2015.10.18
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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28回]


GPS1PPSの精度?

[第26回]で秋月から購入した超高精度温度補償型水晶発振器VCTCXO(12.8MHz±1ppm)VM39S5Gを利用してGPSの1PPSの精度を測ってみました。
結果は「非常に正確」ということで終りました。
そのように書きましたところそれをお読みいただいたJ大学I先生からメールをいただきました。
「1PPSの精度は±1μS程度らしいですよ」

1秒あたり1μSということはちょうど1ppmということになります。
VM39S5Gが誤差1ppmということでしたから、1ppmの誤差のもの同士で測定したことになります。
なんだかややこしい…。

I先生からのメールには続けて、
1PPSをもとにして10秒あるいは100秒のパルスを作って、それで12.8MHzをカウントしたらもっと正確な値が求まるのでは?
という意味のことが書いてありました。

なるほど。
せっかくここまでたっぷり道草を食ってしまったことですから。
それもやってみたら面白いかもしれません。

1秒のパルスを入力して10秒または100秒のパルスを出力するには10進カウンタを2段つなぐのが手っ取り早い方法です。
10進カウンタ2段というと、74HC390があります。
おお。
ちょうどそれなら、「トランジスタでCPUを作ろう[第65回]」で紹介しました「クロック発生回路」があります。
こちらがその回路図です。


16F628Aからのラインを切断して、その1msのところに1PPSを入れれば10ms出力には10秒のパルスが、100ms出力には100秒のパルスが得られます。
実際には[第26回]での測定と同じように10秒、100秒のHパルスの期間中カウントして、次の10秒、100秒のLパルスの期間に結果を表示する、という方法で測定するために、74HC390には1PPSではなくて、それを74HC74で1/2にしたパルス(1秒H、1秒L)を入れました。

こんなふうに接続してテストをしました



最初は74HC390を通さず、[第26回]と同じように74HC74から出力された1秒のHパルスで12.8MHzをカウントしました。

今回はカウント値を積算するので桁あふれを避けるため、16進数で表示するようにプログラムを変更しました。
C35002H=12800002
です。
まずは動作テストOKです。

いよいよ本番です。
10秒間の測定です。

7A1201DH=128000029
です。

もう1回。

7A1201CH=128000028
です。
やっぱり1秒換算では末尾が2または3ということで変わらないようです。

今度は100秒に挑戦してみました。

4C4B410CH=1280000268
です。


4C4B4101H=1280000257
です。


4C4B4109H=1280000265
です。

うーん。
やってはみたのですけれど。
さてこれで何がわかるかというと。
いまひとつよくわかりませんけれど。
ただどうやら私が購入したVM39S5Gの12.8MHzの出力は12800002Hzないし12800003Hzらしいということはほぼ確かなようです。
するとこれは+0.2ppm〜+0.3ppmということになりますから、やっぱり大した優れものに間違いありませんでしょう。

周波数カウンタ組立キット[第28回]
2015.10.18upload

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