GPS-gesteuerte Frequenznormale 910/910R

• Einzigartige Rückführbarkeit macht Neukalibrierungen überflüssig
• Zwei hochstabile Modelle, die sowohl Ihrer Anwendung als auch Ihrem Budget gerecht werden
• Bis zu 13 Ausgänge – maximale Kosteneffizienz
• Überwachung, Verwaltung und Datenerfassung können dank des 910/910R-Ethernet-Anschlusses zentral oder remote erfolgen
• Zwei hochstabile Betriebsmodi für Ihre Anwendung
• Auf Mobilität ausgelegt
• GPSView-Software

Einzigartige Rückführbarkeit macht Neukalibrierungen überflüssig
Funkfrequenznormale existieren bereits seit mehreren Jahren. Bisher wiesen sie jedoch alle dieselbe interne Bauweise auf (siehe Abbildung 1). Das Gerät ist im Grunde genommen eine „Black Box“ mit einem Antenneneingang und einem Frequenzausgang.

Der lokale Steuerungsprozess des Oszillators (Disziplinierung) bleibt dem Anwender verborgen. Üblicherweise nutzten Anwender eine andere Frequenzreferenz (z. B. einen Rubidium-Standard), einen Timer/Zähler und einen PC, um die Abweichung der „Black Box“ zur Frequenzreferenz zu protokollieren.

Das Konzept der Rückführbarkeit erfordert eine unterbrechungsfreie Vergleichskette mit internationalen Standards auf kontinuierlicher Basis, wobei alle Vergleiche dokumentierte Ergebnisse mit einer festgelegten Ungenauigkeit hervorbringen.

Jetzt gibt es zum ersten Mal ein Gerät, das einen dokumentierenden Frequenzvergleich und ein sehr stabiles Sekundärnormal mit einem GPS-Empfänger vereint.

Das empfangene GPS-Signal wird kontinuierlich gegen den lokalen Oszillator gemessen. Phase und Frequenzabweichung werden intern gespeichert und können jederzeit an einen beliebigen PC übertragen werden, entweder direkt vom 910/910R oder über die optionale Ethernet-Schnittstelle, mit der nahezu jeder Übertragungsort möglich ist. Mit der zum Lieferumfang beider Modelle gehörenden GPSViewTM-Software kann ein Ausdruck der Rückführbarkeitsdaten angefertigt werden. Die unterbrechungsfreie, tägliche Dokumentation des Kalibrierverlaufs wird im nichtflüchtigen Speicher mehrere Jahre festgehalten, wobei der aktuelle Durchschnitts-Offset der letzten 24 Stunden kontinuierlich auf der LCD-Anzeige an der Frontabdeckung angezeigt wird.

Diese einzigartige Rückführbarkeit auf Primärnormale bedeutet, dass kein Einsenden von den GPS-Frequenzreferenzen 910 und 910R zur Neukalibrierung mehr nötig ist. Durch diese Bauweise wird der hochstabile integrierte Rubidium- oder OCXO-Oszillator kontinuierlich auf die primären Frequenznormalen des US Naval Observatory und letztendlich auf UTC kalibriert, und zwar in beiden Betriebsmodi (diszipliniert oder manuelles Holdover).

Zwei hochstabile Modelle, die sowohl Ihrer Anwendung als auch Ihrem Budget gerecht werden

Fluke Calibration bietet zwei Normalenmodelle im Produktbereich GPS-Frequenzreferenzen an: das hochstabile 910R mit integrierter Rubidium-Atomuhr als lokalen Oszillator und das preisgünstige 910 mit hochstabilem lokalem Quarzofen-Oszillator.

Bis zu 13 Ausgänge – maximale Kosteneffizienz

Beide Modelle weisen einen 5-MHz-Sinuswellenausgang und fünf 10-MHz-Sinuswellenausgänge als Normale auf. Außerdem ist ein Sekundenimpuls-Ausgang enthalten.

Wenn Ihre Anwendung mehrere Ausgänge erfordert, weil z. B. mehrere andere Geräte mit demselben Frequenznormal versorgt werden müssen, können Sie mit der Option 70 fünf weitere 10-MHz-Ausgänge installieren. Alternativ können Sie mit Option 72 Ihr Gerät um fünf zusätzliche 2,048-MHz-Ausgänge erweitern, was gerade bei vielen Telekommunikationsanwendungen nützlich ist. Option 73 bietet fünf zusätzliche 13-MHz-Ausgänge, die Standardfrequenz für Hauptuhren von GSM-Basisstationen. Eine andere Variante der Ausgangskonfiguration bietet Option 71, durch die das Gerät vier zusätzliche Sinuswellenausgänge mit 10 MHz, 5 MHz, 1 MHz und 0,1 Hz sowie einen 0,1-MHz-Rechtecksignalausgang erhält. Mit Option 75 können Sie Ihren eigenen Impulsfrequenzausgang festlegen.

Überwachung, Verwaltung und Datenerfassung können dank des 910/910R-Ethernet-Anschlusses zentral oder remote erfolgen.

Sowohl das 910 als auch das 910R können um eine optionale Ethernet-Kommunikationsschnittstelle (Option 76) ergänzt werden, die Onlinezugriff ermöglicht. Mithilfe der mitgelieferten GPSViewTM-Software können Geräte- und GPS-Status überwacht und sogar Kalibrierdaten erfasst werden, entweder über das Internet oder über ein beliebiges LAN.

Dank der Ethernet-Schnittstellenkonnektivität unterliegen die Entfernungen zur Datenübertragung – im Gegensatz zu den standardmäßigen GPIB- oder RS232-Schnittstellen – keinen Einschränkungen mehr, und das 910/910R kann somit von nahezu jedem beliebigen Ort aus überwacht werden.

Dies bedeutet, dass der Mess- oder Labortechniker kein „loses“ Notebook mehr benötigt, um die Geräteverwaltungsaufgaben direkt vorzunehmen. Stattdessen können diese nun von einem beliebigen Desktop-PC an einem beliebigen Ort innerhalb oder außerhalb des Kalibrierlabors durchgeführt werden. Außerdem ist es möglich, Daten von mehreren Geräten in Echtzeit anzuzeigen.

Zwei hochstabile Betriebsmodi für Ihre Anwendung

Die meisten Anwender bevorzugen die automatische Anpassung des Frequenznormals (auch Disziplinierung genannt), um langfristige Frequenzänderungen (Alterung) vollständig zu vermeiden. Dieser disziplinierte Modus ist der Standardmodus des 910 und 910R. Solange ein gültiges Satellitensignal empfangen wird, wird der interne lokale Oszillator überwacht und angepasst, und der Durchschnitts-Offset der letzten 24 Stunden beträgt immer virtuell null. Jedoch ist in diesem Modus die inhärente kurz- bis mittelfristige Stabilität aller lokalen Oszillatoren außer Rubidium gefährdet. Dies gilt für alle GPS-Frequenzreferenzen. Das empfangene GPS-Signal weist relativ große kurzfristige Frequenzvariationen auf, was durch die Variationen der atmosphärischen Bedingungen verursacht wird. Wenn das empfangene GPS-Signal für die Disziplinierung des 910 (OCXO) verwendet wird, wird daher die Stabilität geringfügig um Durchschnittszeiten von 100 bis 1000 s verringert.

In diesem Modus wird die Frequenzabweichung zwischen internem Zeitbasisoszillator und empfangenem GPS-Signal dazu verwendet, den Oszillator kontinuierlich anzupassen (Disziplinierung). Der entstehende Offset und die Anpassungsdaten werden alle 24 Stunden im nichtflüchtigen Speicher gespeichert, um das Drucken der Rückführbarkeitsdaten zu ermöglichen. Der tatsächliche Frequenz-Offset (Durchschnittswert aus 24 Stunden) wird berechnet und auf dem vorderen Bedienfeld angezeigt.

Manche Anwendungen erfordern besondere kurz- bis mittelfristige Stabilität, z. B. Jitter- und Wander-Messungen in digitalen Telekommunikationsnetzwerken.

Der einzigartige Modus für manuelles Holdover ermöglicht das vorübergehende Wechseln vom disziplinierten in den Holdover-Modus während der eigentlichen Messung. So können eine überlegene Frequenzgenauigkeit zu Beginn der Messung und eine überlegene Stabilität während der Messung erzielt werden. Dabei wird der interne Oszillator nicht angepasst. Dieser Modus wird normalerweise automatisch eingegeben, wenn kein verwendbares GPS-Signal empfangen wird. Der Modus kann auch manuell mit der Taste „Manual Hold-Over“ (Manuelles Holdover) ausgewählt werden. Wenn manuelles Holdover bei Empfang eines gültigen GPS-Signals ausgewählt ist, wird der tatsächliche Frequenz-Offset berechnet, angezeigt und alle 24 Stunden im nichtflüchtigen Speicher gespeichert.

Beim besonders stabilen Rubidium-Oszillator im 910R gibt es keine messbare Differenz zwischen der Stabilität im disziplinierten und im Holdover-Modus, bei Durchschnittszeiten von bis zu 1000 s.

Auf Mobilität ausgelegt

Bei Nutzung des manuellen Holdover-Modus fungiert das 910 oder 910R als unabhängiges OCXO- oder Rubidium-Frequenznormal. Somit wird ein typischer Nachteil von GPS-Empfängern, die mangelnde Mobilität, vermieden. Ein typischer GPS-Empfänger benötigt mehrere Stunden, um nach einem Standortwechsel wieder bereit zu sein, das 910 und das 910R dagegen sind nach nur 10 Minuten einsatzfähig.

GPSView-Software

GPSView ist ein Windows 95/98/2000/NT-Programm, das mit dem GPS-gesteuerten Frequenznormal kommuniziert. Die Hauptfunktion der Software ist die Bereitstellung eines rückführbaren Kalibrierdokuments, das auf den im internen nichtflüchtigen Speicher der Modelle 910/910R gespeicherten 24-stündigen Frequenz-Offset-Werten basiert (Abbildung 3).

Die Daten müssen lediglich alle zwei Jahre vom 910/910R auf einen PC heruntergeladen werden, um eine unterbrechungsfreie Rückführungskette ab der Erstanwendung zu erhalten. Für Leistungsanalysen über kürzere Zeiträume und über kurzfristige Phasenabweichungen können Daten aus den letzten 40 Tagen abgerufen werden.

Über GPSView kann der Anwender den Betriebsmodus (diszipliniert oder Holdover) steuern und das vordere Bedienfeld sperren, damit der Modus nicht versehentlich mit der Taste „Manual Hold-Over“ (Manuelles Holdover) geändert werden kann. Der Anwender kann auch optionale Impulsausgangsfrequenz und Tastverhältnis festlegen.