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.     

基于Kalman滤波的授时测量系统研究

高精度授时设备大都是由昂贵的硬件设备组成,并采用GPS时间基准,这在成本上和安全性上限制了授时设备的应用;为解决这一矛盾,以我国自主的北斗系统时间作为基准,采用软件实现了一种高精度校频算法,利用该算法对可驯恒温晶振进行连续校频,可得到高稳定高精确的时间信号;实验结果表明:在稳定状态下,系统输出时间的频率稳定度达到10-12量级,能够满足高精度的授时需求.     

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。     

基于GPS与恒温晶振的瞬变电磁同步时钟系统

针对恒温晶振长期稳定性差和GPS易受干扰、短期稳定性差等问题,设计了基于GPS与恒温晶振的瞬变电磁同步时钟系统。该系统采用"ARM+CPLD"的模式作为核心处理单元,以GPS的秒脉冲信号为基准,采用频率偏差测量模块在2个相邻的秒脉冲之间对高频信号的晶振频率进行检测,并采用自适应PID控制器实现对恒温晶振输出频率的调节,有效地解决了因单个频率偏差过大而影响恒温晶振控制电压精度的问题,提高了系统的稳定性;以秒脉冲信号为计时器,定时对分频器进行复位操作,实现了恒温晶振累积误差的自动消除,保证了输出信号相位的同步。测试结果表明,该系统实现了瞬变电磁发射机和接收机的高精度同步,在GPS信号正常的情况下,同步精度约为270ns;在GPS信号丢失的情况下,同步精度约为350ns。目前该系统已成功应用到瞬变电磁探测系统中,大量应用结果表明,该系统稳定性好,同步精度高。     

基于FPGA和单片机的守时系统设计

介绍守时系统的重要作用及其发展现状,分析了守时系统发展过程中遇到的一些问题,设计了一个以GPS/北斗信号作为时标的守时系统。采用双恒温槽的恒温晶振MV180作为系统的输入时钟,使用单片机控制DAC7512对其频率进行调整。首先,系统对调整后的本地时钟信号进行分频处理,再与GPS/北斗接收到的标准秒信号进行比较,通过FPGA和单片机对分频后的信号进行相位的调整,最终输出标准秒脉冲信号,从而快速获得高精度的时间基准,并能在GPS/北斗失锁后对该信号进行保持,实现时间同步。     

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.     

使用GPS模块驯服OCXO建立基准频率源

本文使用瑞士u-blox公司生产的新一代精确授时GPS模块LEA-6T与OCXO(恒温晶体振荡器)实现了可以完全满足日常设备调试、维修使用的10MHz基准频率源。通过将GPS模块输出脉冲频率信号长稳态与OCXO输出频率的短稳态相结合,驯服达到稳态后的输出频率可以对频率计、综测、频谱、电台等设备进行频率校准,也可以直接或间接的作为这些设备的外部参考频率。     

IS95/cdma2000授时提取模块的设计

设计了一种IS95/CDMA2000授时模块,以零中频接收芯片SA9521为核心将射频信号解调到I/Q基带,采用Xilinx公司的Spartan-3A DSP系列FPGA XC3SD1800A进行基带处理,通过接收IS95/CDMA2000前向链路中的导频信道和同步信道,输出高精度秒脉冲和本地时间,秒脉冲精度优于1微秒.     

基于GPS时钟同步的计时脉冲信号发生器设计

为实现分布式测量的高精度时统,将广泛应用的GPS技术应用于时间同步上,提出了一种利用GPS秒脉冲时钟的信号发生器设计方案.该方案采用U-BLOX公司的RCB-4H GPS模块轴出秒脉冲信号作为同步信号,ALTERA公司的MAXⅡ系列CPLD芯片作为核心控制器实现计时脉冲产生和申口通信功能,通过软、硬件设计,开发出了基于授时型GPS模块的计时脉冲信号发生器系统.试验数据表明:系统运行稳定可靠,脉冲精度高,为无线电信标的高精度定位提供了侧试手段和基础.     

QCM振荡频率检测平台的建立及其稳定性探讨

压电石英晶体振荡器谐振频率的稳定性是构建晶体微天平检测平台的前提,环境温度是导致稳定的石英晶体振荡器的频率漂移的主要因素。本文通过理论分析,选用合适晶片、采用差频技术构建特殊的振荡电路,消除了检验检测平台由于环境温度引起的频率漂移,从而提高了微天平的稳定性,使传感器的性能得到明显提高。     

USB接口的晶片分选系统

在石英晶振的生产过程中,切割后的晶振片需要对其谐振频率进行测量,并按频率进行分选。介绍了一种结合ARM控制器、直接数字频率合成器(DDS)和USB接口的石英晶体频率检测系统,控制成本的同时保证了一定的测量精度。     

超高稳频率源的设计与应用

频率源作为测控系统的重要组成部分,其短期频率稳定度（短稳）指标是影响测控系统测量精度的重要因素之一。以往系统中应用的频率源的稳定度已不能满足现代测控系统的要求。设计了超高稳频率源,并对其稳定度进行了详细仿真分析,该频率源采用高速鉴相器与超高稳压控恒温晶体振荡器（VCOCXO）组成的精密锁相环路实现,具有低相噪、高稳定度、高可靠性等特点。经测试,超高稳频率源短稳小于1×10^-11／20ms,满足系统应用的要求。     

用于石英晶体——频率测试相位检测技术研究

在使用π网络零相位法对高频石英晶体进行测试时,相位检测技术是关键.本文所设计的鉴相系统采用混频技术,降低所要鉴相的频率,对固定频率进行相位检测.经实验验证,本测试系统的测试频率范围1MHz～200MHz,相位检测的精度能够满足串联谐振频率的测试精度±2ppm的要求,重复精度大于0.5ppm.     

一种高速高精度时钟的设计与分析

介绍了一种高性能时钟板的设计思想和电路分析.该时钟板基于频率合成器来产生高精度、高稳定度、低抖动的时钟,用于高速高精度背板测试平台.文中给出了实际时钟的性能分析指标,针对影响时钟性能的相关因素,提出高速时钟电路设计的解决方案,并深入探讨了时钟设计中的相关问题.测试结果表明所得时钟信号性能较好.     

石英晶体谐振频率测量系统

在石英晶振的生产过程中,切割后的晶振片需要对其共振频率进行快速测量,并通过机械手按频率分选。本文介绍了一种结合单片机、直接数字频率合成器(DDS)和增益鉴相器的简单石英晶振共振频率检测系统,利用晶振阻抗随激励信号频率而变化的特性,在100ms内测得其共振频率,控制成本的同时保证了一定的测量精度。     

基于DSP的氢钟高精度控制系统

介绍了基于数字信号处理器(DSP)应用于被动型氢钟中的伺服控制系统,针对晶振控制电压精度高和控制范围大的特点,设计了高精度电压输出和高速误差采集电路,并在硬件的基础上完成了软件驱动程序、主程序开发和数字式PID控制算法设计.硬件测试的结果显示该控制系统满足了锁定过程控制要求,并取得了预期的控制效果.     

飞机刹车半实物仿真机轮速度信号模拟装置的设计

受器件老化、随机噪声等因素影响,晶振频率变化较复杂。以GPS秒脉冲作为测量标准,构建了晶振频率随时间变化的测量系统,通过对测量数据进行一元回归统计处理,分离出了晶振实际频率与其标称频率的相对偏差及晶振的各种随机误差,并分析了这两种误差对晶振准确度及稳定度的影响。该方法可为频率源误差测量分析提供借鉴作用。     

一种通用的CMOS单管脚振荡器

本文所描述的设计实现了基于0.18-μm CMOS工艺的单端振荡器.由于应用了本文中介绍的电路结构并且其片内集成了15pF用CMOS栅电容实现的电容(包括负载电容),芯片的面积非常小.这种电路可以工作在电源电压1.6-3.6V的电路中,要求的晶体振荡器的频率范围为3-30MHz.电路在27MHz,3.3V的振荡频率下电流功耗为900μA,产生轨到轨的方波输出,拥有与普通皮尔兹振荡器类似的应用灵活和简易的特点,在电路应用要求不十分严格的情况下,设计可以产生满足VLSI芯片数字时钟要求的非常好的波形.