專利名稱:衛(wèi)星馴服銣鐘卡的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種衛(wèi)星馴服銣鐘卡。
背景技術(shù)：
一般同步時(shí)鐘卡，多采用溫補(bǔ)晶振或恒溫晶振作為基準(zhǔn)時(shí)鐘，其頻率精度多>2E-9左右，在沒有GPS校準(zhǔn)的情況下，使得系統(tǒng)所輸出時(shí)鐘的長時(shí)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(zhǔn)可以達(dá)到較理想的時(shí)鐘精度，但是校頻算法復(fù)雜，所需校頻時(shí)間較長，開機(jī)48小時(shí)后才能達(dá)到較理想的頻率準(zhǔn)確度。
同步時(shí)鐘卡類產(chǎn)品主要有三個(gè)重要的性能指標(biāo)，一個(gè)是無論GPS失鎖或同步狀態(tài)下所能提供的時(shí)鐘頻率精度；一個(gè)是達(dá)到此頻率精度所需的校準(zhǔn)時(shí)間；另外是同步時(shí)鐘卡除基準(zhǔn)時(shí)鐘外所能提供的頻率信號(hào)輸出。所以如何提高時(shí)鐘頻率精度、縮短時(shí)鐘的校頻時(shí)間、提供盡可能多的頻率信號(hào)輸出是同步時(shí)鐘卡類產(chǎn)品需要解決的重要技術(shù)問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于現(xiàn)有技術(shù)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(shù)的缺陷，提供了一種衛(wèi)星馴服銣鐘卡。
為實(shí)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(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊，GPS接收模塊用于接收GPS信號(hào)，銣鐘模塊用于產(chǎn)生經(jīng)GPS信號(hào)校準(zhǔn)后的本地時(shí)鐘信號(hào)并在GPS失鎖后保持守時(shí)，可編程控制模塊用于將GPS信號(hào)進(jìn)行解碼，以及將從銣鐘模塊接收到的本地時(shí)鐘信號(hào)與解碼后的GPS信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)并產(chǎn)生校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)反饋給銣鐘模塊，銣鐘模塊還用于將校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給所述時(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊進(jìn)行多路輸出。
優(yōu)選的，可編程控制模塊包括GPS信息解碼/時(shí)間碼生成器模塊、頻率校準(zhǔn)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(shí)間碼生成器模塊分別與所述頻率校準(zhǔn)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(shí)間碼生成器模塊接收GPS接收模塊發(fā)送的GPS信號(hào)進(jìn)行解碼并發(fā)送給頻率校準(zhǔn)邏輯模塊，頻率校準(zhǔn)邏輯模塊接收本地時(shí)鐘信號(hào)和解碼后的GPS信號(hào)，并通過解碼后的GPS信號(hào)對本地時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)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(kuò)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(shè)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(hào)之后將該GPS信號(hào)分別輸入到GPS信息解碼/時(shí)間碼生成器模塊和頻率校準(zhǔn)邏輯模塊中。
優(yōu)選的，銣鐘模塊產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)通過與輸入到頻率校準(zhǔn)邏輯模塊中的GPS信號(hào)的校準(zhǔn)后產(chǎn)生方波信號(hào)，方波信號(hào)經(jīng)過時(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊后形成同相位的三路時(shí)鐘信號(hào)。
優(yōu)選的，同相位的三路時(shí)鐘信號(hào)中的一路時(shí)鐘信號(hào)作為反饋時(shí)鐘送入到可編程控制模塊中的頻率校準(zhǔn)邏輯模塊，與GPS接收模塊上接收到 的GPS信號(hào)共同完成頻率校準(zhǔn)，同時(shí)經(jīng)過分頻后產(chǎn)生本地的IPPS脈沖信號(hào)輸送到前面板并輸出IPPS脈沖信號(hào)(秒脈沖信號(hào))。
優(yōu)選的，衛(wèi)星馴服銣鐘卡還包括用于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字頻率合成器模塊以及用于進(jìn)行信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)中的另一路時(shí)鐘信號(hào)倍頻到25MHz，作為數(shù)字頻率合成器模塊的參考時(shí)鐘信號(hào)接入到數(shù)字頻率合成器模塊上，經(jīng)設(shè)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(shí)鐘信號(hào)，數(shù)字頻率合成器模塊輸出的正弦信號(hào)通過低通濾波器模塊后輸送到前面板。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果中的ー項(xiàng)或者幾項(xiàng)
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(shí)鐘精度達(dá)到2E-11，即使在GPS失鎖后時(shí)鐘進(jìn)入守時(shí)階段，其頻率準(zhǔn)確度在一段時(shí)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(jìn)行校頻，通過GPS衛(wèi)星的長時(shí)穩(wěn)定性實(shí)時(shí)地對本地銣鐘進(jìn)行校準(zhǔn)，使得本地時(shí)鐘的頻率漂移得到實(shí)時(shí)修正，其頻率準(zhǔn)確度可基本達(dá)到與衛(wèi)星系統(tǒng)一致的程度，從而使本地時(shí)鐘達(dá)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(zhǔn)時(shí)間縮短了 I倍，在系統(tǒng)開機(jī)4小時(shí)以后，GPS鎖定狀態(tài)，24小時(shí)后板卡即可到達(dá)平均頻率準(zhǔn)確度彡2E-12，上升時(shí)間彡2ns，抖動(dòng)時(shí)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(hào)，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(hào)及IRIG-B碼，應(yīng)用于軍用和民用自動(dòng)測試領(lǐng)域，完成PXI總線機(jī)箱內(nèi)/機(jī)箱間同歩，也可應(yīng)用于PXI系統(tǒng)和非PXI系統(tǒng)中的遠(yuǎn)程時(shí)間同步、授時(shí)、頻率校準(zhǔn)和GPS定位等場合。


圖I為本發(fā)明的實(shí)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(shí)施例的衛(wèi)星馴服銣鐘卡的結(jié)構(gòu)示意圖。
其中附圖標(biāo)記說明如下
I-可編程控制模塊2-頻率校準(zhǔn)邏輯模塊
3-GPS信息解碼/時(shí)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(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊12-低通濾波器模塊具體實(shí)施方式
下面將參照附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。
如圖I至圖2所示本發(fā)明的實(shí)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(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊11，GPS接收模塊8用于接收GPS信號(hào)，銣鐘模塊7用于產(chǎn)生經(jīng)GPS信號(hào)校準(zhǔn)后的本地時(shí)鐘信號(hào)并在GPS失鎖后保持守時(shí)，可編程控制模塊I用于將GPS信號(hào)進(jìn)行解碼，以及將從銣鐘模塊7接收到的本地時(shí)鐘信號(hào)與解碼后的GPS信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)并產(chǎn)生校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)反饋給銣鐘模塊7，銣鐘模塊7還用于將校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給時(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊11進(jìn)行多路輸出。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例，可編程控制模塊I包括GPS信息解碼/時(shí)間碼生成器模塊3、頻率校準(zhǔn)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(shí) 間碼生成器模塊3接收GPS接收模塊8發(fā)送的GPS信號(hào)進(jìn)行解碼并發(fā)送給頻率校準(zhǔn)邏輯模塊2，頻率校準(zhǔn)邏輯模塊2接收本地時(shí)鐘信號(hào)和解碼后的GPS信號(hào)，并通過解碼后的GPS信號(hào)對本地時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)，并將校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)反饋給銣鐘模塊7。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)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(shí)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(shí)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(hào)之后將該GPS信號(hào)分別輸入到GPS信息解碼/時(shí)間碼生成器模塊3和頻率校準(zhǔn)邏輯模塊2中。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例，銣鐘模塊7產(chǎn)生的時(shí)鐘信號(hào)通過與輸入到頻率校準(zhǔn)邏輯模塊2中的GPS信號(hào)的校準(zhǔn)后產(chǎn)生方波信號(hào)，方波信號(hào)經(jīng)過時(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊11后形成同相位的三路時(shí)鐘信號(hào)即第一路、第二路和第三路時(shí)鐘信號(hào)，同時(shí)時(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊11還接收來自PXI總線9上的PXI_CLK10信號(hào)。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例，同相位的三路時(shí)鐘信號(hào)中的第一路時(shí)鐘信號(hào)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(hào)，同時(shí)第一路時(shí)鐘信號(hào)與來自外部輸入的時(shí)鐘信號(hào)CLKIN經(jīng)過選擇產(chǎn)生PXI_CLK_IN信號(hào)輸入到PXI總線9。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例，同相位的三路時(shí)鐘信號(hào)中的第二路時(shí)鐘信號(hào)作為反饋時(shí)鐘送入到可編程控制模塊I中的頻率校準(zhǔn)邏輯模塊2，與GPS接收模塊8上接收到的GPS信號(hào)共同完成頻率校準(zhǔn)，同時(shí)經(jīng)過分頻后產(chǎn)生本地的IPPS脈沖信號(hào)(秒脈沖信號(hào))輸送到前面板并輸出IPPS脈沖信號(hào)。
作為本發(fā)明一種優(yōu)選的實(shí)施例，衛(wèi)星馴服銣鐘卡還包括用于進(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字頻率合成器模塊10以及用于進(jìn)行信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)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(shí)施例，同相位的三路時(shí)鐘信號(hào)中的第三路時(shí)鐘信號(hào)倍頻到25MHz，作為數(shù)字頻率合成器模塊10的參考時(shí)鐘信號(hào)接入到數(shù)字頻率合成器模塊10上，經(jīng)設(shè)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(shí)鐘信號(hào)，數(shù)字頻率合成器模塊10輸出的正弦信號(hào)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(hào)和CLK2信號(hào)。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選的實(shí)施例，GPS信息解碼/時(shí)間碼生成器模塊3接收并解析GPS接收模塊8輸出的時(shí)間碼信號(hào)，生成IRIG-B DC格式編碼信號(hào)并與時(shí)鐘同步后輸送到前面板并輸出IRIG-B信號(hào)。
以上所述的僅為本發(fā)明的較佳可行實(shí)施例，所述實(shí)施例并非用以限制本發(fā)明的專利保護(hù)范圍，因此凡是運(yùn)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(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)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(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊，所述GPS接收模塊用于接收GPS信號(hào)，所述銣鐘模塊用于產(chǎn)生經(jīng)GPS信號(hào)校準(zhǔn)后的本地時(shí)鐘信號(hào)并在GPS失鎖后保持守時(shí)，所述可編程控制模塊用于對GPS信號(hào)進(jìn)行解碼，以及將從銣鐘模塊接收到的本地時(shí)鐘信號(hào)與解碼后的GPS信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)并產(chǎn)生校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)反饋給銣鐘模塊，所述銣鐘模塊還用于將校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給所述時(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊進(jìn)行多路輸出。
2.如權(quán)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(shí)間碼生成器模塊、頻率校準(zhǔn)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(shí)間碼生成器模塊分別與所述頻率校準(zhǔn)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(quán)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(quán)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(quán)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(hào)之后將該GPS信號(hào)分別輸入到GPS信息解碼/時(shí)間碼生成器模塊和頻率校準(zhǔn)邏輯模塊中。
6.如權(quán)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(shí)鐘信號(hào)通過與輸入到頻率校準(zhǔn)邏輯模塊中的GPS信號(hào)的校準(zhǔn)后產(chǎn)生方波信號(hào)，所述方波信號(hào)經(jīng)過時(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊后形成同相位的三路時(shí)鐘信號(hào)。
7.如權(quán)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(shí)鐘信號(hào)中的一路時(shí)鐘信號(hào)作為反饋時(shí)鐘送入到可編程控制模塊中的頻率校準(zhǔn)邏輯模塊，與GPS接收模塊上接收到的GPS信號(hào)共同完成頻率校準(zhǔn)，同時(shí)經(jīng)過分頻后產(chǎn)生本地的秒脈沖信號(hào)輸送到前面板并輸出秒脈沖信號(hào)。
8.如權(quán)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(jìn)行數(shù)字信號(hào)處理的數(shù)字頻率合成器模塊以及用于進(jìn)行信號(hào)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(shí)鐘信號(hào)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(shí)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(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊，所述GPS接收模塊用于接收GPS信號(hào)，所述銣鐘模塊用于產(chǎn)生經(jīng)GPS信號(hào)校準(zhǔn)后的本地時(shí)鐘信號(hào)并在GPS失鎖后保持守時(shí)，所述可編程控制模塊用于對GPS信號(hào)進(jìn)行解碼，以及將從銣鐘模塊接收到的本地時(shí)鐘信號(hào)與解碼后的GPS信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)并產(chǎn)生校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)同時(shí)反饋給銣鐘模塊，所述銣鐘模塊還用于將校準(zhǔn)后的時(shí)鐘信號(hào)發(fā)送給所述時(shí)鐘信號(hào)輸入輸出模塊進(jìn)行多路輸出。通過本實(shí)用新型優(yōu)化的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)，該衛(wèi)星馴服銣鐘卡具有輸出時(shí)鐘頻率精度高、校準(zhǔn)時(shí)間短和頻率輸出信號(hào)多等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)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(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan