GPS記錄振蕩器（GPSDO）是當(dāng)今最受信任和準(zhǔn)確的計(jì)時(shí)來源之一。這些功能強(qiáng)大的設(shè)備（有時(shí)稱為GPS時(shí)鐘）由高質(zhì)量的穩(wěn)定振蕩器和GPS接收器組成。GPSDO通過跟蹤環(huán)路將振蕩器輸出分配（或控制）到GPS設(shè)備或GNSS衛(wèi)星信號來工作。
GPSDO定時(shí)信號精確到納秒， 并且能夠產(chǎn)生高達(dá)數(shù)萬億分之一的頻率精度和穩(wěn)定性。這使GPSDO非常有用，因?yàn)樾l(wèi)星時(shí)間信號必須非常精確才能為成功的GPS和有保證的PNT導(dǎo)航提供定位精度。
GPSDO如何工作？
GPSDO中的紀(jì)律機(jī)制的工作方式類似于鎖相環(huán)（PLL）。一些GPSDO使用PLL，但是許多GPSDO被微控制器取代，以補(bǔ)償頻率，溫度和其他環(huán)境參數(shù)。
GPSDO真正的定時(shí)魔術(shù)是GPS信號和石英晶體振蕩器共同作用的結(jié)果。
GPS接收器具有出色的長期穩(wěn)定性（以Allan偏差為特征）。但是，它們的短期穩(wěn)定性通常受到許多因素的影響，包括
每秒一脈沖（1PPS）參考定時(shí)電路的內(nèi)部分辨率
信號傳播 效應(yīng)（例如 多徑干擾）
大氣條件
其他減值
這就是高質(zhì)量晶體振蕩器（通常是烤箱控制晶體振蕩器OCXO）出現(xiàn)的地方。OCXO提供了更好的短期穩(wěn)定性，但經(jīng)常受到熱，老化和其他長期影響。
GPS接收器和OCXO的共同努力使GPSDO成為實(shí)現(xiàn)整體頻率穩(wěn)定性的絕佳來源。
GPSDO和NCO有什么區(qū)別？
GPSDO通常通過使用分頻器從參考振蕩器生成1PPS信號，使內(nèi)部飛輪振蕩器與GPS信號相位對齊。
然后，將此1PPS信號與GPS生成的1PPS信號進(jìn)行比較，并使用相位差以較小的調(diào)整來控制本地振蕩器頻率。
這是GPSDO和數(shù)控振蕩器（NCO）之間的主要區(qū)別。
NCO通常不使用頻率調(diào)整來指定振蕩器，而是使用自由運(yùn)行的低成本晶體振蕩器。他們還通過以大相位步進(jìn)每秒多次多次延長或縮短輸出相位來調(diào)整輸出相位。這樣可確保每秒（平均）的相變數(shù)與GPS接收器參考源對齊。
話雖如此，即使在存在高相位噪聲和抖動的情況下，GPSDO仍可保證頻率精度。
GPS信號不可用時(shí)會發(fā)生什么？
當(dāng)可靠的GPS信號不可用時(shí)，GPSDO進(jìn)入保持模式。在保持模式下，GPSDO嘗試僅使用內(nèi)部晶體振蕩器來保持準(zhǔn)確的時(shí)序。（這就是為什么從值得信賴的供應(yīng)商那里選擇高質(zhì)量振蕩器的原因很重要）。
GPSDO處于保持狀態(tài)時(shí)，復(fù)雜的算法用于補(bǔ)償振蕩器的老化和溫度穩(wěn)定性。
通用GPSDO應(yīng)用
GPS記錄振蕩器可用于多種應(yīng)用。首先，GPSDO被用作全球協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）的基礎(chǔ)。UTC是時(shí)間和頻率的官方公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)。
GPSDO還用于向 無線基站提供同步， 并在標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室中很好地用作 基于銫的參考的替代品。
GPSDO的其他常見應(yīng)用包括
確保定位，導(dǎo)航和定時(shí)（PNT）的應(yīng)用程序，例如無源雷達(dá)
關(guān)鍵基礎(chǔ)設(shè)施
立方體衛(wèi)星和LEO衛(wèi)星通信