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衛(wèi)星馴服銣鐘卡的制作方法

文檔序號:69638閱讀:623來源:國知局
專利名稱:衛(wèi)星馴服銣鐘卡的制作方法
技術領域
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星馴服銣鐘卡。
背景技術
一般同步時鐘卡,多采用溫補晶振或恒溫晶振作為基準時鐘,其頻率精度多>2E-9左右,在沒有GPS校準的情況下,使得系統(tǒng)所輸出時鐘的長時穩(wěn)定性較差,且其能夠提供的數(shù)字頻率合成器(數(shù)字頻率合成器)頻率輸出范圍有限;帶GPS的同步類產(chǎn)品,雖然經(jīng)·過GPS校準可以達到較理想的時鐘精度,但是校頻算法復雜,所需校頻時間較長,開機48小時后才能達到較理想的頻率準確度。
同步時鐘卡類產(chǎn)品主要有三個重要的性能指標,一個是無論GPS失鎖或同步狀態(tài)下所能提供的時鐘頻率精度;一個是達到此頻率精度所需的校準時間;另外是同步時鐘卡除基準時鐘外所能提供的頻率信號輸出。所以如何提高時鐘頻率精度、縮短時鐘的校頻時間、提供盡可能多的頻率信號輸出是同步時鐘卡類產(chǎn)品需要解決的重要技術問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術中存在的上述問題,本發(fā)明的主要目的在于解決現(xiàn)有技術的缺陷,提供了一種衛(wèi)星馴服銣鐘卡。
為實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供了一種衛(wèi)星馴服銣鐘卡,包括GPS接收模塊、銣鐘模塊、可編程控制模塊和時鐘信號輸入輸出模塊,GPS接收模塊用于接收GPS信號,銣鐘模塊用于產(chǎn)生經(jīng)GPS信號校準后的本地時鐘信號并在GPS失鎖后保持守時,可編程控制模塊用于將GPS信號進行解碼,以及將從銣鐘模塊接收到的本地時鐘信號與解碼后的GPS信號進行校準并產(chǎn)生校準后的時鐘信號同時反饋給銣鐘模塊,銣鐘模塊還用于將校準后的時鐘信號發(fā)送給所述時鐘信號輸入輸出模塊進行多路輸出。
優(yōu)選的,可編程控制模塊包括GPS信息解碼/時間碼生成器模塊、頻率校準邏輯模塊以及數(shù)字頻率合成器控制邏輯模塊,所述GPS信息解碼/時間碼生成器模塊分別與所述頻率校準邏輯模塊和所述數(shù)字頻率合成器控制邏輯模塊相連。GPS信息解碼/時間碼生成器模塊接收GPS接收模塊發(fā)送的GPS信號進行解碼并發(fā)送給頻率校準邏輯模塊,頻率校準邏輯模塊接收本地時鐘信號和解碼后的GPS信號,并通過解碼后的GPS信號對本地時鐘信號進行校準,并將校準后的時鐘信號反饋給銣鐘模塊。
優(yōu)選的,衛(wèi)星馴服銣鐘卡還包括用于與PXI (PCI extensions forInstrumentation, PCI儀器擴展)系統(tǒng)連接的PXI總線,PXI總線與可編程控制模塊相連接。
優(yōu)選的,可編程控制模塊還包括PXI觸發(fā)模塊以及PCI (Peripheral ComponentInterconnect,外設部件互連)接口模塊,PXI觸發(fā)模塊和PCI接口模塊分別與PXI總線相連。
優(yōu)選的,GPS接收模塊通過板卡外部連接的GPS天線接收GPS信號之后將該GPS信號分別輸入到GPS信息解碼/時間碼生成器模塊和頻率校準邏輯模塊中。
優(yōu)選的,銣鐘模塊產(chǎn)生的時鐘信號通過與輸入到頻率校準邏輯模塊中的GPS信號的校準后產(chǎn)生方波信號,方波信號經(jīng)過時鐘信號輸入輸出模塊后形成同相位的三路時鐘信號。
優(yōu)選的,同相位的三路時鐘信號中的一路時鐘信號作為反饋時鐘送入到可編程控制模塊中的頻率校準邏輯模塊,與GPS接收模塊上接收到 的GPS信號共同完成頻率校準,同時經(jīng)過分頻后產(chǎn)生本地的IPPS脈沖信號輸送到前面板并輸出IPPS脈沖信號(秒脈沖信號)。
優(yōu)選的,衛(wèi)星馴服銣鐘卡還包括用于進行數(shù)字信號處理的數(shù)字頻率合成器模塊以及用于進行信號濾波的低通濾波器模塊,數(shù)字頻率合成器模塊與數(shù)字頻率合成器邏輯控制模塊、所述時鐘信號輸入輸出模塊以及所述低通濾波器模塊相連。
優(yōu)選的,同相位的三路時鐘信號中的另一路時鐘信號倍頻到25MHz,作為數(shù)字頻率合成器模塊的參考時鐘信號接入到數(shù)字頻率合成器模塊上,經(jīng)設置于可編程控制模塊中的數(shù)字頻率合成器控制邏輯模塊中的鎖相環(huán)形成500MHz的控制時鐘信號,數(shù)字頻率合成器模塊輸出的正弦信號通過低通濾波器模塊后輸送到前面板。
與現(xiàn)有技術相比,本發(fā)明具有以下優(yōu)點和有益效果中的ー項或者幾項
I.本發(fā)明的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,采用高精度銣原子鐘,本身的時鐘精度達到2E-11,即使在GPS失鎖后時鐘進入守時階段,其頻率準確度在一段時間內(nèi)仍保持在一定的水平。
2.本發(fā)明的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,采用GPS衛(wèi)星對銣鐘進行校頻,通過GPS衛(wèi)星的長時穩(wěn)定性實時地對本地銣鐘進行校準,使得本地時鐘的頻率漂移得到實時修正,其頻率準確度可基本達到與衛(wèi)星系統(tǒng)一致的程度,從而使本地時鐘達到一定的精度。
3.本發(fā)明的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,將系統(tǒng)的平均校準時間縮短了 I倍,在系統(tǒng)開機4小時以后,GPS鎖定狀態(tài),24小時后板卡即可到達平均頻率準確度彡2E-12,上升時間彡2ns,抖動時間< 200ps。
4.本發(fā)明的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,具備輸出1-200MHZ同步可編程頻率信號,且該輸出頻率分辨率小于0. 2Hz,同源與銣鐘,具有較高的頻率精度,此外還輸出IPPS信號及IRIG-B碼,應用于軍用和民用自動測試領域,完成PXI總線機箱內(nèi)/機箱間同歩,也可應用于PXI系統(tǒng)和非PXI系統(tǒng)中的遠程時間同步、授時、頻率校準和GPS定位等場合。


圖I為本發(fā)明的實施例的衛(wèi)星馴服銣鐘卡的原理框圖。
圖2為本發(fā)明的實施例的衛(wèi)星馴服銣鐘卡的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中附圖標記說明如下
I-可編程控制模塊2-頻率校準邏輯模塊
3-GPS信息解碼/時間碼生成器模塊
4-數(shù)字頻率合成器控制邏輯模塊
5-PXI觸發(fā)模塊6-PCI接ロ模塊7-銣鐘模塊
8-GPS接收模塊9-PXI總線10_數(shù)字頻率合成器模塊
11-時鐘信號輸入輸出模塊12-低通濾波器模塊具體實施方式
下面將參照附圖和具體實施例對本發(fā)明作進一步的說明。
如圖I至圖2所示本發(fā)明的實施例的一種衛(wèi)星馴服銣鐘卡,包括GPS接收模塊8、銣鐘模塊7、可編程控制模塊I和時鐘信號輸入輸出模塊11,GPS接收模塊8用于接收GPS信號,銣鐘模塊7用于產(chǎn)生經(jīng)GPS信號校準后的本地時鐘信號并在GPS失鎖后保持守時,可編程控制模塊I用于將GPS信號進行解碼,以及將從銣鐘模塊7接收到的本地時鐘信號與解碼后的GPS信號進行校準并產(chǎn)生校準后的時鐘信號同時反饋給銣鐘模塊7,銣鐘模塊7還用于將校準后的時鐘信號發(fā)送給時鐘信號輸入輸出模塊11進行多路輸出。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,可編程控制模塊I包括GPS信息解碼/時間碼生成器模塊3、頻率校準邏輯模塊2以及數(shù)字頻率合成器控制邏輯模塊4,GPS信息解碼/時 間碼生成器模塊3接收GPS接收模塊8發(fā)送的GPS信號進行解碼并發(fā)送給頻率校準邏輯模塊2,頻率校準邏輯模塊2接收本地時鐘信號和解碼后的GPS信號,并通過解碼后的GPS信號對本地時鐘信號進行校準,并將校準后的時鐘信號反饋給銣鐘模塊7。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,衛(wèi)星馴服銣鐘卡還包括用于與PXI系統(tǒng)連接的PXI總線9,PXI總線9與可編程控制模塊I相連接。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,可編程控制模塊I還包括PXI觸發(fā)模塊5以及PCI接口模塊6,PXI觸發(fā)模塊5和PCI接口模塊6分別通過PXI_STAR[0:12] (PXI星型觸發(fā)總線)、PXI_TRIG[0:7] (PXI共享觸發(fā)總線)和PCI_bus (PCI總線)與PXI總線9相連。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,GPS接收模塊8通過板卡外部連接的GPS天線接收GPS信號之后將該GPS信號分別輸入到GPS信息解碼/時間碼生成器模塊3和頻率校準邏輯模塊2中。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,銣鐘模塊7產(chǎn)生的時鐘信號通過與輸入到頻率校準邏輯模塊2中的GPS信號的校準后產(chǎn)生方波信號,方波信號經(jīng)過時鐘信號輸入輸出模塊11后形成同相位的三路時鐘信號即第一路、第二路和第三路時鐘信號,同時時鐘信號輸入輸出模塊11還接收來自PXI總線9上的PXI_CLK10信號。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,同相位的三路時鐘信號中的第一路時鐘信號與來自PXI總線9上的PXI_CLK10經(jīng)過選擇輸送到前面板并輸出CLKOUT信號,同時第一路時鐘信號與來自外部輸入的時鐘信號CLKIN經(jīng)過選擇產(chǎn)生PXI_CLK_IN信號輸入到PXI總線9。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,同相位的三路時鐘信號中的第二路時鐘信號作為反饋時鐘送入到可編程控制模塊I中的頻率校準邏輯模塊2,與GPS接收模塊8上接收到的GPS信號共同完成頻率校準,同時經(jīng)過分頻后產(chǎn)生本地的IPPS脈沖信號(秒脈沖信號)輸送到前面板并輸出IPPS脈沖信號。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,衛(wèi)星馴服銣鐘卡還包括用于進行數(shù)字信號處理的數(shù)字頻率合成器模塊10以及用于進行信號濾波的低通濾波器模塊12,數(shù)字頻率合成器模塊10與所述數(shù)字頻率合成器邏輯控制模塊4、時鐘信號輸入輸出模塊11以及低通濾波器模塊12相連。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實施例,同相位的三路時鐘信號中的第三路時鐘信號倍頻到25MHz,作為數(shù)字頻率合成器模塊10的參考時鐘信號接入到數(shù)字頻率合成器模塊10上,經(jīng)設置于可編程控制模塊I中的數(shù)字頻率合成器控制邏輯模塊4中的鎖相環(huán)形成500MHz的控制時鐘信號,數(shù)字頻率合成器模塊10輸出的正弦信號通過低通濾波器模塊12后輸送到前面板井分別輸出CLKl信號和CLK2信號。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實施例,GPS信息解碼/時間碼生成器模塊3接收并解析GPS接收模塊8輸出的時間碼信號,生成IRIG-B DC格式編碼信號并與時鐘同步后輸送到前面板并輸出IRIG-B信號。
以上所述的僅為本發(fā)明的較佳可行實施例,所述實施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護范圍,因此凡是運用本發(fā)明的說明書及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化,同理均應包含在本發(fā)明的保護范圍內(nèi)。
權利要求
1.ー種衛(wèi)星馴服銣鐘卡,其特征在于,所述衛(wèi)星馴服銣鐘卡包括GPS接收模塊、銣鐘模塊、可編程控制模塊和時鐘信號輸入輸出模塊,所述GPS接收模塊用于接收GPS信號,所述銣鐘模塊用于產(chǎn)生經(jīng)GPS信號校準后的本地時鐘信號并在GPS失鎖后保持守時,所述可編程控制模塊用于對GPS信號進行解碼,以及將從銣鐘模塊接收到的本地時鐘信號與解碼后的GPS信號進行校準并產(chǎn)生校準后的時鐘信號同時反饋給銣鐘模塊,所述銣鐘模塊還用于將校準后的時鐘信號發(fā)送給所述時鐘信號輸入輸出模塊進行多路輸出。
2.如權利要求
I所述的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,其特征在于,所述可編程控制模塊包括GPS信息解碼/時間碼生成器模塊、頻率校準邏輯模塊以及數(shù)字頻率合成器控制邏輯模塊,所述GPS信息解碼/時間碼生成器模塊分別與所述頻率校準邏輯模塊和所述數(shù)字頻率合成器控制邏輯模塊相連。
3.如權利要求
I所述的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,其特征在于,所述衛(wèi)星馴服銣鐘卡還包括用干與PXI系統(tǒng)連接的PXI總線,所述PXI總線與所述可編程控制模塊相連接。
4.如權利要求
3所述的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,其特征在于,所述可編程控制模塊還包括PXI觸發(fā)模塊以及PCI接ロ模塊,所述PXI觸發(fā)模塊和PCI接ロ模塊分別與所述PXI總線相連。
5.如權利要求
2所述的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,其特征在于,所述GPS接收模塊通過板卡外部連接的GPS天線接收GPS信號之后將該GPS信號分別輸入到GPS信息解碼/時間碼生成器模塊和頻率校準邏輯模塊中。
6.如權利要求
5所述的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,其特征在于,所述銣鐘模塊產(chǎn)生的時鐘信號通過與輸入到頻率校準邏輯模塊中的GPS信號的校準后產(chǎn)生方波信號,所述方波信號經(jīng)過時鐘信號輸入輸出模塊后形成同相位的三路時鐘信號。
7.如權利要求
6所述的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,其特征在于,所述同相位的三路時鐘信號中的一路時鐘信號作為反饋時鐘送入到可編程控制模塊中的頻率校準邏輯模塊,與GPS接收模塊上接收到的GPS信號共同完成頻率校準,同時經(jīng)過分頻后產(chǎn)生本地的秒脈沖信號輸送到前面板并輸出秒脈沖信號。
8.如權利要求
I所述的衛(wèi)星馴服銣鐘卡,其特征在于,所述衛(wèi)星馴服銣鐘卡還包括用于進行數(shù)字信號處理的數(shù)字頻率合成器模塊以及用于進行信號濾波的低通濾波器模塊,所述數(shù)字頻率合成器模塊與所述數(shù)字頻率合成器邏輯控制模塊、所述時鐘信號輸入輸出模塊以及所述低通濾波器模塊相連。
專利摘要
本實用新型涉及一種衛(wèi)星馴服銣鐘卡,所述衛(wèi)星馴服銣鐘卡包括GPS接收模塊、銣鐘模塊、可編程控制模塊和時鐘信號輸入輸出模塊,所述GPS接收模塊用于接收GPS信號,所述銣鐘模塊用于產(chǎn)生經(jīng)GPS信號校準后的本地時鐘信號并在GPS失鎖后保持守時,所述可編程控制模塊用于對GPS信號進行解碼,以及將從銣鐘模塊接收到的本地時鐘信號與解碼后的GPS信號進行校準并產(chǎn)生校準后的時鐘信號同時反饋給銣鐘模塊,所述銣鐘模塊還用于將校準后的時鐘信號發(fā)送給所述時鐘信號輸入輸出模塊進行多路輸出。通過本實用新型優(yōu)化的設計和結(jié)構(gòu),該衛(wèi)星馴服銣鐘卡具有輸出時鐘頻率精度高、校準時間短和頻率輸出信號多等優(yōu)點。
文檔編號G04R20/04GKCN202649711SQ201220103829
公開日2013年1月2日 申請日期2012年3月19日
發(fā)明者馬恩云, 張斌, 許文靚, 孫嫻, 朱良 申請人:北京泛華恒興科技有限公司導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan
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