每个人都知道卫星坐标系。 他们还会让您知道速度和当前时间。 在这样的系统的基础上，构造了精确的时间服务器，在这里不仅在这里已经提到过很多次了。 这些系统的精度不断提高，价格不断下降，总之，进步并没有停滞。 看来最近这只是毫秒的问题，而现在微秒也不会令任何人感到惊讶。 而当...
老实说，这一天已经来临了。 不久之前，有信息引起了我的注意，其模块的制造商之一保证了PPS输出信号间隔的精确度可以达到数十纳秒。
换句话说，出现了第二个标准，其准确性非常好。 没错，它并不总是一应俱全，并且通常取决于外部环境，但是您可以实现有利条件并得到它。 而且，最重要的是，如何复制自己。
为了以防万一，我研究了与其他类似产品制造商的关系，并发现了相同的技术规格。 “但是，趋势。”一个想法在我的脑海中闪过，就像Shtirlits的想法一样。 有必要做点什么。
那些知道如何从印刷电路板焊接电阻器或如何焊接微电路，甚至知道如何进行焊接的读者，在思想上都同意我的观点，即拥有一个能确保家庭中7-8位数字精度的频率计永远不会受到伤害。 尤其是如果它占用的空间很小，并且您不必借很多钱来购买它。 那些不愿意停下来思考的人会想到一只每年误入数秒的手表（第七位是克拉拉）。 业余无线电通信的爱好者可能会回想起石英谐振器上一个好的自制窄带滤波器的设计。
首先要做的是找到合适的硬件。 我喜欢带有知名公司的小型Teseo-LIV3F模块的简单评估板。 下面是她的模样。
该产品与远程有源天线一起出售，该有源天线可以安装在靠近窗户的地方，以便卫星可以“看得见”。 根据我们的进一步讲故事和成功编程的要求，将跳线放置在板上。 该照片还包含具有良好速度的单个二极管形式的电路改进。
改进方案如下所示。 制造商规定，可以将该板插入带有板载微控制器的合适的Nucleo评估板中（实际上，这些是Arduino的连接器，但我不想保留32位）。 在GPS / GNSS模块本身的描述中，我发现了以下内容。
这非常好，可以用作良好频率计数器的第一近似值。 现在，我有了一个非常准确的第二间隔，并且可以计算出例如我自己的恒温控制晶体振荡器的振荡频率。 甚至可能是按照自身所需的方向进行调整。 可能会晚一些。 同时，我想测量经济中积累的石英谐振器的频率。
在STM32L476RG上构建了合适的Nucleo系列板。 它没有石英谐振器（时钟不计数）。 照片下方显示了必须焊接缺失元素的箭头。
选择此板选项有以下三个原因。 首先，具有外部谐振器的微控制器发生器的工作频率为4至48 MHz。 并非所有的Nucleo微控制器板都具有这样的公差。 我们将使用石英来运行该发电机。 其次，串行端口（UART）可以由单独的内置RC发生器提供时钟，精度为1％，频率为16 MHz。 因此，无需通过改变外部发生器的频率来更改UART配置中的设置和分频器。 最重要的是，为石英谐振器提供了一个壁装位置，您可以在其中安装连接器，以免每次都焊接下一个谐振器。
串行端口已连接到板载调试器中的虚拟USB端口。 因此，您可以使用终端仿真器来显示信息。 完成并从夹头连接器安装了两个石英碎屑后，电路板如下所示。
现在，我们需要将计时器精确启动一秒钟，它将对系统时钟的脉冲进行计数，即石英谐振器的频率。 幸运的是，该计时器提供了一种模式，在该模式下，它可以同时复位并从外部脉冲的上升沿开始。
我立即想这样做，以免平均几秒钟的测量结果，而是在十秒内测量频率，即更准确。 为此，实际上，需要在电路中添加一个二极管并以编程方式支持该想法。 电路的改进如下所示。
下图显示了如何间隔一秒钟十秒钟。
PPS信号通过二极管提供给计时器，并直接提供给附加的外部中断输入。 在定时器的中断中，允许一个外部中断，该中断最多可计数十次，禁止自身中断，并将上拉电阻从上到下改变。
红色箭头指示计时器中断操作的时刻，绿色箭头指示外部中断开始的时刻，根据该时刻，将考虑所需的第二时间间隔。 蓝色表示通断上拉电阻。 该项目是在IAR中完成的，您可以在此处查看 。 下图显示了控制器程序与终端仿真器一起的结果，该结果显示了稳定状态。
要查看图表，而不是频率值的干线，我必须为Windows编写一个小型实用程序。 她的尸体与固件项目在同一位置。
所有实验均根据相同场景进行。 在测量之前，将电路板在冰箱中放置15至20分钟，该位置略低于零。 然后将其自然加热至室温半小时。 然后，电路板和谐振器从吹风机接收了几分钟的热空气（此处相同的条件无效）。
好的谐振器表现良好，也就是说，根据晶体的AT切口的温度依赖性。 这些图（或多个副本？）很容易在网上找到。 下面显示了三个谐振器在16 MHz下的测量结果。
事实证明，通常的行为情况有例外。 下面的数据显示了两个相同类型的石英晶体，并且很可能是相同来源的石英晶体，它们的行为不同。
在表现正常的谐振器上，我稍作呼吸，第二个决定加热更多，因为它的显示方式有所不同。 看到他或转移的温度依赖性，或者只是另一个的温度依赖性是多么容易。
另一个有趣的观察。 暴露于温度后，谐振器不会恢复到过去的频率值，或者我没有耐心等待。 无论如何，不要关心第六个以后的迹象。
这是另一个观察结果。 这是一个同一个谐振器，必须对其进行两次测量，因为它引起了意外。 我尚未找到此类行为的解释，也未提出。
去除单个谐振器的频率的单个温度依赖性将是有用的。 然后，您可以使用优质的温度传感器并知道谐振器的温度曲线，制作出第二间隔的高度稳定的发生器。 但是，这已经需要一个加热室。 我想知道今天哪些温度传感器可以被认为是好的？