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GPSDO(TCXO/OCXO)GPS 驯服时钟模块
10 MHz 主时钟 + 1 PPS 同步输出 · GPS 锁定 UTC 同步精度 ±50 ns · 相位噪声 -145 dBc/Hz @10 kHz · 最大功耗 0.7 W · 支持 NMEA 与 SCPI-99 指令并集成 UHD
产品简介
GPSDO(OCXO)是一种集成 GPS 接收器和高稳定性恒温晶振(OCXO)的同步时钟模块,适用于 USRP-LW B210 和 USRP-LW X310 设备,为系统提供高精度 10 MHz 主时钟和 1 PPS 同步信号,实现多台设备的高精度同步,广泛用于分布式雷达、无线通信、信号采集等高精度场景。
模块在 GPS 锁定下 UTC 同步精度可达 ±50 ns,适合雷达、阵列信号处理等严苛场景;GPS 丢失时,3 小时内频率偏移保持在 ≤ ±20 μs。10 MHz 主时钟的相位噪声指标在各频偏点(1 Hz、10 Hz、100 Hz、1 kHz、10 kHz)都属于中高端实验级水准。
模块同时提供 TCXO 与 OCXO 两种振荡器版本,二者架构与工作原理相同:TCXO 功耗更低,但在整个温度范围内的精度较低,且相位噪声特性不同;OCXO 适合对长期稳定性要求高的场景(如基站),TCXO 更适合便携低功耗设备。
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核心参数
• 输出频率:10 MHz 主时钟 + 1 PPS 同步信号
• 1 PPS 精度:±50 ns(相对于 UTC RMS,1-Sigma,GPS 锁定)
• 保持稳定度:≤ ±20 μs(3 小时,25 ℃)
• 1 PPS 输出电平:3.3 VDC CMOS
• 相位噪声:1 Hz -75 dBc/Hz、10 Hz -110 dBc/Hz、100 Hz -132 dBc/Hz、1 kHz -142 dBc/Hz、10 kHz -145 dBc/Hz
• 温度稳定性:±2.5E-08;回溯误差 ±2E-08(断电 1 小时 @25 ℃)
• 频率精度(无 GPS 锁定):OCXO 20 ppb、TCXO 75 ppb
• ADEV:1E-11 @ 1 s
• 预热/稳定时间:≤5 分钟(25 ℃,达到 1E-08 精度);振荡器预热时间 ≈1 分钟 @25 ℃
• GPS 接收机:50 通道,兼容 Mobile、WAAS、EGNOS、MSAS;灵敏度捕获 -142 dBm、跟踪 -168 dBm
• 首次定位时间(TTFF):冷启动 <45 秒,温/热启动 1 秒
• GPS 天线:有源(5 V 兼容)或无源
• 供电与功耗:3.3 / 5 V DC,最大功耗 0.7 W(TCXO 版本 0.5 W)
• 工作/存储温度:工作 0 ℃ ~ +60 ℃,存储 -45 ℃ ~ +85 ℃
• 控制与集成:支持 NMEA 与 SCPI-99 命令,集成于 UHD;兼容 GNU Radio / LabVIEW / Python 等平台
• 适用设备:USRP-LW B210、USRP-LW X310
架构与特性
GPS 驯服与保持能力
• GPS 锁定下 UTC 同步精度 ±50 ns,适合雷达、阵列信号处理等严苛场景;GPS 丢失时,3 小时内频率偏移保持在 ≤ ±20 μs 的稳定度水平。
• ADEV 达到 1E-11 @ 1 s,温度稳定性 ±2.5E-08,回溯误差 ±2E-08(断电 1 小时 @25 ℃),为长时间连续运行提供稳定的频率基准。
• 预热时间短,预热/稳定时间 ≤5 分钟(25 ℃,达到 1E-08 精度),振荡器预热时间 ≈1 分钟 @25 ℃,可快速进入可用状态。
优良相位噪声的 10 MHz 主时钟
• 10 MHz 主时钟的相位噪声指标在各频偏点(1 Hz、10 Hz、100 Hz、1 kHz、10 kHz)都属于中高端实验级水准。
• 相位噪声典型值:1 Hz -75 dBc/Hz、10 Hz -110 dBc/Hz、100 Hz -132 dBc/Hz、1 kHz -142 dBc/Hz、10 kHz -145 dBc/Hz。
TCXO 与 OCXO 版本差异
• 板载 OCXO(恒温振)与板载 TCXO(温补振)的架构与工作原理相同:TCXO 功耗更低,但在整个温度范围内的精度较低,且相位噪声特性不同。
• 无 GPS 锁定时的频率精度:OCXO 20 ppb,TCXO 75 ppb。
• 保持稳定度:OCXO 20 μs,TCXO 未指定。
• 功耗:OCXO 0.7 W,TCXO 0.5 W。
• 适用场景:OCXO 适合对长期稳定性要求高的场景(如基站),TCXO 更适合便携低功耗设备。
控制与集成接口
• 支持 NMEA 与 SCPI-99 命令,并集成于 UHD 驱动,便于在软件无线电应用中直接调用与配置。
• 兼容 GNU Radio / LabVIEW / Python 等平台;采用 3.3 V / 5 V 供电设计,标准 3.3 V CMOS 1 PPS 输出。
• 支持有源(5 V 兼容)和无源 GPS 天线;工作温度 0 ℃ ~ +60 ℃,存储温度 -45 ℃ ~ +85 ℃。
典型应用
• 分布式相控阵:为分布式多节点提供统一的 10 MHz 主时钟与 1 PPS 时间基准
• 分布式雷达:实现多台采集设备的高精度同步,支撑雷达与阵列信号处理
• 超宽带频谱监测:为宽带监测系统提供低相位噪声的频率参考
• 5G 大规模 MIMO 基站验证:多台设备间的时钟与时间同步,满足大规模天线系统验证需求
• 无线通信与信号采集:为 USRP-LW B210、USRP-LW X310 等设备提供高精度同步时钟
• 工业物联网与传感器网络:TCXO 低功耗版本适合便携式与长时间部署的采集节点
资源下载
本页技术指标整理自上述官方资料,实际配置以厂商最新规格书为准。
详细指标请见 GPSDO(TCXO/OCXO)详细指标页。
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