15 août 2015:
Je suis en train d"expérimenter autour du bruit de phase du signal 10MHz (par exemple, c'est programmable on l'a vu) reconstitué à la sortie du module récepteur GPS - NEO-7M.
Ce bruit de phase est épouvantable ! Le signal apparaît propre et dépourvu de tout bruit de phase lorsqu'on le visualise seul à l'oscilloscope synchronisé par lui même. Mais il en va tout autrement si l'on synchronise l'ocsillo sur un autre signal 10MHz issu d'un générateur indépendant précis et stable. Et le résultat est le même quel que soit le générateur utilisé comme référence de phase. Le signal issu du GPS est entaché d'une modulation de phase qui atteint 30% de la durée de la période pour cette fréquence de 10MHz. Autant dire qu'il n'est pas concevable de l'utiliser tel quel pour piloter la base de temps d'un générateur (comme celui que nous décrivons ici par exemple).

Il y a la solution qui consiste à piloter une PLL avec une grande constante de temps dans la boucle d'asservissement. Mais devant les difficultés rencontrées je creusé un peu plus et je me suis aperçu que les fluctuations de phases se font d'un manière qui semble aléatoire, suivant toutes sortes de fréquences dont les plus basses sont vraiment très... basses. J'ai essayé de calmer le bruit de phase en faisant passer le signal par un filtre à quartz 8.000MHz. Le signal qui sort est tout joli bien sinusoïdal, mais de phase tout autant fluctuante ! Je sais que le bruit de phase à plusieurs causes :

• L'effet Doppler dû au mouvement des satellites qui ne sont pas géostationnaires.
• Le fait qu'on reçoive les signaux de plusieurs satellites.
• Les fluctuations de la célérité des ondes électromagnétique lorsqu'elles traversent l’ionosphère (elle est alors < c) qui est... ionisée et fluctuante.
• Un brouillage volontaire par l'Oncle Sam pour dégrader la précisions de la position sur les appareils civils.

Mais j'ai aussi entendu dire que sur des durées plus longues (la seconde par exemple) le nombre de périodes reçues est exact.
Je me suis donc demandé à partir de quelle fréquence on peut considérer que le rattrapage de périodes masque le bruit de phase. j'ai donc programmé le module NEO-7M afin qu'il génère diverses fréquences, de plus en plus basses, voici ce que je constate :

• 10MHz -> bruit de phase épouvantable
• 1MHz -> bruit important
• 100 kHz -> bruit moyen
• 10kHz -> bruit très faible, à peine perceptible à l'oscillo

Pour cette dernière valeur (10kHz) j'ai mesuré une fluctuation de +/- 0.1us autour de la valeur moyenne de la durée de la période (100us), soit 0,1%.
Je pense que dans ce cas on peut utiliser une PLL comme le 4046 vu plus haut afin d'obtenir un signal parfaitement propre et d'une précision en fréquence excellente.

Oui mais obtenir en fin de compte un signal de 200MHz à partir d'une base de temps à 10kHz sans rajouter... de bruit de phase, me semble bien présomptueux, voire impossible !

Voyons dans le tiroir s'il n'y a pas un morceau de rubidium qui traîne.