némesis de arco de interferometría: RELOJES

Hay varias alternativas.

Lo primero es buscar alguna forma de distribución de reloj común. ¡Pero no todas las formas de hacer esto son obvias!

El segundo es ir por una observación lo suficientemente corta, y relojes de precisión lo suficientemente alta, para que la deriva de la fase acumulada sobre su observación se encuentre dentro de su presupuesto de reconstrucción por interferrometría.

Tomando la segunda opción, sus fuentes de reloj potenciales, desde muy bajo costo muy baja precisión, hasta muy alto costo muy alta precisión, van más o menos RC, LC, resonador cerámico, cristal, TCXO, cristal al horno, rubidio, cesio y fuente atómica. Haga coincidir su presupuesto de precisión con su presupuesto financiero y vea si hay una solución.

Al usar la distribución de reloj, primero considere cómo se usa en cada PCB. Cada PCB puede usar la señal de reloj distribuida directamente, o puede tener un oscilador de cristal esclavo, que es PLL a la señal distribuida. Esto degradará el error de fase a largo plazo debido al ruido de PLL, pero eliminará cualquier ruido de fase de alta frecuencia en el reloj distribuido, y puede potencialmente permitir una variedad mucho mayor de fuentes de sincronización.

Las opciones son muchas: un cable coaxial del oscilador maestro, o podría ser una señal de radio. La distribución óptica también es posible. Alternativamente, cada PCB podría usar un receptor GPS o un receptor para algún otro servicio de radio.

Finalmente, cada PCB podría ser completamente ejecutable, como en la primera opción. Sin embargo, podría transmitir una señal de objeto de radio falsa dentro de la banda con características conocidas, visibles para todas las antenas, a menudo llamadas balizas. Esta señal debe ser lo suficientemente pequeña para no entrar demasiado en el rango dinámico de los receptores, pero lo suficientemente grande como para salir del ruido. Demodule la baliza, corrigiendo las fases de los relojes locales para obtener la imagen más nítida. Ahora use la misma corrección de fase de reloj para reconstruir el resto de la imagen. Como se sabe que la baliza es estable, un promedio largo puede reducir la cantidad de ruido de la fase de la baliza que se imprimirá en los relojes.

Este último usa el mismo concepto para la forma en que los telescopios de espejo adaptativos pueden mirar a través de una atmósfera inestable (posiblemente un interferómetro óptico con poca estabilidad de fase a través de la abertura) y corregir la imagen, mueven los espejos (alteran el cambio de fase de diferentes rutas) para la mejor reconstrucción de una estrella guía transmitida por láser

No hay absolutamente nada de malo en desoldar el oscilador en una placa y reemplazar su salida con una señal de otra placa. Es exactamente lo que hice cuando necesité sincronizar dos receptores GPS para realizar una interferometría GPS de línea de base corta (una forma de obtener información de actitud absoluta), y funcionó como un encanto.

La clave es mantener los receptores físicamente cerca uno del otro. Utilicé tramos cortos de par trenzado para hacer las conexiones entre las tablas. Utilice longitudes de cable coaxial para llevar las señales de las antenas a los receptores.

Al actualizar, tenga en cuenta las realidades del jitter.

TimeJitter = Vnoise / SlewRate

Para un jitter del 0,1% a 10GigaHertz (período de 100 picosegundos), necesita 10 segundos femto de jitter.

Suponiendo que SlewRate es de 10 voltios / nanosegundo en el borde del reloj, el Vnoise debe estar

Vnoise = TimeJitter * SlewRate = 10e-15 segundos * 10 voltios / 1e-9 segundos

Vnoise = 100 * 10 ^ -6 voltios rms o 0.1 milivoltios

¿Es eso alcanzable? En un sistema Rnoise de 120 ohmios (difícil de lograr), en un ancho de banda de 10 Gigahercios, el ruido total (integrado) es 1nanoVolt * sqrt (2) * sqrt (10 Gigahertz) = 1.414 nanoVolts * 100,000 = 141,000 nanovolts = 141 microvolts = 0.141 milivoltios

Los sistemas de bajo jitter son difíciles. Espero que estas matemáticas y conceptos sean útiles.