SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema.

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1 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM MÉTODOS DE MEDICIÓN DE FRECUENCIA DE OSCILADORES Ing. Francisco J. Jiménez Tapia fjimenez@cenam.mx Centro Nacional de Metrología, CENAM

2 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM 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. ReferenciasContenido

3 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Métodos de medición

4 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición directa de frecuencia Frecuencia Bajo Calibración Interfase de Comunicación Frecuencia Patrón para amarrar en frecuencia al frecuencímetro

5 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Mediciones de frecuencia

6 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición directa de diferencia de fase

7 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Medición de diferencia de fase Entrada 1 Entrada 2 Entrada 1Entrada 2

8 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM 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

9 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Mediciones de diferencia de fase

10 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Fase acumulada

11 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Ejemplos genéricos de mediciones de diferencia de tiempo

12 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM 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 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM 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 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM 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 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM 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 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Medición de diferencia de fase Entrada 1 Entrada 2 X Tiempo T/4 Diferencia de Fase 0 Frecuencia bajo comparación con ruido aleatorio

17 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición de diferencia de frecuencias

18 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición de diferencia de frecuencias con mezclador Frecuencia Patrón para amarrar en frecuencia el Contador OSCILADOR DE REFERENCIA OSCILADOR BAJO PRUEBA

19 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Mediciones de diferencia de frecuencias

20 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Método de medición de diferencia de fase con mezclador dual

21 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM 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 10 000 000 Hz 9 999 500 Hz ~10 000 000 Hz 500 Hz ~500 Hz

22 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Mediciones de diferencia de fase

23 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Fase acumulada

24 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM Desviación de Allan de las mediciones

25 SIM TFWF Workshop and Planning Meeting at CENAM, Querétaro, México (Oct 15th through Oct 17 th, 2012) Sistema Interamericano de Metrología, SIM Sistema Interamericano de Metrología, SIM 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.