Если б я вообще знал как эта калибровка делается, но не в этом дело, разные они по частотным характеристикам. Тут по сути нужны 2 абсолютно идентичных резонатора, один из которых можно использовать в качестве акселерометра, без генерации частоты. Тогда, измеряя один, можно компенсировать другой. В принципе примерно так и делается в мире для уменьшения g-чувствительности, когда вместо одного резонатора в генераторе ставят, допустим, 3 последовательно и ориентируют их перпендикулярно друг-другу.

Не ухватил Вашу мысль, уж простите.

Касательно калибровки.
Собственно, она суть сравнение показаний датчика с эталоном, для последующей компенсации его погрешностей.

В случае (трёхосного) акселерометра, эталоном служит сила земного тяготения. Система калибровки (поворотный стол) точно выставляет полностью собранный и работающий дивайс в 6 ортогонально-противоположных положений относительно силы тяжести. Потом строится вектор нулевых смещений и матрица чувствительностей. Эти данные запоминаются в приборе для дальнейшего использования.
Для калибровки гироскопов эталоном служат углы поворота или скорости вращения, задаваемые прецизионными двигателями прямого привода с обратной связью.
Для калибровки 3-d магнитного компаса используются значения компонентов вектора магнитного поля Земли в точке калибровки. Возмущающие поля минимизированы при помощи магнитной экранировки двигателей. Но там и точность не нужна особая.
Процесс к настоящему времени хорошо отлажен, и через него проходит более 1000 приборов каждый месяц.

Для калибровки генератора (сиречь, датчика времени и частоты) по g нужен эталонный генератор, который может быть расположен на неподвижном основании.
Процесс аналогичен таковому для одноосного акселерометра.
Значение сдвига частоты и вектор g-чувствительности по осям будут измеряться параллельно с остальным, и не займут лишнего времени.
В последующем, для компенсации показаний датчика частоты будут использоваться показания датчика ускорений.
Какие здесь могут быть подводные камни?

Вау, что-то интересное.
Пожалуйста, подробней.

Опять не уловил...
Что этим достигается?


ЗЫ. Мне кажется, я понимаю, что Вас смутило. Вы рассматриваете данный узел (генератор), как нечто обособленное.
У нас же - это часть системы, обладающей рядом полезных свойств. Вообще, там всё в плотный клубок завязано, каждая часть дополняет другие, и результат поэтому может показаться "фантастическим", хоть никакой экзотики там и в помине нет.
В этом сила и преимущество комплексного подхода.

Если речь идет о кварцевых генераторах, то невозможно не упомянуть Дрисколла. Последовательное соединение резонаторов:
Reduction of quartz crystal oscillator flicker-of-frequency and white phase noise (floor) levels and acceleration sensitivity via use of multiple resonators

Мои познания в области g-чувствительности не столь велики. Предположил, что вибрация одинаково амплитудо-фазо-частотно модулирует резонатор как на несущей частоте, так и на нулевой частоте, т.е. я представил его как пьезоэлемент, преобразующий механические колебания в электрические. Остается только компенсировать эту модуляцию на несущей частоте.
Акселерометр, как измерительный элемент, обязан иметь максимально широкую полосу преобразования и хорошую неравномерность. Кварцевый резонатор наоборот - не обязан одинаково реагировать на все частоты, как по амплитуде, так и по фазе. Т.е. для правильного учета данных с акселерометра необходимо еще снять фазо-частотную хар-ку резонатора во всем диапазоне частот вибраций.

Дрисколлы бывают разные.
Похоже, что этот - "не тот".
Пробежал статью - явный грантосос. Практическая ценность приближается к нулю. Могу обосновать, и извините, если что не так.

Лучше посмотреть, чем радуют нас пионэры:
http://plan.geomatics.ucalgary.ca/papers/i...0etal_sep12.pdf
Там и проблема описана в двух словах. И Дрисколл там другой, - похоже, правильный.
Несмотря на криворукость (видимую по результатам), прогресс имеется.
Кстати, генератор морионовский, MV89A, куда же без него.
У нас возможностей намного больше. Поэтому, реализуемость наших планов не подвергаю сомнениям пока.


Что подразумевается под "модуляцией на нулевой частоте"?

Не так.
Акселерометр должен иметь достаточные для решения задачи частотную полосу пропускания, временнУю задержку и погрешность измерения.
Могу Вас заверить, что эти параметры он обеспечивает.

Да.
Я сам об этом думал. Надо проверять.
Для испытаний оборудования на переменных ускорениях есть вибростенд (тоже самодельный, моя гордость ).
Но, судя по опыту (у нас и кварцевые гироскопы, например, используются), динамическая чувствительность их к ускорениям на низких частотах практически будет равна статической.
А вот последняя - немалая. Нормируется величиной около 10^-9/g для качественных кварцев. Ускорения у нас не более 2 g, поэтому на компенсацию надеемся и уповаем.

ЗЫ. Гироскопы у нас также компенсируются по g. Так что технологию можете считать отработанной.

ЗЗЫ. Подобное общение нахожу для себя чрезвычайно полезным.
Если кого обидел резкостью суждений - прошу прощения, и присоединяйтесь. Польза будет обоюдной.

Обоснуйте, пожалуйста. Весьма любопытно.



Кстати, в продолжение недавней юморины по 10logN. А будет ли это работать (сложение некоррелированных источников) и на сверхнизких отстройках (т.е. когда заходит речь скорее о стабильности, чем о шуме)? Или невозможность совместить частоты отдельных резонаторов (или генераторов) это не позволит сделать?

Я думаю да, но на конечном интервале времени.

"Грантосос" забыл упомянуть о границах, но все же:

Что ж, попробую.
Для этого придётся рассмотреть статью "под микроскопом".

Для начала, эффект уменьшения фазовых шумов предлагаю не рассматривать, как слишком банальный. Оценочный результат такого включения могу наковырять в носу секунд за 10. И не только для кварцев, а вообще для любых датчиков:
ЗЫ. Хотя... как раз по поводу кварцев Автор, вероятно, заблуждается. Имеется в виду - любых из партии, а не отобранных.

Не в моём стиле отвечать вопросом на вопрос, но всё-таки хотелось бы сперва выяснить Ваше мнение по поводу вот этих трёх положений на первой же странице. Желательно, с поправкой на тот факт, что Вашему покорному слуге, как и многим другим его коллегам, приходится проектировать серийную аппаратуру, без возможности отбора компонентов.


И тут же, ничтоже сумняшеся:


Своё мнение на сей счёт изложу после Вашего, ежели такое будет .

------------------

Далее, вникаем:
Вау! Вот это открытие!
Невзирая на глубину полёта мысли - врёт ведь, шельмец, и даже не краснеет.

Ежели допущение о линейном характере зависимости g-чувствительности кварца приемлемо для обсуждению на форуме (дабы не вносить лишних подробностей), то автору статьи не мешало бы узнать, что она для кварцев, говоря вообще, имеет довольно сильную парболическую (2-го порядка) составляющую, не говоря уже о высших порядках.
Предлагаемое включение кварцев нелинейности чётных порядков скомпенсировать неспособно.

Теперь:
Хотел бы я взглянуть, как Автор статьи при помощи паяльника и прочих третьих рук соорудил такую вот конструкцию. С учётом того, что она должна быть запихана в термостат. Опять, прицел на производство здесь, как ни крути.

Шумы пропускаем, как неинтересные.
Теперь g-чувствительность.
Так... на четырёх отобранных кристаллах получили четырёхкратное уменьшение чувствительности к ускорению. Просто акренеть!
Стоило ли городить огород ради такой бадяги? Статистика иде?

Напомню: я рассчитываю получить компенсацию g-чувствительности минимум на 2 порядка для любого одиночного кварца по худшей из осей (а если этого недостаточно - будем копать и дальше).

Теперь посмотрим на шумы всё-таки.
Четвёртая степень прёт уже с десятков герц. Такие шумы нам не нужны (с). В топку.

Пока что всё.

Весело становится. Но доля истины в этом сумбуре думаю всплывет.

Раньше, по роду своей деятельности, не влезал в сверхнизкие частоты и с английским спокойствием наблюдал 30 дБ/дек. И вдруг с испугом замечаю, что у Дрисколла действительно 40 дБ/дек аж до 100-200 Гц. Ладно, подумал, измерения некорректно провел, открыл страничку Паскалля - ситуация немного лучше, но 35 дБ/дек тоже не порядок.
Тут Вам, Stanislav, пока рано делать выводы. Все дело в том, что и Дрисколл и Паскалль (других еще можно добавить) разгоняют на своих кристаллах огромную мощщю, результатом чего, на мой взгляд, является смещение долговременной стабильности к кратковременной. Стареют "бедняшки" резонаторы слишком быстро. Но для основной задачи, последующего умножения, большая мощность подходит как нельзя лучше, тут упрекнуть нельзя. С другой стороны, при большой мощности, начинают проявляться нелинейные эффекты в кристалле, но они не должны повышать степень роста шумов до 4-ой степени.

Поэтому

к вопросам мощности на кристалле нужно отнестись с особой осторожностью. Ну и конечно сравнивать резонаторы на разных частотах - пропорционально частоте. Долговременная нестабильность у 10 МГц, согласитесь, лучше будет.

Немного пофилософствую. Что такое долговременная нестабильность? Внутри вакуумированной колбы остаются газы, которые в течении всего времени вступают во взаимодействие с кристаллом, плюс к этому, со временем может меняться механическая прочность мест контактов кристаллодержателей. Получается, чем выше частота и температура, тем интенсивнее происходит взаимодействие, ну и размер играет свою роль - разное интегральное взаимодействие в расчете на всю площадь. Абсолютный вакуум сделать невозможно, производители придумали добавлять абсорбент и выдерживать в печке длительное время, для быстрого поглощения остатков газов (искусственное состаривание). Рассуждая таким образом, прихожу к мысли, что высокотемпературная стабилизация - не самый лучший способ повышения долговременной стабильности, против охлаждения (допустим Пельтье).

В своем архиве откопал интересный результат по BVA резонатору с экстремальной частотной стабильностью, кстати мощность - всего 60 мкВт.
Frequency stability measurements of ultrastable BVA resonators and oscillators
 05466343.pdf ( 239.66 килобайт ) Кол-во скачиваний: 963

Многим атомным стандартам фору даст. Страшно подумать - 2.7 млн. нагруженная добротность на 5 МГц. Когда это чудо будет у каждого на столе?

Если имеется в виду статья - так это не сумбур, а грантосос. За липовую деятельность.
Свои отчёты по испытаниям приборов готовил куда тщательней и обоснованней. Пока не забил, да уже и не просят.
Если по поводу моих положений - попробуйте возразить без сумбура.

Только сейчас?
У меня взгляд на первое что упал. После этого статью читать стало совсем скучно...

Я так не считаю.
Выводы есть, вполне определённые. Если неправ - возразите.

И опять Вы не правы.
Мощу разгонять на кварцах большую нельзя, в первую очередь, по причине... (изложу позднее, если будет дан ответ на мой вопрос). С остальными прелестями можно было бы мириться.
При таких мощностях могут работать только специально отобранные кварцы. Об этом, если кто не догадался, я и писал ранее.
Дрисколлы об этом вслух не говорят. Посему - фтопку.

Можно и нужно.
Для этого требуется знание особенностей "работы" резонатора. У автора статьи его нет, или он просто жульничает.
Теория не столь проста, как может показаться, а уж практика....

Вне всякого сомнения.
Но 4-е степени на десятках-сотнях герц определяются не резонатором, а криворукостью его эксплуатантов.
Да, вот ещё, самоцитата, уж простите:


В "прецизионном" корпусе вакуум хороший. Потери в резонаторе определяются не им.

Там пятая гармоника, похоже. Ненагруженная добротность в теории приближается к 14-15 млн.
2,5 миллионники можно купить в "Кварце". Но корпус там - увы и ах.

Расшифруйте.


Так не о потерях речь.


Все правильно, в "Кварце" - ненагруженная, а в статье сколько - 5, 7, 10 млн.?
Кстати по Лисону можно подобрать коэффициент связи с резонатором, приблизив нагруженную добротность к ненагруженной, и найти оптимальное значение с точки зрения частотной стабильности.

Позже.
Пока скажу лишь, что в пряморуком исполнении такой эффект будет проявляться на долях герца. Максимум - на первых единицах герц.
Меня как раз такой диапазон интересует.


А о чём?

При помощи потолка и пальца есть вероятность получить ответ, близкий к истине.
Лучше скажите, где таких в коллекцию достать. Ну, или облизнуться, на худой конец...

А что там подбирать?
Если по Лисону, нагруженная добротность должна быть 1/2 от ненагруженной. Прямо из формУлы следует...
Только в нашем случае это не факт, что так. На макете буду подбирать к-т связи.

Вроде о старении речь была.


Я бы сам с радостью, писал уже как-то. Придется с Рубиолой скорешиться. Скоро лето, отпуск, Елисейские поля, французское вино ...


В том то и дело, 0.5 следует для общих случаев.

Старение - процесс длительный и комплексный.
Для прецизионных кварцев вакуум всё же играет не главную роль. Если баллон не нарушен, конечно.
А прилипшие к поверхности пьезоэлемента молекулы газов как раз лучше отваливаются при нагреве.


Зачем тогда его упоминать?

Здесь допустимой мощностью на кристалле всё определяется. Для кварцев, которые я заказал, ток через пьезоэлемент надо выдержать равным 1 мА. Не больше, и не сильно меньше.
Вот и весь Лисон...

Поясните, пожалуйста. Мне казалось, наоборот, на малых отстройках эффект должен проявляться на больших временных интервалах (значительно превышающих обратные величины отстроек).


Под микроскопом можно найти огрехи практически где угодно – от орфографических ошибок до откровенных ляпов – от этого никто не застрахован. Мне больше импонирует рассмотрение под мАкроскопом, т.е. поиск рационального зерна на уровне идеи, которое где-то можно применить (возможно и не там, где это изначально описывается). Кстати, общался и с Леисоном, и с Эверардом, и др. – вполне адекватные люди, критически относящиеся к своим работам, которые не боятся признавать ошибок и - главное - их делать (может поэтому у них что-то и получилось).


Вы же сами предлагали обосновать . Ну да ладно, моё мнение чисто поверхностное и интуитивное. Я скептически отношусь к практической возможности улучшения стабильности из-за проблемы совмещения частот отдельных резонаторов. На дальних отстройках это сказывается меньше и/или технически просто решается (классический пример – зафапчевать несколько OCXO в полосе герц 10, и на дальних отстройках всё будет складываться очень даже хорошо). По мере уменьшения отстройки эффект от сложения будет становиться исчезающе мал или вообще отрицательным. Именно это я и хотел прояснить, также задавая вопрос rloc. Мой интерес чисто практический - могу ли я, скажем, получить какой-то выигрыш и где (на каких отстройках), если я суммирую с десяток однодолларовых TCXO (речь о куда более скромных характеристиках, интересен сам принцип, естественно, ни о каком отборе компонентов речь не идёт).


А что Лисон? 6 дБ усиления в кольцевой схеме для SAW, DRO, полых резонаторов работает очень хорошо. И мощность по Лисону надо выжимать по максимуму, пока транзистор не начнёт выходить из себя (из линейного режима). Отсюда и начинается масса ухищрений (ALC, FLL, feedforward и т.д.). Кстати, в схемах FLL оптимальный коэффициент связи уже не 0.5. В кварцах резонатор становится слабым звеном (мощность) ещё раньше транзистора, только и всего. И кстати, аппроксимация полиномом кривой фазового шума не является единственно возможной. Возможно, другие аппроксимации дадут иные физические интерпретации коэффициентов и, соответственно, более адекватные рекомендации, как это использовать на практике. Но пока никто ничего лучше не придумал. Так что приходится довольствоваться Лисоном.


Вне всякого сомнения. Что (гипотетически) может помочь в улучшении стабильности при комплексном подходе? Сигнал GPS? Что-то ещё?


Возвращаясь к этому же вопросу. Мысли на ходу. Если мы возьмём два генератора и будем мерить уход частоты одного относительно другого на секундных интервалах. Если (к примеру) уход частоты положительный, то слегка (понятие относительное) уменьшаем частоту одного генератора и увеличиваем частоту другого (т.к. априори мы не знаем, какой из них плывёт, будем считать, что оба), чтобы скомпенсировать суммарный уход. Сможем ли мы добиться улучшения стабильности двухгенераторной системы относительно отдельного генератора (по принципу 10logN)?

А почему нет? Только схему построения необходимо изменить: два генератора (или N генераторов) работают абсолютно независимо, а третий подстраивается к их среднему значению. Как реализовать на практике - другой вопрос. В контексте рассматриваемой задачи - просто, генераторы оцифровываются и математически усредняются. С точки зрения нескольких резонаторов, соединенных последовательно или параллельно - сложнее, из-за старения суммарная АЧХ может стать многогорбой, и генератор захватится за один из них. Конечность временного интервала в данном случае можно опустить, о другом думал.


А зачем для данной задачи выжимать максимальную мощность? Улучшит ли это кратковременную стабильность? И какой же коэффициент связи нужен в данном случае? По-хорошему, Stanislav должен подробно описать требования ко всему изделию целиком, а не то, что из этих требований вытекает.

И еще дополнительные вопросы, всем. Можно ли сужать полосу анализа для вычисления частоты? Если да, то насколько? Желательно обосновать.