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談?wù)刧ps時(shí)鐘和北斗時(shí)鐘雙系統(tǒng)構(gòu)架組成
更新時(shí)間：2022-09-19 點(diǎn)擊次數(shù)：550次
今天小編給大家講講gps時(shí)鐘和北斗時(shí)鐘雙系統(tǒng)構(gòu)架組成：
gps北斗雙模時(shí)鐘系統(tǒng)主要包括時(shí)鐘源接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、信號(hào)輸出單元和電源轉(zhuǎn)換單元，在某種對(duì)精度要求比較高的場(chǎng)合，也會(huì)增加馴服單元。
時(shí)鐘源接收單元包括GPS 和BD接收模塊，分別接收GPS和北斗的衛(wèi)星信號(hào)，從信號(hào)解析中分別解析出時(shí)間信息，然后將2種外部時(shí)間信息送入數(shù)據(jù)處理單元。根據(jù)雙模授時(shí)短發(fā)擇優(yōu)選出外部時(shí)間信息并轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的UTC時(shí)間。如有馴服單元，會(huì)將相應(yīng)的秒脈沖信號(hào)送入馴服單元，本地時(shí)鐘經(jīng)馴服單元馴服后得到穩(wěn)定標(biāo)準(zhǔn)的本地秒脈沖，將其送入數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)輸入的本地秒脈沖同步將UTC時(shí)間送入信號(hào)輸出單元，以此得到高精度授時(shí)。
1、接收單元：
BD接收和GPS接收單元分別通過(guò)天線接收BD和GPS衛(wèi)星信號(hào)，并根據(jù)規(guī)范轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn) 的NEMA0183的信息輸出，同時(shí)送出秒脈沖信息。以SYN2136型這款雙模時(shí)鐘產(chǎn)品的接收單元為例，輸入北斗和gps信號(hào)的頻點(diǎn)分別為B1和L1，定時(shí)精度可達(dá)到≤30ns。
2、馴服單元：
馴服單元根據(jù)輸入的參考秒脈沖得到符合指標(biāo)的高穩(wěn)本地秒脈沖。馴服后, 當(dāng)外部參考秒脈沖丟失, 該單元仍然輸出滿足指標(biāo)要求的秒脈沖信號(hào)。
鑒于BDS/GPS 模塊產(chǎn)生的pps精度小于100ns，但是卻有良好的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。而恒溫晶振具有比較高的短期穩(wěn)定性。馴服單元結(jié)合兩者優(yōu)點(diǎn)，產(chǎn)生一個(gè)精度與穩(wěn)定度均達(dá)到指標(biāo)要求的時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)。
馴服單元里主要包含馴服模塊，其主要由相位/頻率測(cè)量、濾波處理/頻率預(yù)測(cè)、數(shù)模轉(zhuǎn)換和本振頻率產(chǎn)生五個(gè)部分組成。
馴服單元本質(zhì)上是一個(gè)鎖相環(huán)。其將外部時(shí)鐘源優(yōu)選的秒脈沖信號(hào)作為該模塊的pps參考輸入。該模塊將參考pps與本地振蕩器產(chǎn)生的pps進(jìn)行相位/頻率測(cè)量。由于溫度變化等原因通常會(huì)使得參考pps相位存在一定的抖動(dòng)，容易造成精度的惡化。
通過(guò)對(duì)本地振蕩器的頻率和pps相位輸出進(jìn)行自適應(yīng)濾波得到頻率和相位的估計(jì)值，然后通過(guò)反饋控制本地振蕩器產(chǎn)生得到輸出pps相位。重復(fù)上述過(guò)程，最終可由本地晶振產(chǎn)生得到與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步的精確pps信號(hào)。在無(wú)外部pps參考源輸入時(shí)，模塊進(jìn)入守時(shí)狀態(tài)，為系統(tǒng)提供準(zhǔn)確的時(shí)間基準(zhǔn)。
3、數(shù)據(jù)處理單元：
數(shù)據(jù)處理單元主要完成時(shí)鐘源優(yōu)選、PPS無(wú)縫切換，并同步輸出標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和秒脈沖，實(shí)現(xiàn)高精度的對(duì)外授時(shí)功能。
如果外部時(shí)鐘源丟失，則數(shù)據(jù)處理單元通過(guò)處理器中的守時(shí)模塊進(jìn)入守時(shí)模式，得到可靠的本地UTC時(shí)間，，并通過(guò)處理器對(duì)輸入本地秒脈沖的響應(yīng)，同步輸出UTC時(shí)間嗎，實(shí)現(xiàn)高精度 的對(duì)外授時(shí)功能。
4、信號(hào)輸出單元：
信號(hào)輸出單元包括狀態(tài)指示模塊和輸出接口電平轉(zhuǎn)換模塊，狀態(tài)指示模塊是根據(jù)輸入的信號(hào)指示系統(tǒng)的供電情況及工作狀態(tài)，輸出接口電平轉(zhuǎn)換模塊是通過(guò)串口電平轉(zhuǎn)換電路，實(shí)現(xiàn)UTC時(shí)間串口輸出，及單引腳電平輸出，實(shí)現(xiàn)本地高穩(wěn)秒脈沖輸出，對(duì)外直接實(shí)現(xiàn)時(shí)間和秒脈沖的校準(zhǔn)。
5、守時(shí)單元：
整個(gè)守時(shí)子單元程序分為現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列程序和單片機(jī)程序兩部分，現(xiàn)場(chǎng)可編程門陣列程序主要包括時(shí)鐘處理部分以及數(shù)據(jù)通信部分。時(shí)鐘處理部分主要負(fù)責(zé)測(cè)量單片機(jī)控制 DA 轉(zhuǎn)換器所需的平
均時(shí)鐘誤差即由于導(dǎo)航芯片信號(hào)的抖動(dòng)、晶振老化漂移以及晶振不準(zhǔn)而產(chǎn)生的誤差。單片機(jī)程序主要包括誤差控制部分。
隨著我國(guó)北斗微信的高速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)化越來(lái)越完善，具有北斗元素的雙模型會(huì)普及到更多的領(lǐng)域，GPS時(shí)鐘，北斗時(shí)鐘并駕齊驅(qū)的的時(shí)代越來(lái)越近。讓我們一起期盼北斗會(huì)更好，中國(guó)科技會(huì)越來(lái)越強(qiáng)，祖國(guó)會(huì)越來(lái)越好。
