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MÉTODOS DE MEDICIÓN DE FRECUENCIA DE OSCILADORES. Ing. Francisco J. Jiménez Tapia. Centro Nacional de Metrología, CENAM. [email protected]. Contenido. Método de medición Medición directa de frecuencia Medición directa de diferencia de tiempo - PowerPoint PPT Presentation
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Métodos de medición en el dominio del tiempo
MÉTODOS DE MEDICIÓN DE FRECUENCIA DE OSCILADORES
Ing. Francisco J. Jiménez Tapia
Centro Nacional de Metrología, CENAM
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Métodos de medición en el dominio del tiempo
1. Método de medición1. Medición directa de frecuencia2. Medición directa de diferencia de
tiempo1. Ejemplos genéricos de medición de
diferencia de tiempo3. Medición de diferencia de frecuencias con
mezclador4. Medición de diferencia de tiempo con
mezclador dual
2. Referencias
Contenido
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Métodos de medición en el dominio del tiempo
Métodos de medición
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Método de medición directa de frecuencia
Pa tró n d e re fe re nc ia Pa tró n d e re fe re nc ia
Instrum e nto b a jo
c a lib ra c ió n
Instrum e nto b a jo
c a lib ra c ió n
Ad q u isic ió n d e d a to s a uto m a tiza d o
PC
Fre c ue nc ím e troFre c ue nc ím e tro
Frecuencia Bajo
Calibración
Interfasede
Comunicación
Frecuencia Patrón para amarrar en
frecuencia al frecuencímetro
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
MEDICIONES DE FRECUENCIA FIGURA 1 (04-2003F.DAT)
4999999.509
4999999.510
4999999.511
4999999.512
4999999.513
4999999.514
4999999.515
4999999.516
0 3600 7200 10800 14400 18000 21600 25200 28800 32400 36000
DATOS (10horasdemedición con =1s)
FR
EC
UE
NC
IA (
Hz
)
Mediciones de frecuencia
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Métodos de medición en el dominio del tiempo
Método de medición directa de diferencia de fase
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
ns1512
Medición de diferencia de fase
Entrada 1
Entrada 2
MHzf 51 nsT 200
T
T
MHzf 52 nsT 200
ns1512
IN 1 IN 2 CH 1
CONTADOR DE INTERVALOS DE TIEMPO
Entrada 1 Entrada 2
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LIM
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0
Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Método de medición directa de diferencia de tiempo
Pa tró n d e re fe re nc ia Pa tró n d e re fe re nc ia
Instrum e nto b a jo
c a lib ra c ió n
Instrum e nto b a jo
c a lib ra c ió n
Ad q u isic ió n d e d a to s a uto m a tiza d o
PC
Frecuencia Bajo
Calibración
Interfasede
Comunicación
Frecuencia Patrón para amarrar en
frecuencia al contador
Frecuencia Patrón para la calibración
Contador de Intervalos
de Tiempo
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
MEDICIONES DE DIFERENCIA DE FASE
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
0 20 40 60 80 100 120
DATOS t=1S)
Mediciones de diferencia de fase
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LIM
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Fase acumulada
200
100
0
ns
Tiempo1 2 3 4 5
MHzf 51
ns38
T
T
MHzf 52
nsT 200
ns35ns70
ns105
ns160
ns200
200
100
0
ns
Tiempo1 2 3 4 5
300
400
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IN
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LIM
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Métodos de medición en el dominio del tiempo
Ejemplos genéricos de mediciones de diferencia de tiempo
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IN
DEC
OPI /
LIM
A /
PER
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0
Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Medición de diferencia de fase
Técnicas de caracterización de osciladoresEntrada 1
Entrada 2
MHzf 51 nsT 200
T
T
MHzf 52 nsT 200
Caso ideal en el que la frecuencia bajo comparación es “perfecta”
X
Tiempo
0
Dife
renc
ia d
e F
ase
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Medición de diferencia de fase
Técnicas de caracterización de osciladores
0
Entrada 1
Entrada 2
MHzf 51 nsT 200
T
T
MHzf 52 nsT 200
X
Tiempo
T/4
Dife
renc
ia d
e F
ase
Caso ideal en el que la frecuencia bajo comparación es “perfecta” pero con un error de sincronización.
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OPI /
LIM
A /
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01
0
Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Medición de diferencia de fase
Técnicas de caracterización de osciladoresEntrada 1
Entrada 2
MHzf 51 nsT 200
T
T
MHzf 52
nsT 200
X
Tiempo
T/4
Dife
renc
ia d
e F
ase
0
1
12
fff
m
Caso ideal en el que la frecuencia bajo comparación es “perfecta” pero con un error de sincronización y sintonización.
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01
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Medición de diferencia de fase
Técnicas de caracterización de osciladores
Entrada 1
Entrada 2
MHzf 51 nsT 200
T
T
tcMHzf 52
)(200 tnsT
X
Tiempo
T/4
Dife
renc
ia d
e F
ase
0
)(21
)( 200 tDttyxtX
X0: error de sincronizaciónY0: error de sintonizaciónD: corrimiento de f por envejecimientoE: desviaciones aleatorias
Frecuencia bajo comparación con corrimiento lineal en el tiempo.
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Medición de diferencia de fase
Entrada 1
Entrada 2
MHzf 51 nsT 200
T
T
)(52 tMHzf )(200 tnsT
X
Tiempo
T/4
Dife
renc
ia d
e F
ase
0
Frecuencia bajo comparación con ruido aleatorio
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IN
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Métodos de medición en el dominio del tiempo
Método de medición de diferencia de frecuencias
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IN
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0
Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIMCurso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008
Método de medición de diferencia de frecuencias con mezclador
C o nta d o r d e Fre c ue nc ia s
In te rfa se d e c o m unic a c ió n
Ad q u isic ió n d e d a to s a uto m a tiza d o
PC
Filtro Pa sa Ba jo s
Am p
Frecuencia Patrón para amarrar en frecuencia
el Contador
)cos(2 trtrtr ttVV
)( rrr tsenV )( ttt tsenV
OSCILADOR DE REFERENCIA
OSCILADOR BAJO PRUEBA
MEDICIONES DE DIFERENCIA DE FRECUENCIAFIGURA 1
0.5090
0.5100
0.5110
0.5120
0.5130
0.5140
0.5150
0.5160
0 3600 7200 10800 14400 18000 21600 25200 28800 32400 36000
DATOS (10 horas de medición con =1s)
FR
EC
UE
NC
IA (
Hz)
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
MEDICIONES DE DIFERENCIA DE FRECUENCIAFIGURA 1
0.5090
0.5100
0.5110
0.5120
0.5130
0.5140
0.5150
0.5160
0 3600 7200 10800 14400 18000 21600 25200 28800 32400 36000
DATOS (10 horas de medición con =1s)
FR
EC
UE
NC
IA (
Hz)
Mediciones de diferencia de frecuencias
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Métodos de medición en el dominio del tiempo
Método de medición de diferencia de fase con mezclador dual
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
)cos(2 crcrcr ttVV )cos(
2 ctctct ttVV
)( 0 tsenV rr )( ttt tsenV
Método de medición de diferencia de tiempo con mezclador dual
Ad q uisic ió n d e d a to s a uto m a tiza d o
PC
MEDICIONES DE DIFERENCIA DE FASE
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
0 20 40 60 80 100 120
DATOS t=1S)
OSCILADOR DE REFERENCIA
OSCILADOR BAJO PRUEBA
OSCILADOR COMÚN
FILTRO PASA BAJAS
FILTRO PASA BAJAS
AMP
CONTADOR DE INTERVALOS DE
TIEMPO
AMP
)( ccc tsenV
tr
ctcr
ctcr
)()(
10 000 000 Hz 9 999 500 Hz ~10 000 000 Hz
500 Hz ~500 Hz
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
MEDICIONES DE DIFERENCIA DE FASE
-200
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
0 20 40 60 80 100 120
DATOS t=1S)
Mediciones de diferencia de fase
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Fase acumulada
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IN
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OPI /
LIM
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
Desviación de Allan de las mediciones
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Referencias
[1] Stefano Bregni, Synchronization of Dogital Telecommunications Networks, Londres, Wiley & Sons 1988.
[2] Wayne Tomasi, Fondamentals of Electronic Communications Systems, Londres, Prentice Hall, 1988.
[3] Paul Horowitz- Winfield Hill, The Art of Electronics, 2da Edition, USA 1989.
[4] Eduard A Gerber-Arthur Ballato, Precision Frecuency Control Volume 2 Oscilators and Standards, USA 1985.
[5 ]http://tycho.usno.navy.mil/gps.html
[6] IEEE std. 1139. IEEE Standard Definitions of Physical Quantities for Fundamental Frequency and Time Metrlogy. Revised version approved Oct. 20, 1988.
[7] J.A. Barnes, A. R. Chi, L. S. Cutler. Characterization of Frequency stability. IEEE Transactions on Instrumentation and Measerements IM-20 (2).
[8] ITU-T Rec. G.810 Definitions and Terminology for Synchronization Networks. Geneva, August 1996.
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Sistema Interamericano de Metrología, SIM
¡GRACIAS!
![Impacto geométrico en el desempeño de osciladores ... · estructuras de osciladores resonantes de alta velocidad tales como: osciladores diferenciales distribuidos [4], osciladores](https://img.dokumen.tips/doc/110x75/5e9f60eb60245a139004cc4e/impacto-geomtrico-en-el-desempeo-de-osciladores-estructuras-de-osciladores.jpg)
