JJY搬送波の周波数をGPS/1PPSで測ってみた

「JJY搬送波の周波数を測ってみた」という表現は畏れ多いのですが、今の私にとってはGPS受信モジュールの1PPSの方が信頼できる（正しくいうと“信じる”ことができる）のでこういうタイトルにしました。

これまでの実験結果からクリスタルフィルター(2)を使えばJJYの搬送波を連続した形で取り出せそうに思えます。
出力をコンパレーターLM393を通したあとPIC18F26K22を使用した周波数カウンターで測ってみました。周波数カウンターのタイムゲートはGPS受信モジュールGE-612Tの1PPS出力を74HC393で256分周したものです。

こうするとうまく搬送波を取り出せていれば 40,000 * 256 = 10,24,000 カウントになるはずです。

一晩動かしていたのですが、一回の測定に10分近くかかりますので49データにしかなりませんでした。


いちばん気になっていたのはコールサインが出力される毎時15分、45分のところで搬送波を得られるかという点でした。JJYは全時間にわたって搬送波が送出されているのですが、コールサインのところだけは例外でスペースのところはまったく搬送波が送出されません。送出状況を調べたところコールサインの前後に出力がないところが0.56秒ほどもありました。ここをクリアできればJJYを周波数標準として連続的に使用することができます。

上のグラフにあるようにコールサイン送出時も特に問題はないようです。ただヘンなデータが三つあります。これは調べてみると10,240,000との差分が40,000*n（-1）になっています。きっとGPS/1PPS出力が欠落したのだと思います。

今回使ったGE-612Tは律儀というか生真面目というかちょっと電波状態が悪くなるとすぐに1PPS出力がとまります。きっとそのせいだと思われます。アンテナが室内にありましたので。
GE-612Tは常時1PPS出力の設定が可能です。GPSの原理から考えてまったく電波が届かないという状態でない限り問題ないんじゃないかとも思うのですが、ファームウェアに依存することですし未検証なので今はデフォルトの状態で使っています。

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三つのデータを除いたところを拡大してみます。


数千カウント増加しているところが6箇所あります。そして6箇所とも毎時3分～8分頃の測定のものです。となると何かその時刻に起きているということなのでしょうが、何が原因かはまだわかりません。

さらに拡大してみます。


また一つヘンなデータがありますが、それ以外はそうなるべきカウント10,240,000に集中しています。

以上のことから基本的にはJJYのキャリアを連続的に検出できていると思われます。


まとめ（ひとまずGPSの1PPS出力は正確でそれをもとにJJY搬送波の周波数を測るという立場で書いています）

49データのうち38データ（実質41データ）は搬送波が40.000,000ｋHzである（正確にいうと搬送波が40.000,000ｋHzであることを否定できない）ことを示しています。

カウント数	データ数	備考
10,239,999	28	周波数が40.000000kHzであることを否定するものではありません 実際に周波数が低いのか測定側の問題なのか判別するには検証が必要です。
10,240,000	9	適正なカウント数、40.000000kHz
10,240,001	1	周波数が40.000000kHzであることを否定するものではありません 実際に周波数が高いのか測定側の問題なのか判別するには検証が必要です。
10,240,002	1	原因不明、ノイズ？
10,240,015	1	原因不明 コールサイン送信を含む時間帯なのでその影響かも 測定時刻から見て毎時3分～8分のところと同じ原因である可能性もあります。
10,240,801 10,240,971 10,241,050 10,241,213 10,241,893 10,241,899	各1	いずれも毎時3分～8分頃のデータであり共通の原因があるものと思われます。
10,399,999 10,520,000 13,279,999	各1	10,240,000との差分は40,000*n(-1)でありGPS受信モジュールの1PPS信号の抜けが発生したと思われます。

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　　時刻
　　「時刻標準について」

　　JJY
　　「JJYの報時信号の送出方法」
　　「JJYの受信法」
　　「JJYを受信したい（要旨）」

　　参考 「NICT 情報通信研究機構 - 電磁波計測研究所 - 時空標準研究室
　　　　　　　　 - 日本標準時グループ 」

　　PLL
　　「高精度発振器をGPS受信モジュールとPLLで作る - はじめに」

　　アナログ乗算器
　　「四象限アナログ乗算器(マルチプライヤー)EL4083の使い方 - 1」

　　アンテナ
　　「JJY受信機を作る - バーアンテナとその特性」

　　参考 「RFワールド - ラジオで学ぶ電子回路
　　　　　　　　 - 第1部 ラジオのための基礎 第1章 ラジオの電波 」

　　クリスタルフィルタ
　　参考　「ＪＡ９ＣＤＥ自作を楽しむホームページ  - クリスタルフィルタ設計製作1 」

　　状態変数型フィルタ
　　「JJY受信機を作る - 状態変数型フィルタの周波数特性」

　　参考　「群馬大学 KobaLab@JP - 発振を利用したアナログフィルタの テスト・調整 」

　　JJY受信機
　　参考 「JR7CWK - 長波JJY受信機の制作」

補足

　　電波時計モジュール
　　「JJYを受信する（訂正あり）」
　　「電波時計モジュールを使ってみた（１）」
　　「電波時計モジュールを使ってみた（２）」
　　「電波時計モジュールが「使えない」理由」

　　「GPS受信モジュールあれこれ」

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　　「JJYの報時信号の送出方法」
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