【火腿专题】便宜的SDR收发器频率不稳定咋办？使用精密GPS振荡器解决这个痛点

给SDR发射器定规矩 文：Dan Maloney

软件定义的无线电（SDR）技术的扩散对射频爱好者来说是个天赐良机。基于SDR的接收器和发射器已经变得如此便宜，以至于你现在可能已经有一两根电视棒躺在你的工作台周围。

但便宜是有代价的，通常是以频率稳定性的形式出现，这在某些应用中可能是令人望而却步的，特别是业余无线电，在那里频谱干净是最重要的。因此，我们很高兴看到Tech Minds通过使用一个GPS规范的振荡器来解决SDR的频率稳定性问题。该装置使用ADALM-PLUTO SDR收发器和Leo Bodnar Electronics的精密振荡器。该振荡器可以被编程为在广泛的频率范围内输出一个坚如磐石的、符合GPS标准的信号。该收发器有一个外部振荡器输入，可以寻找40兆赫，这完全在GPSDO的范围之内。

设置非常简单，只需使用SMA到UFL跳线将振荡器的输出插入SDR的外部时钟输入，并调整SDR和振荡器的设置。当然，并不是所有的SDR都有外部时钟输入，所以你的里程可能会有所不同。但是，如果你的设备有适当的装备，这看起来是一个很好的方法来获得准确的频率，下面的视频显示了便宜的SDR设备可以便宜多少频率。

像任何好的火腿一样，Tech Minds正在做他的工作，以保持他的信号干净和目标频率。他对这个装置的主要使用情况是为QO-100工作，这是业余无线电领域的第一个地球同步卫星中继器。我们不得不说，我们生活在地球上三分之二没有被这颗卫星覆盖的地方的火腿，只是渴望得到一个我们自己的地球同步卫星（或两个）来玩这样的东西。

LEO BODNAR GPSDO与Adalm Pluto SDR的关系

在这里，我们看一下我们如何使用Leo Bodnar GPSDO Mini与Adalm Pluto来修复任何频率漂移。

迷你低抖动精密GPSDO参考振荡器（1端口）

Leo Bodnar流行的低抖动GPS时钟的一个新的迷你版本 - 为预算有限或空间限制的用户设计，同时仍然提供准确性和性能。

可编程频率450Hz - 800MHz

稳定性 1 ppb 1E-9 <60秒锁定时间

1个SMA输出连接器

与SDR接收机一起使用的理想选择

与它的大哥一样，迷你精密GPSDO参考振荡器可以作为大多数其他仪器和应用的通用参考时钟，而这些仪器和应用目前都需要一个笨重而昂贵的铷原子钟。

SDR-Kits推荐这两个版本作为理想的频率标准，为DG8SAQ矢量网络分析仪提供外部参考时钟信号，以进行精度接近1e-10的频率和频差测量，以及mHz（毫赫兹）甚至低至uHz（微赫兹）区域的频率测量（dF）。

此外，迷你GPSDO可作为SDRplay RSP2或RSP2pro的外部时钟，使用我们的GPSDO - RSP2外部时钟电缆。

迷你GPSDO提供：

输出信号的长期稳定性是由GPS铯基准的高精确度决定的，接近1×10-12

短期信号质量由内部TCXO时钟源定义，提供高质量、低相位噪声的时钟信号，具有亚皮秒级的有效值抖动。

数字PLL允许主输出参考频率在400Hz和810MHz之间有几乎任何值。

输出信号是3.3V的CMOS电平，特性阻抗为50欧姆。输出驱动电平可以调整。

输出功率水平（在10MHz测量，基本功率通道）：

+13.3dBm，驱动设置32mA

+12.7dBm，驱动设置24mA

+11.4dBm，驱动设置16mA

+7.7dBm，驱动设置8mA

通过迷你USB接口从PC、USB手机充电器或USB电源箱供电。与Windows PC的USB连接只需要一次性配置。

如何用VNWA制作高精度的精密频率 感谢Kurt Poulsen准备这份报告并分享他的专业知识。

如何将迷你GPSDO设置为VNWA 3EC的外部时钟参考：在进行VNWA测量时，将迷你GPSDO设置为外部参考时钟，而不是内部VNWA TCXO的指南。

产品内容

迷你精密GPSDO模块(73mm x 40mm x 17mm 0.05 kg)

带5米同轴电缆的GPS磁性天线，并配有SMA公插头

USB电缆A到迷你B

12个月的厂家保修

制造厂的产品支持信息

SDR-Kits也提供配件：

RG223 20厘米同轴电缆，带BNC插头至SMA插头连接器（GPSD - VNWA Ext Reference Cable）。

GPSDO - RSP外部时钟输入电缆+加SMA插头到BNC插孔适配器

GPS天线5米长SMA插头

SDR-Kits是Leo Bodnar Ltd Precison GPSDO参考振荡器的授权经销商。

小叔来啦：

它只需要一个廉价的GPS芯片，具有10kHz或更高的时钟输出。一些GPS芯片有能力重新配置时间脉冲信号输出的频率，从大约0.25Hz到10MHz。这方面的短期抖动非常糟糕--真的非常非常糟糕，但长期稳定性绝对非常好。因此，你会把它与TCXO结合起来，后者具有非常低的短期抖动，并具有相当好的长期稳定性。将两者结合起来的最好方法是使用DSPLL（抖动衰减器，任何类似于AD9547/AD9549或Si5397/Si5396的部件）。

对于一个运行在10兆赫到750兆赫的电路板来说，为了保持信号尽可能的干净，你可能至少需要一个4层的PCB。这些成本都会增加，当你加入微控制器并对其进行编程时（可能需要UART/SPI来配置上电时的GPS TIMEPULSE输出，也需要在上电时配置抖动衰减器的参数，并可能存储和更新长期的漂移值），再加上一个高质量的金属盒，考虑到初始生产问题。加上你自己的30-40%的利润率，分销商的30%的利润率，（如果没有他们，你在全球范围内销售的设备将少得多，他们通常通过成为你和一些主要的恶梦客户之间的本地过滤器/缓冲器来增加价值）--不费吹灰之力就可以轻松达到150美元。对大多数人来说，真正的问题是创造自己的设备的 "乐趣 "对他们来说比方便更有价值。经常来这里的人更有可能拥有知识和技能，按照自己的确切规格和需求来建造，而不是选择方便。

挑战部分在于计算GPS卫星之间的正确相位差，这包括相对论补偿和其他一些有趣的东西。欺骗GPS卫星并不难......难的是欺骗各种卫星的移动星座，使目标设备解析出所需的值。你觉得这个方式解决频率不稳定问题如何？欢迎点评！