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更多>>高级时钟模块电气特性
来源：http://www.konuaer.com 作者：康华尔电子 2019年10月31
本文开始介绍高级时钟模块电气特性，主要是美国IQD频率元器件制造商的高级时钟模块产品系列，这些模块为分布式网络系统提供电气定时功能。 这些单元主要围绕GPS接收机产生的1PPS（每秒脉冲）定时同步信号旋转，该信号是从GPS卫星系统接收到的已发送定时信息中得出的。
时钟模块摘要信息
IQCM-100
该主模块旨在提供1PPS和10MHz输出信号，并在24小时内保持±1.5μs的保持稳定性，以满足LTE-TDD等应用的电信标准要求。 IQCM-100需要从GPS接收器获得单独的客户提供的1PPS信号。
IQCM-110
IQCM-110模块具有与IQCM-100类似的功能，但它具有内置的GPS接收器单元。 但是，客户必须提供连接到设备上SMA连接器的合适天线。 建议使用有源天线。
IQCM-200
该模块还具有与IQCM-100器件类似的功能，但可提供宽松的保持规范，以延长时间或减小温度变化极限，以解决在24小时内±1.5μs并不重要的应用。
IQCM-300
该模块提供基于IEEE1588的PTP（精确时间协议）功能。
PTP或IEEE1588是用于在网络上不同位置之间发送准确的定时同步的协议。 IQCM-300能够充当系统内的“主时钟”或“从属时钟”，并因此能够将同步消息传递到系统中的其他时钟。该模块提供与IQCM-100相同的保持功能，但具有可以通过PTP 1588网络进行通信的附加功能。 IQCM-300需要单独的客户提供的GPS接收器。
典型应用包括：
3G / 4G LTE基站
时钟服务器
时钟源
IP回传
PTP服务器
雷达
智能电网
测试与量测
应用注意事项
这些模块的主要目的是维持GPS系统的1PPS（每秒脉冲）信号，并在通信网络系统中用于同步定时。如果您的系统依靠GPS信号来保持准确性，并且GPS信号由于失锁，恶劣的天气，干扰或其他问题而失败，则这些时钟模块能够保持1PPS信号直到恢复GPS锁定为止，从而使网络成为可能系统保持在规格范围内。
我需要什么规格模块？
为了确定哪个模块适合您的特定应用，需要考虑各种参数，例如：
a /我的系统需要什么保留规范？
b /我将在什么时间段内没有GPS信号？
c /遇到GPS信号丢失时，模块会看到什么环境条件？
为什么在24小时内达到1.5μs？
为了完全满足某些特定电信协议（例如LTE）的要求，您的产品必须证明，如果GPS信号丢失，它可以在24小时内将精度保持在±1.5μs之内。
但是，某些系统可能不需要这种保持水平，因此，如果可以放宽此值，则可以降低单位成本。请记住，如果不需要此参数，请不要过度指定。
保持模式下的环境变化
这些时钟模块结合使用OCXO和软件算法来在无GPS信号期间保持其1PPS精度，因此了解GPS丢失期间模块将看到的温度变化非常重要。
如果您的设备将在空调房间中使用，则温度变化可能很小，可能为±2°C。但是，如果模块位于例如天线的底部，则在此无GPS期间，它可能会经历更宽的温度变化。
重要的是要了解保持温度规格与工作温度范围不同。工作温度范围可以是0到70°C，但是在没有GPS信号的情况下，温度的保持变化可能仅为±2°C，以在24小时限制内达到所需的1.5μs。这意味着该模块可以在其工作范围内的任何特定温度下工作，但是当GPS信号丢失时，该模块必须保持在其较小的保持温度范围内，例如±2°C，以保持在1.5μs内24小时
由于需要补偿保持温度，因此GPS丢失时温度变化越大，则补偿越难，因此会影响单位成本。
GPS信号丢失期间的保持时间
对于GPS信号在整个24小时内都不会丢失的应用，例如8小时，则无需指定时钟模块及其完整保持时间。规格上的这种放松会影响单位成本，因此请记住，如果不需要此参数，请不要过度指定。
问题和答案
时钟模块IQCM-110的天线有什么要求？
为了获得最佳性能，请选择海上圆顶型天线。天线与时钟模块之间的连接电缆应小于10m。如下图所示，天线应放置在空旷的地方，以帮助时钟模块找到卫星信号，否则可能会影响时钟模块的性能甚至正常工作状态。
2.如果时钟模块想要保持1.5μs/ 24h的保持时间，嵌入式振荡器的规格是什么？
计算：-24小时x 60分钟x 60秒= 86400秒
24小时漂移必须小于24小时内的保持时间/秒，即1.5E-6 / 86400 = 1.74E-11。
影响OCXO 24小时漂移的主要因素有两个：
1. OCXO温度稳定性
2.每天OCXO老化
为了达到1.74E-11的稳定性，我们选择了规格严格的振荡器，并使用一种算法来补偿老化漂移，该漂移通常可使器件优化约100倍。
3. 工作温度范围变化时； DAC和其他组件的温度漂移是否会影响整个系统的时钟精度？
上图显示了振荡器控制模块的总体设计。 OCXO的控制电压由MCU控制的DAC改变。从设计角度出发，知道工作温度变化何时会急剧变化，那么我们应该考虑DAC和参考电压的温度漂移的影响。假定工作温度范围为0 + 60°C。
例如，精密16位DAC8571的温度漂移系数为FSR /°C（-5ppm）（典型值），因此，对于0至60°C的温度变化，基准电压变化为：60 x 5ppm x 3.0V = 0.9mV
此基准电压变化会影响DAC，进而改变OCXO的频率。以精密基准电压REF3230为例，REF3230输出电压温度漂移规格为：0°C至125°C，4至7ppm /°C和- 40°C至125°C，10.5至20ppm /°C以0至60°C的示例温度变化为例，参考电压变化为：
60°C x 7ppm x 3.0V（OCXO的拉范围）= 1.26mV
因此，总漂移变为：0.9mV + 1.26mV = 2.16mV
在0?3.0V的控制电压下，基于±0.4ppm的振荡器上拉范围，振荡器漂移是由
基准电压源和DAC的温度漂移为：
（0.8ppm pk-pk / 3V）x 2.16mV = 5.76E-10ppm，远远超过满足1.5μS/ 24h保持所需的1.74E-11ppm。
为了解决这些问题，高度稳定的振荡器的温度控制电路使用其自己的专有技术来提高控制精度，以确保在温度变化时保持振荡器的精度。
通过分析，该设计的总漂移仅为9.6E-13，其中包括满足LTE1.5μS/ 24h保持要求的电压基准和DAC漂移。该电路还确保当工作温度快速变化时，产品不会显示出快速的频率变化现象（温度控制不够）。
4.了解内部算法的工作原理
失去与GPS信号的连接后，一些关键因素用于计算正确的OCXO晶振控制
电压：
1）GPS即将丢失之前的信号通常不稳定，因此需要从GPS中删除这些参考记录。
2）如果环境温度变化是周期性的，则该装置应至少收集一个周期的数据以进行建模。如果存在明显的周期性变化，则该单元将根据其特定情况进行分析。
3）OCXO晶振上电后的前三天，老化曲线相对陡峭，之后趋于平稳，因此OCXO晶振上电的时间越长，建模效果越好。对于行为建模，最好使用两倍的预计时间。因此，为了获得最佳结果，设备将使用两天的数据推断一天的数据，否则补偿可能会过多，并且准确性可能会降低。
5.如何测量时钟模块的保持时间？
通常有两种方法可以测量时钟模块的保持时间：
1）使用外部标准1PPS信号进行测量。
开机7天并锁定标准的1PPS GPS接收信号3天后（原子水平精度），内部没有GPS接收器的时钟模块被断开。然后将时钟模块的1PPS输出信号和外部GPS导出的1PPS信号连接到示波器。然后可以在预定时间之后观察并比较两个信号的值的差异。
2）用内部1PPS标准进行测量。 （此方法仅适用于带有内置GPS接收器的IQCM-110时钟模块）。
开机7天和锁定GPS信号3天后，时钟模块被迫保持状态，其中时钟模块仍提供标准的1PPS输出信号，但内部高稳定性振荡器未遵循标准的1PPS GPS衍生信号调整时钟模块的频率和相位。然后将标准的1PPS GPS衍生信号和时钟模块的1PPS输出信号（在保持模式下）连接到示波器。然后可以在预定时间之后观察并比较两个信号的值的差异。
6.如果时钟模块产生大量热量，可以冷却吗？冷却会影响精度吗？可以采取什么方法？
当振荡器运行且风速小于1.7m / s时风扇冷却不会影响振荡器时，OCXO晶振烤箱的温度可以达到85°C。但是，如果在打开风扇时风速迅速变化并且风速快于1.7m / s，则烤箱的加热控制将无法正常运行。这导致温度不稳定性并且振荡器稳定性降低。应严格控制风速，在冷却过程中保持整个环境温度稳定。
7.时钟模块可以响应the秒的变化吗？
时钟模块将在GPS接收器具有the秒信息的情况下确保当前UTC时间的准确性。 GPS接收器接收到的时间信息经过转换并经过leap秒调整后转换为UTC时间信息。如果卫星信号良好，则可以在12.5分钟内获得available秒信息，以提供准确的时间信息。
通常当前的leap秒是已知的，因此只要时钟模块具有标准的1PPS时间，它将基于获取的GPS时间使用时间信息，并且可以在3分钟内可用。会使用其内部算法自动更改时间信息，从而保持时间准确性，并且系统无需人工干预即可工作。
8.具有内置GPS接收器的模块需要多长时间才能实现GPS锁定？
通常，当卫星信号良好时，获得1PPS信号的时间将在1-3分钟之内。如果模块在3分钟内未能锁定，请检查天线是否正确安装。获得GPS锁定后，模块将捕获1PPS信号，并开始不断调整高稳定性晶体振荡器的精度。通常，在捕获1PPS信号后的5分钟内，相位偏移将不超过100ns。
9.时钟模块输出消息的格式是什么？
时钟模块的输出消息格式是波特率为9600的串行通信，由8个数据位和1个停止位组成。具有内部GPS接收器的时钟模块的输出消息遵循GPS标准协议NMEA-0813。 NMEA消息提供NMEA句子信息，包括代码。
GPRMC，GPVTG，GPGGA，GPGSA，GPGLL，GPZDA。
时钟模块输出时序信息
下图显示了IQD频率产品时钟模块的主要输出信号时序。 当模块锁定并同步到GPS信号时，输出信号序列将如图1.4所示
默认情况下，GPS标准1PPS的脉冲宽度为100ms，而10MHz 1 PPS衍生信号的脉冲宽度也为100ms。 10MHz信号输出上升沿与1PPS上升沿同步。
相应的输出消息内容如图1.5所示，输出消息的时间跨度与协议内容有关
串口TX的输出消息
时钟模块具有多种不同的输出数据信息格式，具体取决于所讨论的型号。
IQCM-100和IQCM-200输出一个数据字，其中包含诸如是否将本机锁定到1PPS输入，已锁定多长时间，1PPS输入与1PPS输出之间的相位差之类的信息。此数据以标准UART格式输出。
IQCM-300输出与IQCM-100和IQCM-200相同的数据字。此外，它还以SGMII格式输出处理时间协议（PTP）数据。
IQCM-110输出标准GNSS数据字GPRMC，GPVTG，GPGGA，GPGSA，GPGSV，GPGLL，GPZDA，这些均以用于GNSS通信的标准NMEA格式输出。详细信息如下。
NMEA协议简介：
NMEA协议是美国国家海洋电子协会建立的一种通信格式，目的是在不同的GPS系统中建立统一的RTCM（航海无线电技术委员会）标准。
根据NMEA-0183协议的标准，GPS接收器通过串行端口将位置，速度和其他信息发送到PC，PDA或其他连接的设备。 NMEA-0183是标准协议，因此GPS接收器应符合要求，因为它是使用最广泛的GPS接收器协议。
最常见的GPS接收器，GPS数据处理软件和导航软件均符合或至少兼容此协议。
NMEA协议格式规范如下：
帧头：1个ASCII字符，'$'（0x24）
协议类别：2个ASCII字符，例如'GP'（0x47 0x50）
协议ID：3个ASCII字符，例如“ RMC”（0x52 0x4D 0x43）
数据：不定长度，以“，”分隔
校验和：2个ASCII字符表示1个字节的十六进制数字，所有字符XOR运算结果之间为'$'和'*'
帧结束：2个ASCII字符，代表Enter Wrap （0x0D 0x0A）
NMEA句子协议的通用标准
GPRMC
说明：推荐最小数据（RMC）推荐位置信息。
格式：$ GPRMC，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<11>，< 12> * hh
<1> UTC时间，hhmmss（时间）格式
<2>定位状态，A =有效定位，V =无效位置
<3>纬度ddmm.mmmm（度）格式（前面的0也将被发送）
<4>纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<5>经度（dddmm.mmmm度）格式（前面的0也将被发送）
<6>经度半球E（东经）或W（西经）
<7>地面速度（000.0?999.9，前面的0也将被发送）
<8>地面走向（000.0?359.9度，以1为参考，前面的0也将被发送）。
<9> UTC日期，ddmmyy（DMY）格式
<10>磁偏角（000.0?180.0度），默认不输出
<11>磁偏角方向，E（东）或W（西），默认不输出
<12>模式指示（仅NMEA0183版本3输出，A =自主定位，
D =差分，E =估计，N =数据无效）
GPVTG
说明：地面路线和地面速度（VTG）地面速度信息。
格式：$ GPVTG，<1>，T，<2>，M，<3>，N，<4>，K，<5> * hh
<1>指向北基准面的地面路线
（000?359度，前面的0也将被发送）
<2>基准面以磁北为参考
（000?359度，前面的0也将被发送）
<3>地面速度（000.0?999.9区间，前面的0也将被发送）
<4>地面速度（0000.0?1851.8 km / h，前面的0也将被发送）
<5>模式指示（仅NMEA0183版本3输出，A =自主定位，
D =差分，E =估计，N =数据无效）
GPGGA
说明：全球定位系统定位数据（GGA）GPS位置信息。
格式：$ GPGGA，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，M，<10>，M，< 11>，<12> * hh
<1> UTC时间，hhmmss.ss（小时分钟秒）格式
<2>纬度ddmm.mmmm（度）格式（前面的0也将被发送）
<3>纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<4>经度（dddmm.mmmm度）格式（前面的0也将被发送）
<5>经度半球E（东经）或W（西经）
<6> GPS状态：0 =未定位，1 =非差分定位，2 =差分定位，
6 =估算
<7>正在计算位置的卫星数（00?12）
（前面的0也将被发送）
<8> HDOP水平稀释精度（0.5?99.9）
<9>海拔（-9999.9?99999.9）
<10>地球椭球相对大地水准面的高度
<11>差分时间（从最近的差分信号开始的秒数
收到，如果不是差分定位，则时间将为空）
<12>差分站ID号0000?1023（前面的0也将被传送，
如果不是，则差分定位将为空）
GPGSA
说明：GPS DOP和活动卫星（GSA）当前的卫星信息。
格式：$ GPGSA，<1>，<2>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，< 3>，<3>，<3>，<4>，<5>，<6> * hh
<1>型号M =手动，A =自动
<2>定位类型，1 =无定位，2 = 2D定位，3 = 3D定位
<3> PRN码（PN码），用于计算卫星信号的位置（01?32，前面的0也将被发送）
<4> PDOP位置精度系数（0.5?99.9）
<5> HDOP水平稀释精度（0.5?99.9）
<6> VDOP垂直稀释精度（0.5?99.9）
GPGSV
说明：GPS卫星可见（GSV）可见卫星信息
格式：$ GPGSV，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，…<4>，<5>，<6>，<7> * hh
<1> GSV语句总数
<2>当前GSV的数量
<3>可见卫星总数（00?12，前面的0也将被发送）
<4> PRN码（伪随机噪声码（01?32），前面的0也将被发送）
<5>卫星仰角（00?90度，前面的0也将被发送）
<6>卫星方位角（000?359度，前面的0也将被发送）
<7>信噪比（00?99dB，空无到卫星的轨道，前面的0也将被发送）
注意：<4>，<5>，<6>，<7>信息将根据每个卫星的周期显示，每个GSV语句最多可显示4个卫星信息。 其他卫星的信息将在NMEA0183句子的下一个序列中输出。
GPGLL
说明：地理位置（GLL）位置的地理信息
格式：$ GPGLL，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7> * hh
<1>纬度ddmm.mmmm（度）格式（前面的0也将被发送）
<2>纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<3>经度（dddmm.mmmm度）格式（前面的0也将被发送）
<4>经度半球E（东经）或W（西经）
<5> UTC时间，hhmmss（小时分钟秒）格式
<6>定位状态，A =有效定位，V =定位无效
<7>模式指示（A =自主定位，D =差分，E =估计，N =数据无效）
GPZDA
说明：时间和日期（ZDA）时间和日期
格式：$ GPZDA，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6> * hh
<1> UTC时间，hhmmss（小时分钟秒）格式
<2> UTC日期，日期，DD格式
<3> UTC日期，月份，毫米格式
<4> UTC日期，年份，yyyy格式
<5>本地时区小时（当前不支持，固定为00）
<6>本地时区的分钟数（当前不支持，固定为00）
词汇表：
每秒PPS脉冲
GPS全球定位系统
OCXO烤箱控制的晶体振荡器
保持能力设备保持定时精度而无需GPS锁定的能力
NMEA国家海洋电子协会
PTP精确时间协议（IEEE-1588）
SGMII串行千兆媒体独立接口（物理层（PHY）和以太网媒体控制器（MAC）之间的协议连接）
SPI串行外围设备接口（4线同步串行数据链路）
DAC数模转换
LTE长期演进
UTC世界协调时间
时钟模块摘要信息
IQCM-100
该主模块旨在提供1PPS和10MHz输出信号，并在24小时内保持±1.5μs的保持稳定性，以满足LTE-TDD等应用的电信标准要求。 IQCM-100需要从GPS接收器获得单独的客户提供的1PPS信号。
IQCM-110
IQCM-110模块具有与IQCM-100类似的功能，但它具有内置的GPS接收器单元。 但是，客户必须提供连接到设备上SMA连接器的合适天线。 建议使用有源天线。
IQCM-200
该模块还具有与IQCM-100器件类似的功能，但可提供宽松的保持规范，以延长时间或减小温度变化极限，以解决在24小时内±1.5μs并不重要的应用。
IQCM-300
该模块提供基于IEEE1588的PTP（精确时间协议）功能。
PTP或IEEE1588是用于在网络上不同位置之间发送准确的定时同步的协议。 IQCM-300能够充当系统内的“主时钟”或“从属时钟”，并因此能够将同步消息传递到系统中的其他时钟。该模块提供与IQCM-100相同的保持功能，但具有可以通过PTP 1588网络进行通信的附加功能。 IQCM-300需要单独的客户提供的GPS接收器。
典型应用包括：
3G / 4G LTE基站
时钟服务器
时钟源
IP回传
PTP服务器
雷达
智能电网
测试与量测
应用注意事项
这些模块的主要目的是维持GPS系统的1PPS（每秒脉冲）信号，并在通信网络系统中用于同步定时。如果您的系统依靠GPS信号来保持准确性，并且GPS信号由于失锁，恶劣的天气，干扰或其他问题而失败，则这些时钟模块能够保持1PPS信号直到恢复GPS锁定为止，从而使网络成为可能系统保持在规格范围内。
我需要什么规格模块？
为了确定哪个模块适合您的特定应用，需要考虑各种参数，例如：
a /我的系统需要什么保留规范？
b /我将在什么时间段内没有GPS信号？
c /遇到GPS信号丢失时，模块会看到什么环境条件？
为什么在24小时内达到1.5μs？
为了完全满足某些特定电信协议（例如LTE）的要求，您的产品必须证明，如果GPS信号丢失，它可以在24小时内将精度保持在±1.5μs之内。
但是，某些系统可能不需要这种保持水平，因此，如果可以放宽此值，则可以降低单位成本。请记住，如果不需要此参数，请不要过度指定。
保持模式下的环境变化
这些时钟模块结合使用OCXO和软件算法来在无GPS信号期间保持其1PPS精度，因此了解GPS丢失期间模块将看到的温度变化非常重要。
如果您的设备将在空调房间中使用，则温度变化可能很小，可能为±2°C。但是，如果模块位于例如天线的底部，则在此无GPS期间，它可能会经历更宽的温度变化。
重要的是要了解保持温度规格与工作温度范围不同。工作温度范围可以是0到70°C，但是在没有GPS信号的情况下，温度的保持变化可能仅为±2°C，以在24小时限制内达到所需的1.5μs。这意味着该模块可以在其工作范围内的任何特定温度下工作，但是当GPS信号丢失时，该模块必须保持在其较小的保持温度范围内，例如±2°C，以保持在1.5μs内24小时
由于需要补偿保持温度，因此GPS丢失时温度变化越大，则补偿越难，因此会影响单位成本。
GPS信号丢失期间的保持时间
对于GPS信号在整个24小时内都不会丢失的应用，例如8小时，则无需指定时钟模块及其完整保持时间。规格上的这种放松会影响单位成本，因此请记住，如果不需要此参数，请不要过度指定。
问题和答案
时钟模块IQCM-110的天线有什么要求？
为了获得最佳性能，请选择海上圆顶型天线。天线与时钟模块之间的连接电缆应小于10m。如下图所示，天线应放置在空旷的地方，以帮助时钟模块找到卫星信号，否则可能会影响时钟模块的性能甚至正常工作状态。
计算：-24小时x 60分钟x 60秒= 86400秒
24小时漂移必须小于24小时内的保持时间/秒，即1.5E-6 / 86400 = 1.74E-11。
影响OCXO 24小时漂移的主要因素有两个：
1. OCXO温度稳定性
2.每天OCXO老化
为了达到1.74E-11的稳定性，我们选择了规格严格的振荡器，并使用一种算法来补偿老化漂移，该漂移通常可使器件优化约100倍。
3. 工作温度范围变化时； DAC和其他组件的温度漂移是否会影响整个系统的时钟精度？
上图显示了振荡器控制模块的总体设计。 OCXO的控制电压由MCU控制的DAC改变。从设计角度出发，知道工作温度变化何时会急剧变化，那么我们应该考虑DAC和参考电压的温度漂移的影响。假定工作温度范围为0 + 60°C。
例如，精密16位DAC8571的温度漂移系数为FSR /°C（-5ppm）（典型值），因此，对于0至60°C的温度变化，基准电压变化为：60 x 5ppm x 3.0V = 0.9mV
此基准电压变化会影响DAC，进而改变OCXO的频率。以精密基准电压REF3230为例，REF3230输出电压温度漂移规格为：0°C至125°C，4至7ppm /°C和- 40°C至125°C，10.5至20ppm /°C以0至60°C的示例温度变化为例，参考电压变化为：
60°C x 7ppm x 3.0V（OCXO的拉范围）= 1.26mV
因此，总漂移变为：0.9mV + 1.26mV = 2.16mV
在0?3.0V的控制电压下，基于±0.4ppm的振荡器上拉范围，振荡器漂移是由
基准电压源和DAC的温度漂移为：
（0.8ppm pk-pk / 3V）x 2.16mV = 5.76E-10ppm，远远超过满足1.5μS/ 24h保持所需的1.74E-11ppm。
为了解决这些问题，高度稳定的振荡器的温度控制电路使用其自己的专有技术来提高控制精度，以确保在温度变化时保持振荡器的精度。
通过分析，该设计的总漂移仅为9.6E-13，其中包括满足LTE1.5μS/ 24h保持要求的电压基准和DAC漂移。该电路还确保当工作温度快速变化时，产品不会显示出快速的频率变化现象（温度控制不够）。
4.了解内部算法的工作原理
失去与GPS信号的连接后，一些关键因素用于计算正确的OCXO晶振控制
电压：
1）GPS即将丢失之前的信号通常不稳定，因此需要从GPS中删除这些参考记录。
2）如果环境温度变化是周期性的，则该装置应至少收集一个周期的数据以进行建模。如果存在明显的周期性变化，则该单元将根据其特定情况进行分析。
3）OCXO晶振上电后的前三天，老化曲线相对陡峭，之后趋于平稳，因此OCXO晶振上电的时间越长，建模效果越好。对于行为建模，最好使用两倍的预计时间。因此，为了获得最佳结果，设备将使用两天的数据推断一天的数据，否则补偿可能会过多，并且准确性可能会降低。
5.如何测量时钟模块的保持时间？
通常有两种方法可以测量时钟模块的保持时间：
1）使用外部标准1PPS信号进行测量。
开机7天并锁定标准的1PPS GPS接收信号3天后（原子水平精度），内部没有GPS接收器的时钟模块被断开。然后将时钟模块的1PPS输出信号和外部GPS导出的1PPS信号连接到示波器。然后可以在预定时间之后观察并比较两个信号的值的差异。
2）用内部1PPS标准进行测量。 （此方法仅适用于带有内置GPS接收器的IQCM-110时钟模块）。
开机7天和锁定GPS信号3天后，时钟模块被迫保持状态，其中时钟模块仍提供标准的1PPS输出信号，但内部高稳定性振荡器未遵循标准的1PPS GPS衍生信号调整时钟模块的频率和相位。然后将标准的1PPS GPS衍生信号和时钟模块的1PPS输出信号（在保持模式下）连接到示波器。然后可以在预定时间之后观察并比较两个信号的值的差异。
6.如果时钟模块产生大量热量，可以冷却吗？冷却会影响精度吗？可以采取什么方法？
当振荡器运行且风速小于1.7m / s时风扇冷却不会影响振荡器时，OCXO晶振烤箱的温度可以达到85°C。但是，如果在打开风扇时风速迅速变化并且风速快于1.7m / s，则烤箱的加热控制将无法正常运行。这导致温度不稳定性并且振荡器稳定性降低。应严格控制风速，在冷却过程中保持整个环境温度稳定。
7.时钟模块可以响应the秒的变化吗？
时钟模块将在GPS接收器具有the秒信息的情况下确保当前UTC时间的准确性。 GPS接收器接收到的时间信息经过转换并经过leap秒调整后转换为UTC时间信息。如果卫星信号良好，则可以在12.5分钟内获得available秒信息，以提供准确的时间信息。
通常当前的leap秒是已知的，因此只要时钟模块具有标准的1PPS时间，它将基于获取的GPS时间使用时间信息，并且可以在3分钟内可用。会使用其内部算法自动更改时间信息，从而保持时间准确性，并且系统无需人工干预即可工作。
8.具有内置GPS接收器的模块需要多长时间才能实现GPS锁定？
通常，当卫星信号良好时，获得1PPS信号的时间将在1-3分钟之内。如果模块在3分钟内未能锁定，请检查天线是否正确安装。获得GPS锁定后，模块将捕获1PPS信号，并开始不断调整高稳定性晶体振荡器的精度。通常，在捕获1PPS信号后的5分钟内，相位偏移将不超过100ns。
9.时钟模块输出消息的格式是什么？
时钟模块的输出消息格式是波特率为9600的串行通信，由8个数据位和1个停止位组成。具有内部GPS接收器的时钟模块的输出消息遵循GPS标准协议NMEA-0813。 NMEA消息提供NMEA句子信息，包括代码。
GPRMC，GPVTG，GPGGA，GPGSA，GPGLL，GPZDA。
时钟模块输出时序信息
下图显示了IQD频率产品时钟模块的主要输出信号时序。 当模块锁定并同步到GPS信号时，输出信号序列将如图1.4所示
默认情况下，GPS标准1PPS的脉冲宽度为100ms，而10MHz 1 PPS衍生信号的脉冲宽度也为100ms。 10MHz信号输出上升沿与1PPS上升沿同步。
相应的输出消息内容如图1.5所示，输出消息的时间跨度与协议内容有关
串口TX的输出消息
时钟模块具有多种不同的输出数据信息格式，具体取决于所讨论的型号。
IQCM-100和IQCM-200输出一个数据字，其中包含诸如是否将本机锁定到1PPS输入，已锁定多长时间，1PPS输入与1PPS输出之间的相位差之类的信息。此数据以标准UART格式输出。
IQCM-300输出与IQCM-100和IQCM-200相同的数据字。此外，它还以SGMII格式输出处理时间协议（PTP）数据。
IQCM-110输出标准GNSS数据字GPRMC，GPVTG，GPGGA，GPGSA，GPGSV，GPGLL，GPZDA，这些均以用于GNSS通信的标准NMEA格式输出。详细信息如下。
NMEA协议简介：
NMEA协议是美国国家海洋电子协会建立的一种通信格式，目的是在不同的GPS系统中建立统一的RTCM（航海无线电技术委员会）标准。
根据NMEA-0183协议的标准，GPS接收器通过串行端口将位置，速度和其他信息发送到PC，PDA或其他连接的设备。 NMEA-0183是标准协议，因此GPS接收器应符合要求，因为它是使用最广泛的GPS接收器协议。
最常见的GPS接收器，GPS数据处理软件和导航软件均符合或至少兼容此协议。
NMEA协议格式规范如下：
帧头：1个ASCII字符，'$'（0x24）
协议类别：2个ASCII字符，例如'GP'（0x47 0x50）
协议ID：3个ASCII字符，例如“ RMC”（0x52 0x4D 0x43）
数据：不定长度，以“，”分隔
校验和：2个ASCII字符表示1个字节的十六进制数字，所有字符XOR运算结果之间为'$'和'*'
帧结束：2个ASCII字符，代表Enter Wrap
NMEA句子协议的通用标准
GPRMC
说明：推荐最小数据（RMC）推荐位置信息。
格式：$ GPRMC，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，<10>，<11>，< 12> * hh
<1> UTC时间，hhmmss（时间）格式
<2>定位状态，A =有效定位，V =无效位置
<3>纬度ddmm.mmmm（度）格式（前面的0也将被发送）
<4>纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<5>经度（dddmm.mmmm度）格式（前面的0也将被发送）
<6>经度半球E（东经）或W（西经）
<7>地面速度（000.0?999.9，前面的0也将被发送）
<8>地面走向（000.0?359.9度，以1为参考，前面的0也将被发送）。
<9> UTC日期，ddmmyy（DMY）格式
<10>磁偏角（000.0?180.0度），默认不输出
<11>磁偏角方向，E（东）或W（西），默认不输出
<12>模式指示（仅NMEA0183版本3输出，A =自主定位，
D =差分，E =估计，N =数据无效）
GPVTG
说明：地面路线和地面速度（VTG）地面速度信息。
格式：$ GPVTG，<1>，T，<2>，M，<3>，N，<4>，K，<5> * hh
<1>指向北基准面的地面路线
（000?359度，前面的0也将被发送）
<2>基准面以磁北为参考
（000?359度，前面的0也将被发送）
<3>地面速度（000.0?999.9区间，前面的0也将被发送）
<4>地面速度（0000.0?1851.8 km / h，前面的0也将被发送）
<5>模式指示（仅NMEA0183版本3输出，A =自主定位，
D =差分，E =估计，N =数据无效）
GPGGA
说明：全球定位系统定位数据（GGA）GPS位置信息。
格式：$ GPGGA，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，<8>，<9>，M，<10>，M，< 11>，<12> * hh
<1> UTC时间，hhmmss.ss（小时分钟秒）格式
<2>纬度ddmm.mmmm（度）格式（前面的0也将被发送）
<3>纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<4>经度（dddmm.mmmm度）格式（前面的0也将被发送）
<5>经度半球E（东经）或W（西经）
<6> GPS状态：0 =未定位，1 =非差分定位，2 =差分定位，
6 =估算
<7>正在计算位置的卫星数（00?12）
（前面的0也将被发送）
<8> HDOP水平稀释精度（0.5?99.9）
<9>海拔（-9999.9?99999.9）
<10>地球椭球相对大地水准面的高度
<11>差分时间（从最近的差分信号开始的秒数
收到，如果不是差分定位，则时间将为空）
<12>差分站ID号0000?1023（前面的0也将被传送，
如果不是，则差分定位将为空）
GPGSA
说明：GPS DOP和活动卫星（GSA）当前的卫星信息。
格式：$ GPGSA，<1>，<2>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，<3>，< 3>，<3>，<3>，<4>，<5>，<6> * hh
<1>型号M =手动，A =自动
<2>定位类型，1 =无定位，2 = 2D定位，3 = 3D定位
<3> PRN码（PN码），用于计算卫星信号的位置（01?32，前面的0也将被发送）
<4> PDOP位置精度系数（0.5?99.9）
<5> HDOP水平稀释精度（0.5?99.9）
<6> VDOP垂直稀释精度（0.5?99.9）
GPGSV
说明：GPS卫星可见（GSV）可见卫星信息
格式：$ GPGSV，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7>，…<4>，<5>，<6>，<7> * hh
<1> GSV语句总数
<2>当前GSV的数量
<3>可见卫星总数（00?12，前面的0也将被发送）
<4> PRN码（伪随机噪声码（01?32），前面的0也将被发送）
<5>卫星仰角（00?90度，前面的0也将被发送）
<6>卫星方位角（000?359度，前面的0也将被发送）
<7>信噪比（00?99dB，空无到卫星的轨道，前面的0也将被发送）
注意：<4>，<5>，<6>，<7>信息将根据每个卫星的周期显示，每个GSV语句最多可显示4个卫星信息。 其他卫星的信息将在NMEA0183句子的下一个序列中输出。
GPGLL
说明：地理位置（GLL）位置的地理信息
格式：$ GPGLL，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6>，<7> * hh
<1>纬度ddmm.mmmm（度）格式（前面的0也将被发送）
<2>纬度半球N（北半球）或S（南半球）
<3>经度（dddmm.mmmm度）格式（前面的0也将被发送）
<4>经度半球E（东经）或W（西经）
<5> UTC时间，hhmmss（小时分钟秒）格式
<6>定位状态，A =有效定位，V =定位无效
<7>模式指示（A =自主定位，D =差分，E =估计，N =数据无效）
GPZDA
说明：时间和日期（ZDA）时间和日期
格式：$ GPZDA，<1>，<2>，<3>，<4>，<5>，<6> * hh
<1> UTC时间，hhmmss（小时分钟秒）格式
<2> UTC日期，日期，DD格式
<3> UTC日期，月份，毫米格式
<4> UTC日期，年份，yyyy格式
<5>本地时区小时（当前不支持，固定为00）
<6>本地时区的分钟数（当前不支持，固定为00）
词汇表：
每秒PPS脉冲
GPS全球定位系统
OCXO烤箱控制的晶体振荡器
保持能力设备保持定时精度而无需GPS锁定的能力
NMEA国家海洋电子协会
PTP精确时间协议（IEEE-1588）
SGMII串行千兆媒体独立接口（物理层（PHY）和以太网媒体控制器（MAC）之间的协议连接）
SPI串行外围设备接口（4线同步串行数据链路）
DAC数模转换
LTE长期演进
UTC世界协调时间
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