專利名稱：電波鐘秒同步信號(hào)提取電路及其提取方法
電波鐘秒同步信號(hào)提取電路及其提取方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電波鐘秒同步信號(hào)提取電路，還涉及一種電波鐘秒同 步信號(hào)提取方法。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人們生活節(jié)奏的加快，人們對(duì)鐘表時(shí)間準(zhǔn)確性 的要求越來(lái)越高。電波鐘因其具有與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步且無(wú)需對(duì)時(shí)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng) 用越來(lái)越廣泛。
電波鐘通過(guò)接受長(zhǎng)波無(wú)線電發(fā)射站發(fā)射的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)而控制其自 身指示時(shí)間的變化，從而保持與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步。從無(wú)線發(fā)射站發(fā)出來(lái)的信 號(hào)為將時(shí)間編碼信號(hào)(基帶信號(hào))調(diào)制于高頻載波信號(hào)的長(zhǎng)波無(wú)線授時(shí)信 號(hào)，而電波鐘則接收該無(wú)線授時(shí)信號(hào)，并從該信號(hào)中解出時(shí)間信息，從而 調(diào)整電波鐘時(shí)間與無(wú)線發(fā)射站的時(shí)間 一致。
電波鐘通常包括一個(gè)高頻信號(hào)接收器及一個(gè)基帶信號(hào)處理裝置。高頻 接收器用于對(duì)來(lái)自天線的無(wú)線信號(hào)進(jìn)行放大、檢波、整形等處理；基帶信 號(hào)處理裝置用于對(duì)接調(diào)后的信號(hào)進(jìn)行秒同步提取、分同步提取、時(shí)間信息 解碼等。在基帶信號(hào)處理中，秒同步信號(hào)的提取是至關(guān)重要的，它是分同 步信號(hào)提取及時(shí)間信息解碼的前提。基帶信號(hào)處理裝置首先進(jìn)行秒同步信 號(hào)提取，獲得秒同步信號(hào)后才能開(kāi)始其它處理任務(wù)。秒同步信號(hào)提取的精 度也對(duì)解碼靈敏度有作重大影響。
請(qǐng)參閱圖1，其為一種現(xiàn)有技術(shù)的電波鐘秒同步信號(hào)提取電路的電路 框圖。該電波鐘秒同步信號(hào)提取電路100包括--高頻信號(hào)接收器110、 一 檢波電容U4及一微處理器(Micro Control Unit, MCU) 120。該高頻信
號(hào)接收器110通常為一集成電路，其包括依次連接的一高頻信號(hào)放大器 111、 一檢波二極管112及一整形器113。該檢波電容114外接于該高頻信 號(hào)接收器110外，且其同該檢波二極管112與該整形器113連接線電連接， 其與該檢波二極管112 —起形成一檢波電路130。該高頻信號(hào)放大器111 用于放大從天線(未標(biāo)示)接收到的高頻無(wú)線信號(hào)，該檢波電路130用于 從該高頻無(wú)線信號(hào)中解調(diào)出模擬時(shí)間信號(hào)，該整形器113用于將該模擬時(shí) 間信號(hào)整形成脈沖信號(hào)，以利于后續(xù)微處理器120進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。該 微處理器120從該脈沖信號(hào)中提取出秒同步信號(hào)。當(dāng)信號(hào)較強(qiáng)時(shí)，該脈沖信號(hào)如圖2 (A)所示，沒(méi)有太大失真，該微處 理器120可從中提取出秒同步信號(hào)。然而，當(dāng)信號(hào)較弱或信號(hào)受到較大干擾時(shí)，通過(guò)該檢波電路130解調(diào) 出來(lái)的模擬時(shí)間信號(hào)存在大量噪聲，而該整形器113只是簡(jiǎn)單的對(duì)該模擬 時(shí)間信號(hào)進(jìn)行脈沖化，在整形的過(guò)程中丟失掉大量的信息，從而導(dǎo)致從該 高頻信號(hào)接收器110中出來(lái)的脈沖信號(hào)嚴(yán)重失真，如圖2 (B)所示。該微 處理器120無(wú)法從中提取秒同步信號(hào)，使電波鐘整機(jī)靈敏度較低。
發(fā)明內(nèi)容為克服現(xiàn)有技術(shù)中弱信號(hào)或較大噪聲干擾時(shí)電波鐘秒同步信號(hào)無(wú)法 提取而導(dǎo)致電波鐘靈敏讀較低的問(wèn)題，有必要提供能提高電波鐘靈敏度的 電波鐘秒同步信號(hào)提取電路。本發(fā)明還同時(shí)提供一種電波鐘秒同步信號(hào)提取方法。本發(fā)明的技術(shù)方案是一種電波鐘秒同步信號(hào)提取電路，其包括 一高頻信號(hào)接收器，其外接一檢波電容，其特征在于該電波鐘秒同步信號(hào)提取電路進(jìn)一歩包括一 模數(shù)轉(zhuǎn)換器， 一數(shù)字濾波器及一秒同步生成器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接至該高頻信號(hào)接受器與該檢波電容的接點(diǎn)，其用于對(duì)該高頻信號(hào)接收器內(nèi)部解
調(diào)出的模擬時(shí)間信號(hào)進(jìn)行采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換，該數(shù)字濾波器用于對(duì)該采樣信 號(hào)進(jìn)行濾波，該秒同步生成器用于從濾波后的信號(hào)中提取秒同步信息并生 成秒同步信號(hào)。
一種電波鐘秒同步信號(hào)提取方法，其步驟包括
a. 從高頻信號(hào)接受器與檢波電容的接點(diǎn)讀取檢波后的基帶時(shí)間信號(hào)；
b. 利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將該基帶時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；
c. 利用數(shù)字濾波器對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波以濾除噪聲；
d. 秒同步生成器從濾波后的信號(hào)中提取秒同步信號(hào)，生成秒同步脈沖。
有別于現(xiàn)有技術(shù)，上述電波鐘秒同步信號(hào)提取電路對(duì)整形前信號(hào)進(jìn)行處 理，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)電波鐘信號(hào)接收器的外接電容的斷口提取出解調(diào)后 的基帶時(shí)間信號(hào)，并用該濾波器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波處理，有效的濾除了該 基帶時(shí)間信號(hào)中的噪聲，從而可從中提取到準(zhǔn)確的秒同步信號(hào)，避免了整 形過(guò)程造成的失真因此大大的提高了電波鐘的靈敏度。
同理，上述電波鐘秒同步信號(hào)提取方法大大的提高了電波鐘的靈敏度。


圖1是現(xiàn)有技術(shù)中電波鐘秒同步信號(hào)提取電路的示意圖。
圖2是圖1中的高頻信號(hào)接收器輸出的信號(hào)示意圖。
圖3是本發(fā)明電波鐘秒同步信號(hào)提取電路的示意圖。
圖4是圖3中的信號(hào)示意圖。
具體實(shí)施方式
請(qǐng)參閱圖3，其為本發(fā)明電波鐘秒同步信號(hào)提取電路的示意圖。該電 波鐘秒同步信號(hào)提取電路200包括一高頻信號(hào)接收器210、一檢波電容214
及 一數(shù)字信號(hào)處理電路220。該高頻信號(hào)接收器210通常為一集成電路，
其包括依次連接的一高頻信號(hào)放大器211、 一檢波二極管212及一整形器 213。該檢波電容214外接于該高頻信號(hào)接收器210夕卜，且同該檢波二極 管212與該整形器213連接處電連接，其與該檢波二極管212 —起形成--檢波電路230。該高頻信號(hào)放大器211用于放大從天線(未標(biāo)示)接收到 的高頻無(wú)線信號(hào)，該檢波電路230用于從該高頻無(wú)線信號(hào)中解調(diào)出模擬時(shí) 間信號(hào)，該整形器213用于將該模擬時(shí)間信號(hào)整形成脈沖信號(hào)，以利于后 續(xù)數(shù)字信號(hào)處理電路220進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理。
該數(shù)字信號(hào)處理電路220包括一模數(shù)轉(zhuǎn)換器(Analog Digital Converter, ADC) 221，--時(shí)鐘發(fā)生器222， 一梳狀濾波器223， 一存儲(chǔ)器 224、 一中央處理器(Central Processing Unit, CPU) 225及一秒同步生成 器226。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器221連接于該高頻信號(hào)接收器210與該檢波電容214 的接口，其對(duì)從檢波電路230出來(lái)的模擬時(shí)間信號(hào)進(jìn)行采樣并轉(zhuǎn)化成的數(shù) 字信號(hào)。該梳狀濾波器223、該中央處理器225、該內(nèi)存單元224及該秒 同步生成器連接于總線227上，通過(guò)該總線227進(jìn)行通信。經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換器 221轉(zhuǎn)換后的數(shù)字信號(hào)由該梳狀濾波器223進(jìn)行處理，該梳狀濾波器將影 響秒同步信號(hào)的噪聲濾掉并存入的該內(nèi)存單元(RAM) 224;該秒同步生成 器226中包括一計(jì)數(shù)器(圖未示)、 一上升沿位置檢測(cè)器(圖未示)、 -寄 存器(圖未示)。該秒同步生成器從該內(nèi)存單元中讀出數(shù)據(jù)，從該數(shù)據(jù)中 檢測(cè)出上升沿的位置，并將該位置地址存入該寄存器中。該中央處理器225 從該寄存器中讀出上升沿的位置，并根據(jù)需要設(shè)定該計(jì)數(shù)器的復(fù)位值，從 而產(chǎn)生所需秒同步脈沖。該時(shí)鐘發(fā)生器222為該模數(shù)轉(zhuǎn)換器221、該存儲(chǔ) 器224、該梳狀濾波器223及該中央處理器226提供時(shí)鐘信號(hào)。
該梳狀濾波器223通過(guò)內(nèi)存單元中已存的上一次的濾波后的信號(hào)對(duì)當(dāng) 前輸入信號(hào)進(jìn)行濾波運(yùn)算，其運(yùn)算公式如下
Cmn = ax+ (l—a) Cm (n—l)
其中，n為秒序列號(hào)，m為一秒內(nèi)數(shù)據(jù)序列號(hào)，x為輸入信號(hào)值，a為
濾波系數(shù)，c為運(yùn)算結(jié)果，即濾波后的數(shù)據(jù)值。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器221的位數(shù)越高，采樣的精度越高，進(jìn)入該梳狀濾波器 223的數(shù)字信號(hào)越接近解調(diào)出的模擬時(shí)間信號(hào)，即其包含的噪聲及時(shí)間信 號(hào)的信息越多，所以經(jīng)過(guò)該梳狀濾波器223濾波后的信號(hào)越接近真實(shí)的時(shí) 間信號(hào)，從而該秒同步生成器226可生成后續(xù)處理所需的秒同步脈沖信號(hào)。請(qǐng)參閱圖4，圖4 (A)為發(fā)射站發(fā)射的高頻信號(hào)，圖4 (B)為含有噪 聲的高頻信號(hào)，圖4 (C)為經(jīng)該梳狀濾波器濾波后的信號(hào)，圖4 (D)為 該秒同步生成器生成的秒同步脈沖信號(hào)。在梳狀濾波前，弱信號(hào)時(shí)信號(hào)中 含有較大噪聲，秒同步信息淹沒(méi)在噪聲中。經(jīng)過(guò)梳狀濾波后，信號(hào)中的噪 聲已基本消除，秒同步信息清晰可見(jiàn)。由于該模數(shù)轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換器將該基帶時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號(hào)，該時(shí)鐘 發(fā)生器、、該存儲(chǔ)器、該梳狀濾波器及該中央處理器皆可處理數(shù)字信號(hào)， 故模數(shù)轉(zhuǎn)換器、該該時(shí)鐘發(fā)生器、該存儲(chǔ)器、該梳狀濾波器及該中央處理 器可集成于一個(gè)芯片中，形成一個(gè)單芯片系統(tǒng)(System On Chip,S0C)， 制造成本較低。跟現(xiàn)有技術(shù)相比較，本發(fā)明的電波鐘秒同步信號(hào)提取電路對(duì)整形前信號(hào) 進(jìn)行處理，采用模數(shù)轉(zhuǎn)換器對(duì)電波鐘信號(hào)接收器的外接電容的斷口提取出 解調(diào)后的基帶時(shí)間信號(hào)，并用該濾波器對(duì)該信號(hào)進(jìn)行濾波處理，有效的濾 除了該基帶時(shí)間信號(hào)中的噪聲，從而可從中提取到準(zhǔn)確的秒同步信號(hào)，避 免了整形過(guò)程造成的失真因此大大的提高了電波鐘的靈敏度。
權(quán)利要求
1.一種電波鐘秒同步信號(hào)提取電路，其包括一高頻信號(hào)接收器，其外接一檢波電容，其特征在于該電波鐘秒同步信號(hào)提取電路進(jìn)一步包括一模數(shù)轉(zhuǎn)換器，一數(shù)字濾波器及一秒同步生成器，該模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接至該高頻信號(hào)接受器與該檢波電容的接點(diǎn)，其用于對(duì)該高頻信號(hào)接收器內(nèi)部解調(diào)出的模擬時(shí)間信號(hào)進(jìn)行采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換，該數(shù)字濾波器用于對(duì)該采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，該秒同步生成器用于從濾波后的信號(hào)中提取秒同步信息并生成秒同步信號(hào)。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電波鐘同步信號(hào)提取電路，其特征在于 該數(shù)字濾波器為梳狀濾波器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電波鐘同步信號(hào)提取電路，其特征在于該 梳狀濾波器的濾波運(yùn)算公式為Cmn=aX+ (l-a) Cmoi-u其中，n為秒序列號(hào)，m為一秒內(nèi)數(shù)據(jù)序列號(hào)，x為輸入信號(hào)值，a為濾波系數(shù)， C為運(yùn)算結(jié)果。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電波鐘同步信號(hào)提取電路，其特征在于-其進(jìn)一步包括一內(nèi)存單元，其用于存儲(chǔ)經(jīng)該梳狀濾波器濾波后的數(shù)據(jù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電波鐘同步信號(hào)提取電路，其特征在于-該電波鐘同歩信號(hào)提取電路進(jìn)一步包括一中央處理器，該秒同步生成器包 括-:計(jì)數(shù)器、 一上升沿位置檢測(cè)器及一寄存器，該秒同步生成器從該內(nèi)存 單元中讀出數(shù)據(jù)，從該數(shù)據(jù)中檢測(cè)出上升沿的位置，并將該位置地址存入該 寄存器中，該中央處理器從該寄存器中讀出上升沿的位置，并根據(jù)需要設(shè)定該計(jì)數(shù)器 的復(fù)位值，從而產(chǎn)生所需秒同步脈沖。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電波鐘同步信號(hào)提取電路，其特征在于-其進(jìn)一步包括一總線，該梳狀濾波器、該中央處理器、該秒同步生成器皆 與該總線連接，通過(guò)該總線來(lái)通信。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的電波鐘同步信號(hào)提取電路，其特征在于 進(jìn)一步包括一時(shí)鐘發(fā)生器，其為該模數(shù)轉(zhuǎn)換器、該存儲(chǔ)器、該梳狀濾波器 及該中央處理器提供時(shí)鐘信號(hào)。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電波鐘同步信號(hào)提取電路，其特征在于 該模數(shù)轉(zhuǎn)換器、該時(shí)鐘發(fā)生器、該梳狀濾波器、該內(nèi)存單元、該中央處理 器及該秒同步生成器皆集成于一個(gè)芯片中，形成一單芯片系統(tǒng)。
9. 一種電波鐘秒同步信號(hào)提取方法，其步驟包括a. 從高頻信號(hào)接受器與檢波電容的接點(diǎn)讀取檢波后的基帶時(shí)間信號(hào)；b. 利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器將該基帶時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；c. 利用數(shù)字濾波器對(duì)該數(shù)字信號(hào)進(jìn)行濾波以濾除噪聲；d. 秒同步生成器從濾波后的信號(hào)中提取秒同步信號(hào)，生成秒同步脈沖。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電波鐘同步信號(hào)提取方法，其特征在于 該數(shù)字濾波器為梳狀濾波器，其濾波運(yùn)算公式為Cmn = aX+ (l-a) Cm m—)其中，i]為秒序列號(hào)，m為一秒內(nèi)數(shù)據(jù)序列號(hào)，x為輸入信號(hào)值，a為濾波系數(shù)， C為運(yùn)算結(jié)果。
11. 根據(jù)權(quán)利要求10所述的電波鐘同步信號(hào)提取方法，其特征在于 該濾波器將當(dāng)前秒運(yùn)算結(jié)果存入該內(nèi)存單元中，通過(guò)存儲(chǔ)于該內(nèi)存單元的 運(yùn)算結(jié)果對(duì)下一秒的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波運(yùn)算。
12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的電波鐘同步信號(hào)提取方法，其特征在于: 該秒同步生成器包括一計(jì)數(shù)器、 一上升沿位置檢測(cè)器及一寄存器，該秒同 步生成器從該內(nèi)存單元中讀出數(shù)據(jù)，從該數(shù)據(jù)中檢測(cè)出上升沿的位置，并 4每該位置地址存入該寄存器中，通過(guò)一中央處理器從該寄存器中讀出上升沿的位置， 并根據(jù)需要設(shè)定該計(jì)數(shù)器的復(fù)位值，從而產(chǎn)生所需秒同步脈沖。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電波鐘秒同步信號(hào)提取電路，其包括一高頻信號(hào)接收器、一外接于該高頻信號(hào)接收器的檢波電容、一模數(shù)轉(zhuǎn)換器、一數(shù)字濾波器及一秒同步生成器。該模數(shù)轉(zhuǎn)換器電連接至該高頻信號(hào)接受器與該檢波電容的接點(diǎn)，其用于對(duì)該高頻信號(hào)接收器內(nèi)部解調(diào)出的模擬時(shí)間信號(hào)進(jìn)行采樣及模數(shù)轉(zhuǎn)換，該數(shù)字濾波器用于對(duì)該采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，該秒同步生成器用于從濾波后的信號(hào)中提取秒同步信息并生成秒同步信號(hào)。本發(fā)明的電波鐘秒同步信號(hào)提取電路可有效的提取秒同步信號(hào)，提高電波鐘的靈敏度。本發(fā)明還提供一種電波鐘秒同步信號(hào)提取方法。
文檔編號(hào)G04C11/00GK101105685SQ200610061639
公開(kāi)日2008年1月16日 申請(qǐng)日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月14日
發(fā)明者欣 劉, 李問(wèn)杰 申請(qǐng)人:深圳市菲特?cái)?shù)碼技術(shù)有限公司