2015.10.21
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新製品の紹介(プチ連載です)
周波数カウンタ組立キット

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たまにはちょいと息抜きで小品も作ってみたいものです。
簡単にチョイチョイと…。
でも、なかなかそうは簡単にはいかなくて、いつものごとく回を重ねてしまうことになるのかも…。
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[第31回]


GPS1PPSの精度?(4)


前回行なった、VM39S5Gの出力を100秒間カウントするテストの結果、毎回の測定結果の数値の間に最大15カウント程度の差が出てしまいました。
12.8MHzのパルスですから、それを100秒間積算した結果の値に対して15カウントの差というのはおよそ0.01ppmの差ということになります。
VM39S5Gは±1ppmということになっていますから、その1/100の変動ということですと、それはVM39S5Gそのもののもつ誤差変動であると考えてもおかしくもなんともありません。
ただなんとなくちょっと気持ちが悪いのですよね。
仮にランダムな誤差だとすると、100秒も加算すれば誤差が相殺されて小さくなるような気がします。
しかし前回の測定結果では毎100秒ごとに「ゆらぎ」があるようにも見えます。
そこのところが気持ちが悪いのです。

別の可能性は考えられないでしょうか?
GPSの1PPS信号も1ppm程度の誤差があるそうです。
それについては調べてみたのですが、どうも伝聞だったり推測だったりして、はっきりした根拠は見つけられませんでした。
それについてこんな興味深い記事をみつけました。
英語版Wikipediaです。



この記事によりますと、秒あたり12ピコ秒〜数マイクロ秒の誤差を含む(have an accuracy ranging from a 12 picoseconds to a few microseconds per second)とあります。
おお。
と思ったのですが、注目すべきはその上につけられたコメントです。
This article does not cite any references or sources.
と書いてあります。
この記事は引用元が明らかではない、ということのようです。
やっぱりはっきりしたことはわからないようです。

でもなんとなくGPSの1PPS信号には数マイクロ秒ていどの誤差があるような。
そうだとすると前回の測定結果はそういうことが原因なのかも。

もうひとつ、こんな資料もみつけました。
1993年度WIDE報告書の一部です。
20年前のレポートですから、今とは精度が異なっているかも知れませんが、興味深い内容です。
そこから一部を引用します。
実験の内容、目的について(複数の実験のうちの1項目についてです)。







GPS1−UTCを長時間記録したグラフによれば、日ごとに大きく変動している点はおそらくGPS受信機(GN−72)に特有の現象であろう、と書いてあります。
しかし私が注目したのは、それを除いてもこまかい上下の変動が記録されている点です。
上の説明ではこの値は毎秒の値を60回計測した平均値である、と書いてあります。
その説明とグラフからは1PPS信号の1分間の平均値が0.5μs〜1μs程度細かく変動していることがわかります。
これは20年前の記録ですが、ひょっとして今でもこの特性がそのまま生きているとしましたら。
1PPSを100回カウントして求めた100秒が最大1μ秒ていど伸びたり縮んだりしているのではないか、という推測もあながちあてずっぽうではないかもしれません。

周波数カウンタ組立キット[第31回]
2015.10.21upload

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