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淺析GPS衛(wèi)星同步時鐘的技術(shù)特點
更新時間：2022-09-13 點擊次數(shù)：522次
GPS衛(wèi)星同步時鐘也稱智能電波鐘，國家教育改革中針對標(biāo)準(zhǔn)化考場建設(shè)中的同步時鐘即是電波鐘。同步時鐘也叫“對鐘”。要把分布在各地的時鐘對準(zhǔn)(同步起來)，最直觀的方法就是搬鐘，可用一個標(biāo)準(zhǔn)鐘作搬鐘，使各地的鐘均與標(biāo)準(zhǔn)鐘對準(zhǔn)?；蛘呤拱徵娛紫扰c系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)時鐘對準(zhǔn)，然后使系統(tǒng)中的其他時針與搬鐘比對，實現(xiàn)系統(tǒng)其他時鐘與系統(tǒng)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時鐘同步。
所謂系統(tǒng)中各時鐘的同步，并不要求各時鐘*與統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)時鐘對齊。只要求知道各時鐘與系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)時鐘在比對時刻的鐘差以及比對后它相對標(biāo)準(zhǔn)鐘的漂移修正參數(shù)即可，勿須撥鐘。只有當(dāng)該鐘積累鐘差較大時才作跳步或閏秒處理。因為要在比對時刻把兩鐘“鐘面時間對齊，一則需要有精密的相位微步調(diào)節(jié)器會調(diào)節(jié)時鐘用動源的相位，另外，各種驅(qū)動源的漂移規(guī)律也各不相同，即使在兩種比對時刻時鐘*對齊，比對后也會產(chǎn)生誤差，仍需要觀測被比對時鐘驅(qū)動源相對標(biāo)準(zhǔn)鐘的漂移規(guī)律，故一般不這樣做。
GPS衛(wèi)星同步時鐘采用了低相噪鎖相環(huán)技術(shù)和大規(guī)模集成電路設(shè)計，內(nèi)置高穩(wěn)定度恒溫晶振OCXO和高品質(zhì)、高精度授時型GPS接收機,采用的GPS頻率測控技術(shù)，對晶體振蕩器的輸出頻率進(jìn)行精密測量與調(diào)節(jié)，使其輸出頻率精確同步在GPS系統(tǒng)上，提供高精度的時間頻率基準(zhǔn)信號，能夠輸出滿足ITU-T G.811要求1級基準(zhǔn)時鐘源，可以使用在數(shù)字交換機、SONET和SDH傳輸系統(tǒng)上。同時還可以為任何級別的定時信號發(fā)生器(TSG)提供1級時鐘同步信號，可以向外提供跟蹤與UTC時間的2.048Mb/s(E1)和2.048MHz輸出信號。
同步時鐘的Opt-EIO選項能夠提供再定時功能，可接收E1信號并利用本身精準(zhǔn)的時間參考信號對其進(jìn)行重新解碼，輸出波形符合ITU-T G.703碼型為HDB3的 E1信號，當(dāng)設(shè)備自身降質(zhì)或者斷電時，將啟動直通模式將接收到的E1信號輸出。
GPS衛(wèi)星同步時鐘輸出的1pps信號是GPS馴服晶振輸出頻率信號經(jīng)過10,000,000次分頻后得到的，相位與載波信號嚴(yán)格一致，且不受GPS秒脈沖短時間隨機跳變帶來的影響，相當(dāng)于UTC時間基準(zhǔn)的“復(fù)現(xiàn)”。這種特性特別適合于通信基站等對時間頻率要求嚴(yán)格的系統(tǒng)。
同步時鐘具有泰福特獨創(chuàng)的智能學(xué)習(xí)算法，在GPS馴服晶振的過程中能夠不斷“學(xué)習(xí)”晶振的漂移等特性，并將這些參數(shù)存入板載EEPROM存儲器中。當(dāng)GPS出現(xiàn)異?；虿豢捎脮r，能夠自動切換到保持模式(Hold-over mode)，利用高效的智能保持算法，依靠內(nèi)置高穩(wěn)晶振繼續(xù)提供高可靠性的時間和頻率信號輸出，在短時間內(nèi)仍保持有較高的精度。當(dāng)設(shè)備斷電重新開機后，設(shè)備可以利用原來已經(jīng)存儲的歷史數(shù)據(jù)，使時鐘在較短的時間內(nèi)達(dá)到較高的準(zhǔn)確度。
