Horloges atomiques, oscillateurs a quartz

[invite7bd9a519]

Bonjour a tous,

Je fais un TIPE sur le GPS et je cherche une experience a realiser.
Je pensais peut-etre me lancer sur l'etude d'une horloge atomique et plus precisemment sur la modelisation d'un oscillateur a quartz afin d'etudier ses differentes caracterisitques... Est-ce que quelqu'un aurait des informations sur les circuits a realiser? Je n'arrive pas a trouver de circuit a modeliser.....
Par ailleurs auriez-vous des idees sur une modelisation maple possible a realiser? En effet, j'aimerais realiser une procedure maple sur l'oscillateur a quartz ou sinon sur les corrections ionospheriques....
A l'origine, je voulais creer une procedure maple qui me donne la position d'un objet avec et sans correction ionospherique pour ensuite comparer l'importance de celle-ci... Cela dit je n'ai aucune donnee numerique.... Pensez-vous qu'il soit possible a l'aide de maple d'etablir une correction ionosherique?
Merci pour votre aide!

PS: Si l'un de vous a une idee de modelisation maple en rapport avec le GPS je suis de toute ouie ^^
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[obi76]

Je pensais peut-etre me lancer sur l'etude d'une horloge atomique et plus precisemment sur la modelisation d'un oscillateur a quartz afin d'etudier ses differentes caracterisitques...

Heu quel rapport entre horloge atomique et à quartz ?
Les 2 ne font que "recadrer" des impulsions à l'aide d'un système de référence censé osciller à une fréquence bien particulière (fréquence des photons émis lors de la déséxitation du Cesium pour les horloge atomique, résonance mécanique du quartz pour les horloges à quartz).

Pour le GPS c'est pas très avant-guardiste. L'Europe est en train d'en réaliser un d'une précision autre que celle du GPS (et au moins ce n'est pas contrôlé que par une seule nation qui en profitent de temps en temps )

Par railleurs, j'ai vu une autre conversation :

Je fais un TIPE sur l'effet Mpemba et je me suis penchee surtout sur le phenomene de surfusion.

Tu fais quoi comme TIPE au final ?

[invite7bd9a519]

Bonjour,

Je pensais qu'une horloge atomique devait asservir un oscillateur a quartz.... En tout cas c'est ce que disait ce site.... Peut-etre n'ai-je rien compris.....
http://wapedia.mobi/fr/Horloge_atomique
C'est pour ca que je voulais etudier un oscillateur a quartz pour montrer pourquoi on utilisait ce type d'oscillateur et pas un autre type...
Au niveau TIPE c'est une assez longue histoire.... En fevrier j'ai du faire une ADS sur un article trouve (qui ne devait rien avoir avec le vrai TIPE que j'ai du choisir vers mai/juin). Voila pourquoi j'ai 2 sujets de TIPE differents postes. Le premier n'etait qu'un entrainement.

Est-ce que tu saurais quels types d'oscillateurs a quartz sont utilises dans une horloge atomique? J'ai vu qu'il y avait plusieurs tipe d'osc. a quartz (Pierce,etc.) Mais je ne sais pas lequel est present dans l'horloge atomique utilisee das un GPS...
Merci d'avance!

[f6bes]

Bjr à toi,
Une horloge atomique est un ETALON de fréquence.
L'horloge ASSERVI un oscillateur à quartz.
C'est pas tout à fait pareil.
horloge atomique :
http://www.obs-besancon.fr/tf/equipe...les/node6.html
Bien sur cet étalon permet par COMPARAISON de calibrer d'autre oscillateur-maitre.
Un quartz classique n'est pas trés "préçis", si l'on recherche la "perfection".
Il est sensible à la chaleur, à l'hygrométrie, au variation de tension ets....
Lorsque'on cherche un peu plus de préçision on utilise des quartzs thermostatés.
Mais là on est encore bien loin de la préçision de l'ETALON.

Dans un GPS je doute qu'il y ait une horloge atomique. Mais rien n'interdit de COMPARER et CORRIGER les GPS grace à une horloge atomique qui probablement se trouve dans des piéces regulées sous toutes les formes (température, hygrométrie, etc...)

A+

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite7bd9a519]

Bonjour,

Je me suis peut-etre mal exprime, l'horloge atomique ne se trouve pas dans le GPS mais dans le satellite GPS.
Es-tu sur qu'il n'y a pas d'oscillateur a quartz dans une horloge atomique? J'ai vu plusieurs documents qui disaient justement que l'horloge atomique comportait un oscillateur a quartz (car c'est le plus stable)... J'ai l'impression de ne rien avoir compris de ce que je pensais avoir compris.....
Pourrais-tu m'expliquer la notion d'ETALON? J'ai conscience que je n'ai pas tout a fait compris le foncitonnement d'une horloge atomique....

[invité576543]

Es-tu sur qu'il n'y a pas d'oscillateur a quartz dans une horloge atomique? J'ai vu plusieurs documents qui disaient justement que l'horloge atomique comportait un oscillateur a quartz (car c'est le plus stable)... J'ai l'impression de ne rien avoir compris de ce que je pensais avoir compris.....
Pourrais-tu m'expliquer la notion d'ETALON? J'ai conscience que je n'ai pas tout a fait compris le foncitonnement d'une horloge atomique....

Il y a bien un oscillateur à quartz dans une horloge atomique, mais il y a plein d'autres choses aussi. C'est l'ensemble qui est une horloge, pas l'oscillateur.

Une horloge atomique usuelle contient un générateur de champ oscillant (et donc un oscillateur) dont la fréquence d'émission est finement contrôlée par la détection de la déviation ou non d'atomes qui sont influencés uniquement par une fréquence extrêmement précise (cette fréquence servant d'étalon).

Plus d'explications là (par exemple):

http://www.obs-besancon.fr/tf/equipe...les/node6.html

Cordialement,

[invite7bd9a519]

Merci pour votre reponse,

y-a-t-il un moyen d'etudier l'oscillateur a quartz present dans l'horloge atomique? J'ai vu qu'il y avait plusieurs types d'oscillateurs a quartz, savez-vous lequel est utilise dans une horloge atomique?
merci!

[invite61c21e86]

l'oscillateur a quartz sert a son fonctionnement, seulement les radiations du cesium servent a mesurer le temps.

Effectivement dans chaque satellite, il y a une telle horloge.

[invite7bd9a519]

Merci de ta reponse! Est-ce que quelqu'un connaitrai le circuit equivalent a l'oscillateur a quartz de l'horloge?? ^^
S'il vous plait!!!

[f6bes]

Bsr à toi,
J'ai pas dit qu'il n'y avait pas de quartz , j'ai dis que l'horloge ASSERVI un oscillateur à quartz.
Un ETALON est une REFERENCE trés précise.
T'as regardé le lien que j'ai mis !!
Un coup de Google ou de Wiki "horloge atomique" et t'en sauras un peu plus !
A+

[invite7bd9a519]

Oui excuse-moi, sur le moment je n'ai pas eu le temps de bien bien regarder le link.....
Pensez-vous qu'il soit possible de trouver le circuit equivalent d'un oscillateur a quartz? j'ai cherche sur l'internet mais je n'en trouve pas.... A vrai dire, je ne sais pas si pour un GPS je peux prendre un oscillateur a quartz specifique (du style Pierce,etc.)... Quelqu'un aurait-il une idee? Devrais-je faire l'etude sur un oscillateur a quartz general?
Merci beaucoup!

[f6bes]

Bjr à toi,
Circuit EQUIVALENT , c'est cela:
http://pagesperso-orange.fr/f5zv/RAD...B/RM23B21.html
Un oscillateur à quartz CLASSIQUE est INSUFFISANT (pas assez de précision, dérive etc..) pour un "GPS".
Ote toide l'idée de réaliser une horloge pour GPS (horloge atomique).
Aurais tu l'idée , meme si t'es BON en mécanique, de réaliser une voiture de FORMULE 1 , là c'est pareil !!!!
A+

[invite7bd9a519]

Merci pour ta reponse. Je n'ai jamais eu l'idee de realiser une horloge atomique..... Sauf dans mes reves les plus fous ^^
Je te remercie pour ton circuit. Saurais-tu quel oscillateur a quartz est le plus adapte pour les horloges atomiques? J'ai fait des recherches pour trouver les types d'oscillateurs utilises mais je n'ai eu que des reponses tres vastes....
Encore une fois merci d'avance!

[f6bes]

Saurais-tu quel oscillateur a quartz est le plus adapte pour les horloges atomiques?

Bsr à toi,
Aucune idée , mais ne doit pas y avoir qu'UN seul concept !
A+

[invite7bd9a519]

Aha d'accord pas de prob. J'ai juste une question... Le circuit que tu m'as envoye est le circuit equivalent d'un quartz. Mais en fait, je recherche le circuit equivalent d'un oscillateur a quartz.... D'ou le probleme du type d'oscillateur...
Est-ce que quelqu'un aurait une idee?? Merci beaucoup!!

[invite0bbfd30c]

Normalement les oscillateurs asservis utilisés dans les horloges atomiques sont des VCXOs de très grande qualité. Apparemment ce modèle http://www.kernco.com/index.php?page=vcxo est embarqué dans les satellites du GPS...

[f6bes]

z.... D'ou le probleme du type d'oscillateur...
Est-ce que quelqu'un aurait une idee?? Merci beaucoup!!

Bsr à toi,
Voir sur ce site:
http://assoc.pagespro-orange.fr/f6crp/elec/
Tu vas sur la partie DROITE, tu choisis le chapitre "radioélectricité".
Dans ce chapitre tu cliques sur "Quartz en oscillateur et filtre".
Tu trouveras différent type d'oscillateur à quartz (principe).
Tu peux aussi visiter ce site:
http://pagesperso-orange.fr/f5zv/RADIO/RM/RM.html

A+

[invite7bd9a519]

Bonjour,

Merci encore une fois pour vos reponses qui m'aident beaucoup beaucoup beaucoup!
En fait ce que j'ai compris c'est que le quartz est la source de la stabilite des oscillateurs a quartz mais qu'il en existe differents types a cause justement de leur circuit et du quartz utilise. Donc faire une etude sur le quartz tout seul serait inutile vue que leur utilisation differe d'un circuit a l'autre. Non?
J'ai donc l'intention d'etudier un oscillateur VCXO (merci Chip!).
Est-ce que quelqu'un aurait un livre ou des infos sur le VCXO, son circuit, etc.?
J'ai recherche sur l'internet mais j'ai un peu du mal a trouver des circuits clairs avec des explications qui me sont accessibles....
Merci beaucoup d'avance!

[f6bes]

Bjr à toi,
Regarde dans ton ce qui s'appelle TCXO, MCXO, OCXO etc....
Montage OCXO:
http://pagesperso-orange.fr/f1bzg/trvt/ocxo60.pdf
http://millimeterwave.free.fr/Chapit...O_G8ACE_cj.pdf

Remarque sur ces oscillateurs (source wiki):
Ces composants, particulièrement les OCXO, ont une stabilité à court terme excellente, ils sont seulement limités par le bruit induit par les composants actifs de l'oscillateur. À long terme la stabilité est dégradée par le vieillissement du quartz.

Ces limitations ne permettent pas de dépasser une précision de 10−10 fois la fréquence nominale. Pour cette raison, les applications nécessitant précision et stabilité à long terme utilisent des horloges atomiques.
A+

[invite7bd9a519]

Bonjour,
Encore une fois merci pour ta reponse. Ces types d'oscillateurs sont-ils des VCXOs?? Si oui merci, il ne me reste plus qu'a etudier ces types de circuits qui relevent plus de l'electronique que de l'electique (a premiere vue).
Encore une fois merci beaucoup!

[invite7bd9a519]

Bonjour,
Encore une fois merci pour ta reponse. Ces types d'oscillateurs sont-ils des VCXOs?? Si oui merci, il ne me reste plus qu'a etudier ces types de circuits qui relevent plus de l'electronique que de l'electique (a premiere vue).
De plus, j'aimerais savoir quelle est la difference entre un VCO et un VCXO. Bon d'accord l'un d'eux possede un quartz et l'autre non. Mais au niveau du montage, peut-on dire qu'ils soient semblables et qu'il faut juste echanger une piece par une autre pour passer d'un VCO a un VCXO?
Encore une fois merci beaucoup!

[Deedee81]

De plus, j'aimerais savoir quelle est la difference entre un VCO et un VCXO. Bon d'accord l'un d'eux possede un quartz et l'autre non. Mais au niveau du montage, peut-on dire qu'ils soient semblables et qu'il faut juste echanger une piece par une autre pour passer d'un VCO a un VCXO?

Bonjour,

Ce n'est pas du tout ma spécialité. Mais comme je passais dans le fil

J'ai trouvé ceci :
http://laii.univ-poitiers.fr/THESES/...y_lagutere.pdf
"Conceptions et modélisations d’oscillateurs et de leurs boucles à verrouillage de phase associées pour des applications de radiocommunications mobiles professionnelles"

Ils disent (page 54) que "Les VCXO sont des VCO utilisant un quartz comme circuit résonnant" ....

Et il y a quelques références à la fin de la thèse.

Si ça peut aider......

[invite7bd9a519]

Bonjour et merci beaucoup pour ta reponse.
Ton site va beaucoup m'aider et les circuits proposes ont l'air beaucoup moins bourrins que ceux que j'ai trouve DOnc c'est clair qu'il m'aidera a mieux comprendre leur fonctionnement... Manque de chance, ce sont des VCO...
Je me demande si je ne devrais pas etudier un VCO pour justement montrer que leur precision est moins bien que les VCXOs, qu'ils ne sont pas adaptes etc. Mais j'ai peur que cela sorte un peu de mon sujet.....
Quelqu'un saurait-il ou trouver un montage de VCXO assez comprehensible et abordable? Merci beaucoup!!

[f6bes]

Bjr Aqualover001,
Un VCO est un "béte" circuit oscillateur LC dont un élément (ou partie) C est variable.
En l'occurence aux bornes d'un circuit LC se trouve un diode VARICAP.
Cette diode à la particularité ( toutes les diodes l'ont plus ou moins) de voir sa CAPACITE variée suivant la tension que l'on lui applique en INVERSE (pas dans le sens passant).
Donc si on fait varier la tension aux bornes de cette diode ,on fait varier sa CAPACITE qui au final fait varier le terme C de LC.
L'on peut donc commander l'oscillateur par une tension ( Voltage Controled Oscillateur).
Bien sur, basiquement, ce n'est qu'un OSCILLATEUR LC, donc la STABILITE ne sera que cellle d d'un tel circuit,suijet à l'échauffement, aux variations (non voulues) de tension etc...
C'est trés loin d'avoir les qualités d'un oscillateur à quartz.
Suffit pas de remplacer LC par un quartz pour en faire un VCXO.
En général , l'étape suivante, dans un VCO, c'est de chercher à STABILISER la fréquence. POur cela on fait de la "contre réaction". C'est à dire que si la fréquence à tendance à "glisser", on compare l'écart de fréquence à un oscillateur Quartz et on fait en sorte que cela produise une TENSION (appliquée à la varicap )qui va venir compenser la dérive en fréquence.
On utilise pour cela des PLL (Boucle à verouillage de phase)
Cela améliore notablement la satbilité en fréquence.
Le petit hic, c'est que le systéme de "régulation" produit bien souvent un " bruit"(bruit de phase) qui parfois peut etre génant suivant les applications.

On ne passe donc pas d'un VCO ( tout bete au départ) à un VCXO aussi simplement que cela.
A+

[invite7bd9a519]

Bonjour f6bes et encore une fois merci pour ta reponse.
Donc si j'ai bien compris tout ce que tu viens de me dire, realiser un VCXO a partir d'un VCO est assez complique.... Ca explique pourquoi les circuits que j'ai trouve sont justement assez compliques et ont des boucles de partout.... J'ai bien peur que ce sont donc ces types de montages bourrins qu'il faut que j'etudie....
Avant que je me lance dans ces folies aurais-tu une autre idee toujours basee sur les oscillateurs dans un GPS?
Je me dis que peut-etre je pourrais justement a partir d'un VCO essayer de l'ameliorer pour qu'il se rapproche d'un VCXO et en tirer quelques conclusions mais j'ai peur de n'en etre pas vraiment capable.... Qu'en penses-tu?
Merci beaucoup pour ton aide!

[f6bes]

Bsr à toi,
Un VCO basiquement c'est cela (pas représenté le transistor oscillateur): PJ.
Pour qu'il se "rapproche" d'un VCXO faut rajouter la régulation en fréquence par le PLL.
Mais meme là je pense que ce n'est pas ENCORE suffisant pour atteindre les contraintes d'un oscillateur GPS.
En général le quartz d'un PLL n'est pas thermostaté. Il peut donc dériver suivant la température.
Le pas suivant est la régulation thermostatique du quartz du PLL.
Bien sur rien ne sert de thermostater si par ailleurs on ne prend des précautions pour que la température n'influence
pas mécaniquement (dilatation) les composants du circuits LC de l'oscillateur !
Bonne soirée

[invite7bd9a519]

Bonjour,

Merci beaucoup pour ton aide! Je vais aller etudier cela de plus pres maintenant ^^