DIY · 让树莓派的时钟更加准确

lgh 2019-6-26 20:40

DIY · 让树莓派的时钟更加准确

最近笔者注意到运用树莓派来玩无线电的朋友越来越多了，特别是以FT8为代表的弱信号数据模式。然而对于这种模式来说，它对于计算机时钟的准确性要求非常高——与标准时间差几秒钟以上，你就不可能解码其他人发来的信号。而树莓派的先天性不够在于，板上的时钟频率不太稳定。如果你也讨厌一开机就要对时，或者你也有在野外运用树莓派进行精准计时的需要，那么来自德国的Tobias Mdel所提出的Mod可能适合于你。

DIY · 让树莓派的时钟更加准确

树莓派上的晶振时钟为处理器和其他的外围芯片提供时钟信号，也就是说，处理器上运行的程序的时钟和计时结果与这个时钟的精度息息相关。对于精确到毫秒级别的WSPR信号（可能无线电杂志的读者对于它比较陌生，这是一种耗时长（发射时长2分钟）、但却拥有极高灵敏度的无线电数据模式），这一时钟所产生的信号就会变得不可识别。

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他以一款树莓派1作为自己下手的对象，在这块板子上，系统的主晶振频率为19.2MHz。看起来我们只需要替换这个时钟信号为更高精度和长时间稳定性的时钟源即可搞定问题。为此，他找到一款GPS驯服钟并设定它的输出频率，使它输出一个19.2MHz的精确方波。我们之前介绍过GPS驯服钟的性能，它同时拥有长期稳定性还是短期稳定性的高指标。

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照着树莓派官方所提供的外围电路图，把时钟换上去就可以了吗？不是的，Tobias发现由于GPS驯服钟所输出的是一个方波信号，方波所具有的丰富谐波会增加很多的麻烦——有时候，树莓派会运行在某一个高次谐波上，使得系统变得不稳定、网络无法连接、串口失效并导致计时完全错误。因此在信号的输出部分要接入一个低通滤波器，滤去所有的高频谐波成分。一个简单的一阶低通滤波器由47皮法电容和1微亨的电感组成。

DIY · 让树莓派的时钟更加准确

在更换了外部振荡器之后，运用树莓派搭建的NTP（网络时间服务）服务器变得更加准确了。用树莓派合成无线电波的频率稳定度也得到了提升。或许这个MOD可能不光对于无线电爱好者有用，对于挑剔的音乐爱好者来说可能也会起到一定的实际或心理作用吧！

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