基于FPGA和有限状态机的守时系统设计

通过对现阶段守时系统实际应用情况和技术特点的分析,提出了一种新的守时系统设计方案,设计了一个基于FPGA和有限状态机的守时系统;采用恒温晶振组成本地时钟,与GPS/北斗时钟源共同作为系统的输入信号,利用FPGA设计守时系统的基本电路和有限状态机,并对调频调相部分和外部D/A转换电路进行控制,实现本地时钟与时钟源完全同频同相输出,从而快速获得高精度的时间基准,并能在GPS/北斗失锁后对时钟源信号进行保持,实现通信系统的时间同步。     

基于GPS校准的数字式守时钟守时算法研究

通常守时系统都采用高稳晶体振荡器作为频率标准,但由于温度和老化等原因导致其长期稳定度不尽如人意,严重影响时钟的守时精度,改变电路的分频比可以对其进行补偿。数字式守时钟采用了固定频率晶振驱动的分频比可精细微调的基于加法器的时钟电路。首先介绍了一种GPS校准的数字式高精度守时钟并讲述了其工作原理,然后对如何快速、准确的在数字式守时钟中得到晶振的分频比补偿值进行了研究,提出了算术平均值滤波算法和卡尔曼滤波算法这两种算法,并搭建了实验平台。经验证,卡尔曼滤波算法在快速性和准确性上要优于算术平均值算法。     

电网时钟系统的北斗/GPS双模同步技术研究

现代电力系统覆盖范围广,各种系统和自动化装置都要求严格的时钟同步;目前应用于我国电网中的时间同步技术主要是基于美国全球定位系统(GPS)的卫星授时;从电网的安全性和稳定性出发,对基于北斗/GPS双模授时的时间同步技术进行了研究,设计了采用多同步源自适应同步技术,北斗、GPS和本地高稳恒温晶体振荡器(OCXO)互为热备的时间同步系统;该系统时间同步精度优于±0.1μs,守时精度优于1 μs/min,符合电网时间同步系统技术要求,具有一定的实用价值和推广应用价值.     

基于多源授时原理的高精度同步时钟研究

随着我国智能电网建设进程的不断推进,需要保证各种电力设备以及自动化系统都在同一基准时间下运行,因此保证授时系统的可靠、稳定、精确授时是当前的主要目标。针对当前所存在的问题,本文提出一种基于多源授时的高精度同步时钟授时方案,在正常状态下通过北斗时钟与GPS时钟提供授时信号,并针对两者的授时信号的可靠性进行主授时源的选择,通过卫星秒时钟同步晶振秒时钟,并通过数字锁相环模块进行信号误差处理,最终实现高精度同步时钟输出。     

基于北斗/GPS的网络授时系统设计

针对电脑主机多采用BIOS内时钟而导致系统时间不精确的问题,提出一种基于北斗/GPS芯片的网络授时系统设计;该系统采用可编程逻辑器件(FPGA)作为主控芯片,接收北斗/GPS双模芯片提供的UTC时间码流,解码并通过网口发送到PC机上作为精准时间;同时多个设备间相互连接,实现多设备之间的数据传输,增强系统的稳定性和可靠性,传输速率可达100 Mbps;实验证明:北斗/GPS接收信号稳定,传输的时间信息准确,北斗/GPS所解时间信息误差不超过80 ns,设备与PC机100 Mbps传输速率误差在1~2 ms,系统稳定、可靠。     

基于GPS与北斗双模授时的压控晶振校频系统的研究与设计

介绍了北斗与GPS双模授时技术,在对高稳压控晶振及其频率特性进行测试分析的基础上,设计了一种基于卫星双模授时的压控晶振校频系统;该系统通过利用GPS和北斗接收机得到的秒脉冲信号,经过性能选优得到标准秒脉冲信号,实现对晶体振荡器频率的校准,获得一个短期及长期稳定度都比较优良的时间频率标准;对压控晶振校频系统的基本工作原理及部分模块电路图进行了说明,实验结果表明,在时间不长于1h内,频率准确度一般优于5×10~(12),该系统采用实用方便的方法达到了将晶体振荡器校准到较高指标的目的.     

用51单片机制作六位数码管时钟

一、制作提要系统采用5V电源供电,由一片AT89C52单片机及六只LED数码管等构成,采用24h计时方式,时、分、秒各2位显示。为简化软件设计,特将时钟调整部分去除。二、设计原理1.定时1s的方法时钟计时的关键是秒信号的产生。秒是时钟的最小计时单位,而采用单片机的定时器/计数器T0进行定时,在晶     

Linux下PCI同步时钟卡的驱动程序设计

为了解决在电力系统中存在的故障录波问题;能够向整个电力系统提供高精度的同步时标,统一整个系统的时间,为分析当系统发生故障后的故障发生地点提供有力的依据;为此设计了PCI同步时钟卡,该时钟卡可以接收GPS或者北斗卫星提供的时间信息;上位机采用PCI总线协议与时钟卡获取的数据进行交互;将电力系统发生行波故障时产生的峰值电压作为中断信号,在Linux下当中断信号到来时就读取同步时钟卡的时间信息以此判断故障发生的位置;为此详细介绍了Linux下字符设备开发与中断机制的实现。最后在Linux下编写PCI设备驱动程序,通过实验验证了在中断信号到来时,该设备能够准确的读取GPS或者北斗卫星发出的时间信息并且经过多次测试未发现中断丢失的情况,证明该驱动程序的正确性和可靠性。     

基于预测的驯服守时算法

为了在无外界授时情况下长时间保持精确的时间信息,提出了一种基于平稳时间序列预测的驯服守时算法.该算法在晶振驯服技术的基础上,利用晶振频率的以往测量值,建立了平稳时间序列模型,通过预测获取预测值,并用该值对本地频标进行修改,从而使本地频标与GPS时钟保持高精度同步.最后,设计了一个单片机与FPGA相结合的守时系统,实验结果表明了预测驯服算法的有效性.     

基于FPGA的恒温晶振频率校准系统的设计

为满足三维大地电磁勘探技术对多个采集站的同步需求,基于FPGA设计了一种晶振频率校准系统。系统可以调节各采集站的恒温压控晶体振荡器同步于GPS,从而使晶振能够输出高准确度和稳定度的同步信号。系统中使用FPGA设计了高分辨率的时间间隔测量单元,达到0.121 ns的测量分辨率,能对晶振分频信号与GPS秒脉冲信号的时间间隔进行高精度测量,缩短了频率校准时间。同时在FPGA内部使用PicoBlaze嵌入式软核处理器监控系统状态,并配合滑动平均滤波法对测量得到的时间间隔数据实时处理,有效地抑制了GPS秒脉冲波动对频率校准的影响。