Ublox calibration, soure measurements

망고토마토 2025. 5. 30. 15:31

참고 : u-blox 8 / u-blox M8 Receiver description - Manual

Oscillator Calibration 이란?

Oscillator를 disciplining을 하기 위해서는 SMGR은 disciplined oscillator frequency control gain과 initial frequency offset을 정확하게 알아야 한다. Oscillator의 gain은 같은 회사에서 생산하더라도, 크리스털 고유 특성 때문에 각각 다르다. Ublox는 calibration 과정으로 gain slope를 측정한다.

Calibration 기능이 수행되면 Osc를 disciplining하는 동작이 중지되며, 이 때 OSC가 출력하는 신호는 사용할 수 없다. Calibration 기능은 UBX-TIM-VOCAL 레지스터로 시작할 수 있다. 한번에 한 개의 OSC만 calibration 할 수 있다. Calibration 과정이 수행되고 calibration 파라미터가 결정되면 calibration 이 완료되었다는 표시가 ubx-cfg-dosc에 표시된다.

Calibration 수행을 위해 필요한 사항

1. A stable frequency source is available for the duration of the calibration. This source may be a GNSS solution or a frequency signal on an EXTPIN pin

A. 안정적인 주파수 source 원, 기준이 되는 주파수 원이 안정적이 않다면, calibration 후 계산된 값은 신뢰할 수 없다.

2. The oscillator subject to calibration is configured through the ubx-CFG-DOSC message(including an initial estimate of gain) and available for the duration of the process

A. Ubx-cfg-dosc에 calibration 할 osc 특성을 기입한다.

3. DAC 값 범위 확인. Calibration할 osc의 입력 전압을 조정하는 DAC 값이 osc의 출력 주파수를 원하는 범위 내에서 조정할 수 있는지 확인한다.

4. OSC의 출력주파수와 입력전압의 관계가 선형적

Calibration 과정이 끝나면 SMGR은 autonomous operation(즉 normal operation. Ex- FLL)으로 변경되며, calibration 결과가 표시된다. UBX-CFG-DOSC, UBX-MON-SMGR에서 확인할 수 있음.

Ublox가 측정하는 Oscillator의 frequency offset과 phase offset

Ublox는 Source간 frequency offset과 phase offset을 측정하며, 이 값은 UBX-TIM-SMEAS(Source Measurement)에서 확인할 수 있다.

SMEAS 레지스터 중 4개값은 ublox가 사용자에게 표시하는 것이며, 2개 값은 사용자가 ublox에 설정하는 값이다.

위 그림에서 Internal Oscillator Model의 측정 값은 LEA-M8F가 현재 추정하는 Time pulse, frequency 값을 기준으로 internal osc의 차이값을 표시한 것이다.

GNSS, EXTINT0, EXTINT1은 Internal osc의 Time pulse, frequency 값 기준으로 GNSS 동기 된 source/EXTINT0,1에 부착된 source의 차이 값을 표시한 것이다.

Internal osc가 외부 source와 동기가 되어 있다면 Internal osc 부분의 offset도 0, GNSS, EXTINT0, EXTINT1 부분의 offset도 0이다.

Host meas. 부분은 internal osc, external osc에 대하여 사용자가 측정한 time pulse, frequency offset을 넣는 부분이다.