Philosophie temps-frequence a Bure

Le maitre est l'oscillateur a quartz 5 MHz d'excellente qualite qui se trouve dans le maser EFOS-38. Cette fréquence de 5 MHz est envoyée au rack "IRAM Time and Frequency distribution" .

Le rack "Time and Frequency distribution" , souvent improprement appelé "rack GPS" contient d'une part un diviseur par 5000000 dont la sortie est a 1pps , et d'autre part un recepteur GPS dont le seul but est de mesurer la dérive a long terme du 1pps construit localement par rapport au Composite Clock de l'US Air Force, grace a ses fonctions TI "time interval " et ET "event timing" qui sont aussi accessibles a distance.

Il est normal qu'a la longue le temps construit a partir du quartz 5 MHz derive par rapport a celui du systeme GPS. Si la derive accumulee devient importante (superieure a 1 milliseconde pour PdB) il faut faire un recalage. Avec les stabilités actuelles cela ne survient pas naturellement avant un bon nombre de siècles. C'est donc principalement lors de l'initialisation ou en cas de problemes techniques, comme une interruption de service, que le "time interval" sera remis a zero par action sur le poussoir a l'arriere de l'appareil. L'impulsion 1pps locale est alors automatiquement recalée au plus proche (a 200ns pres) de celle provenant du GPS. Le chronometre a une resolution de 30 ns, donc il peut y avoir un reliquat sur l'afficheur.

Il est bon de savoir qu'une frequence du 5 MHz trop basse (par exemple 4.9999....) produira sur l'affichage du TI un nombre croissant au cours du temps. Et inversement bien sur. Quand on est en mode ET l'afficheur indique l'heure (telle que vue par le systeme GPS) a laquelle l'impusion PPS locale (made in PdB) est tombee.

soit DDD:HH:MM:SS:NNNNNNNNN (N pour nanosecondes).

Si sur l'exemple au dessus l'ecart etait de signe oppose, on aurait 307:09:10:45:999999644, ce qui pourrait laisser croire que la seconde est fausse d'une unite. Mais a la reflexion il n'en est rien car si l'ecart s'inverse a nouveau une retenue se reportera sur les secondes.

En clair on peut utiliser l'affichage ET pour verifier visuellement l'heure, a condition d'arrondir mentalement l'afficheur des secondes en fonction de la partie nanosecondes. De toutes facons les trois premiers chiffres apres la virgule doivent etre des 0 ou des 9 sinon il y a quelque chose de gros qui ne va pas.

Chaque organe "abonné" resynchronise le PPS sur le 5 MHz, ce qui lui permet de fonctionner dans son espace local (souvent 19 pouces) quelle que soit la longueur des connections a l'intérieur de la salle. Les jonctions se font a l'aide de coaxiaux 50 Ohms jaunes et noir jumelés et si possible étiquetés:

Depuis Juillet 2007, le 5 Mhz est distribué par un rack Timetech 16 voies directement vers les abonnés. Le "rack GPS" devient un abonné au 5 MHz comme les autres mais par contre il est le fournisseur exclusif du 1 pps, qui est a son tour redistribué par un deuxième rack Timetech.

En cas de perte de fonctionnement du rack GPS, il y a une rechange pour restaurer le fonctionnement immediat. Pour la reparation, deux possibilites : si le moteur GPS est atteint, c'est necessairement en usine et il faut compter 3 mois d'indisponibilite. Si c'est seulement l'élaboration du 1pps dans le FPGA, c'est reparable a Grenoble. Il y a aussi une antenne de rechange.

Le calage du 1pps sur le TU se fait en appuyant sur le petit bouton a l'arriere du rack. En principe compte tenu de la stabililité du maser, on n'a besoin de le recaler que pour les sessions VLBI , l'interférometre local pouvant rester autonome plusieurs années. Toutefois, si on coupe le courant du rack, (par exemple pour un "cold start") le calage est perdu et risque de ne pas etre récupérable si le GPS ne se raccroche pas. Pour prevenir cette situation l'horloge dite "PPS clock", qui est intégrée dans le maser EFOS-38 peut etre utilisée comme secours indépendant, car elle est tres bien sécurisée. En cas de perte totale du rack GPS il faut recabler l'entrée du rack distribution sur la sortie "1PPSclock" du EFOS-38. Bien sur tout ceci n'est valable que si cette horloge a été elle meme convenablement calée une fois. Voir la procédure.

En cas de perte de l'oscillateur 5 MHz du maser, il faut lui substituer le 5 MHz de l'ancienne horloge, et pour cette raison il faut continuer a la maintenir, car elle constitue une solution fiable et suffisante pour le fonctionnement en interferometre non-VLBI.

Une perte simultanée du rack GPS et du maser serait plus difficile a récupérer , mais reste peu probable.