VADJ)に反映させるということで実現します。

CPLD

周波数カウンタとDAC用のレジスタの機能を持ちます。DACレジスタにセットされた値はアンプなどを通し、OCXOのVADJに接続されます。

マイコン

全体のコントロールを行っています。マイコン自体はMC9S08SH8を用いています。

仕様

精度最大0.001ppb
GPSチャネル最大24ch
電源(システム)8~12V
電源(OCXO)5~12V
OCXOリファレンス電圧1~4V
最大精度保証0.001ppb