GPSDO选择指南

摘要

本文介绍了如何在USRP B、N和X系列设备上选择和使用GPSDO。

概述

Ettus Research提供了许多GPS约束振荡器（GPSDO）选项，可提高USRP软件定义无线电的频率精度，并使用GPS实现全球同步和定位。GPSDO模块集成在USRP盒内，与USRP硬件驱动程序（UHD™）无缝配合,为了实现设备的全局定时对准、MIMO应用的相干操作、相控阵处理以及与外部设备（例如测试设备）的一般同步。此外，大多数USRP设备接受外部PPS信号进行时间校准，以及10 MHz参考频率校准-这允许外部时间和频率源（如OctoClock-G八通道时钟分布）用于更精确的同步。有关USRP同步功能的更多信息，请参阅“USRP设备的同步和MIMO能力”。

本应用说明将特别说明USRP产品线可用的各种内部GPSDO选项的选择标准。同步的第一条规则是共享一个时钟总是比尝试通过GPS同步要好。gpsdo将代替共享时钟，提供下一个最佳的同步级别，这对于大多数应用程序来说已经足够了。GPS也更加灵活，因为设备可以在地理上分开并保持同步。

通用GPSDO功能

所有GPSDO都有一些共同的特性。每个GPSDO包括一个10 MHz振荡器，可以是TCXO或OCXO。10MHz振荡器可以独立工作，即,即使GPSDO没有锁定到卫星星座，它也可以提供时钟。根据GPSDO型号，解锁振荡器将提供20~75 ppb之间的系统频率精度。GPSDO模块还将产生1pps信号，用于定时同步。如果连接了GPS天线，GPSDO将锁定到GPS卫星星座，并且10 MHz振荡器可以按照全球GPS标准进行调节。在这种情况下，1pps信号也将在50ns内与全球标准对齐。

每个设备的建议内部GPSDO

Ettus Research提供了几种GPSDO选项。安装在板上的GPSDO与USRP X300/X310和B200/B210兼容，而GPSDO套件与USRP N200/N210和E100/110兼容。为避免损坏，用户还必须为GPSDO选择适当的天线。下表1总结了设备兼容性和建议。

GPSDO Type	Recommended for use with:	Compatible Antenna	B200/B210	N200/N210	X300/X310	E100/E110
GPSDO Kit	USRP N200/N210 // USRP E100/E110	3V Active		X		X
Board-Mounted GPSDO (OCXO)	USRP X300/X310 // OctoClock*	5V Active	X		X
Board-Mounted GPSDO (TCXO)	USRP B200/B210	5V Active	X		X

表1. 请注意，OctoClock-G已经包括一个内部板安装的GPSDO（OCXO）。
但是，订购了不带内部GPSDO的OctoClock的客户可以升级他们的设备。

为多个USRP设备共享一个GPSDO

USRP产品线提供的内部GPSDO选项非常适合将单个设备与GPS标准同步。在某些情况下，用户可能希望使用单个GPSDO来同步多个设备。在这种情况下，Ettus Research建议使用OctoClock-G。octockl-G包括一个安装在内部板上的GPSDO（OCXO），并以确保信号之间最小偏差的方式分割PPS和10mhz信号。这对于多个USRP设备的一致运行非常重要。

使用总线电源和安装在板上的GPSDO操作USRP B200/B210

可以使用带有总线电源的USRP B200/B210，而不是外部电源。这允许用户使用一根USB电缆提供数据流和电源接口。虽然板载GPSDO（OCXO）和板载GPSDO（TCXO）都与USRP B200/B210兼容，但总线电源不能与OCXO版本一起使用。我们建议客户将TCXO版本与USRP B200/B210一起使用。

板载OCXO与板载TCXO的区别

板载OCXO和板载TCXO的结构和工作原理是相同的。然而，TCXO消耗较少的功率，在其整个温度范围内提供较少的精度，并且具有不同的相位噪声特性。下表2总结了这两个模块之间的细微差别。有关详细规格，请参阅相应的产品页面。

Specifications	OCXO	TCXO
Frequency Accuracy w/out GPS Lock	20 ppb	75 ppb
Phase Noise	Better Wideband Phase Noise	Better Close-In Phase Noise
Hold-Over Stability	20 us	Not Specified
Power Consumption	0.7 W	0.5 W
Price	Click here	Click here