1 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM MÉTODOS DE MEDICIÓN DE FRECUENCIA DE OSCILADORES Ing. Francisco J. Jiménez Tapia Centro Nacional de Metrología, CENAM

2 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM 1. Método de medición 1.Medición directa de frecuencia 2.Medición directa de diferencia de tiempo 1.Ejemplos genéricos de medición de diferencia de tiempo 3.Medición de diferencia de frecuencias con mezclador 4.Medición de diferencia de tiempo con mezclador dual 2. Referencias Métodos de medición de frecuencia de osciladores Contenido

3 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Métodos de medición

4 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición directa de frecuencia Métodos de medición de frecuencia en osciladores Frecuencia Bajo Calibración Interfase de Comunicación Frecuencia Patrón para amarrar en frecuencia al frecuencímetro

5 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Mediciones de frecuencia Métodos de medición de frecuencia en osciladores

6 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición directa de diferencia de fase

7 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Medición de diferencia de fase Entrada 1 Entrada 2 Entrada 1Entrada 2 Métodos de medición de frecuencia en osciladores

8 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición directa de diferencia de tiempo Frecuencia Bajo Calibración Interfase de Comunicación Frecuencia Patrón para amarrar en frecuencia al contador Frecuencia Patrón para la calibración Contador de Intervalos de Tiempo Métodos de medición de frecuencia en osciladores

9 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Mediciones de diferencia de fase Métodos de medición de frecuencia en osciladores

10 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Fase acumulada Métodos de medición de frecuencia en osciladores

11 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Ejemplos genéricos de mediciones de diferencia de tiempo

12 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Medición de diferencia de fase Técnicas de caracterización de osciladores Entrada 1 Entrada 2 Caso ideal en el que la frecuencia bajo comparación es “perfecta” X Tiempo 0 Diferencia de Fase

13 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Medición de diferencia de fase Técnicas de caracterización de osciladores 0 Entrada 1 Entrada 2 X Tiempo T/4 Diferencia de Fase Caso ideal en el que la frecuencia bajo comparación es “perfecta” pero con un error de sincronización.

14 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Medición de diferencia de fase Técnicas de caracterización de osciladores Entrada 1 Entrada 2 X Tiempo T/4 Diferencia de Fase 0 Caso ideal en el que la frecuencia bajo comparación es “perfecta” pero con un error de sincronización y sintonización.

15 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Medición de diferencia de fase Técnicas de caracterización de osciladores Entrada 1 Entrada 2 X Tiempo T/4 Diferencia de Fase 0 X0: error de sincronización Y0: error de sintonización D: corrimiento de f por envejecimiento E: desviaciones aleatorias Frecuencia bajo comparación con corrimiento lineal en el tiempo.

16 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Medición de diferencia de fase Técnicas de caracterización de osciladores Entrada 1 Entrada 2 X Tiempo T/4 Diferencia de Fase 0 Frecuencia bajo comparación con ruido aleatorio.

17 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición de diferencia de frecuencias

18 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición de diferencia de frecuencias con mezclador Frecuencia Patrón para amarrar en frecuencia el Contador Métodos de medición de frecuencia en osciladores OSCILADOR DE REFERENCIA OSCILADOR BAJO PRUEBA

19 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Mediciones de diferencia de frecuencias Métodos de medición de frecuencia en osciladores

20 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición de diferencia de fase con mezclador dual

21 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición de diferencia de tiempo con mezclador dual OSCILADOR DE REFERENCIA OSCILADOR BAJO PRUEBA OSCILADOR COMÚN FILTRO PASA BAJAS AMP CONTADOR DE INTERVALOS DE TIEMPO AMP Hz Hz ~ Hz 500 Hz~500 Hz Métodos de medición de frecuencia en osciladores

22 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Mediciones de diferencia de fase Métodos de medición de frecuencia en osciladores

23 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Fase acumulada Métodos de medición de frecuencia en osciladores

24 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Desviación de Allan de las mediciones Métodos de medición de frecuencia en osciladores

25 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM Referencias [1] Stefano Bregni, Synchronization of Dogital Telecommunications Networks, Londres, Wiley & Sons [2] Wayne Tomasi, Fondamentals of Electronic Communications Systems, Londres, Prentice Hall, [3] Paul Horowitz- Winfield Hill, The Art of Electronics, 2da Edition, USA [4] Eduard A Gerber-Arthur Ballato, Precision Frecuency Control Volume 2 Oscilators and Standards, USA [5 ] [6] IEEE std IEEE Standard Definitions of Physical Quantities for Fundamental Frequency and Time Metrlogy. Revised version approved Oct. 20, [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 Métodos de medición de frecuencia en osciladores

26 Curso de metrología de tiempo y frecuencia / INTI / FEB-2008 Sistema Interamericano de Metrología, SIM ¡GRACIAS! Generación y Medición de Frecuencia