一种接收机模块及单芯片实现卫星驯服及守时的方法技术

本发明专利技术涉及卫星信号接收机技术领域，特别涉及一种接收机模块及单芯片实现卫星驯服及守时的方法。目的是为了解决现有的接收机输出pps信号精度不够高和抖动大的问题。本发明专利技术提供的接收机模块，包括天线，用于接收GPS或北斗卫星信号；射频电路，用于对接收的GPS或北斗卫星信号进行处理，产生中频信号；基带处理电路，用于从中频信号中解算出C/A码数据，与外部输入频率信号通过定时计数产生的NCO数据进行鉴相，并产生pps信号；压控晶体振荡器，用于产生频率信号；调相电路，利用pps信号与频率信号的相差产生调相信号去调节压控晶体振荡器输出频率信号的相位。

Receiver module and single chip realizing method for satellite taming and punctuality

The invention relates to the technical field of a satellite signal receiver, in particular to a receiver module and a method for realizing satellite taming and punctuality. The purpose is to solve the problem that the output signal of PPS is not high enough and the jitter is high. The receiver module provided by the invention comprises an antenna for receiving, GPS or Beidou satellite signal; RF circuit for processing the received GPS or Beidou satellite signal to generate an intermediate frequency signal; baseband processing circuit for C/A code is calculated from the data signal, a phase detector and external input frequency signal generated by NCO data timing and counting, and generates PPS signal; voltage controlled crystal oscillator for generating frequency signal; phase modulation circuit, using phase modulation signal generated to adjust the VCO output frequency signal of the phase PPS signal and frequency signal.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及卫星信号接收机
，特别涉及一种接收机模块及单芯片实现卫星驯服及守时的方法。
技术介绍
现有高精度授时信号通过授时接收机产生的pps信号及时间报文，提供给用户，用户根据获取的pps和时间报文，驯服晶体振荡器，从而产生用户所需要的授时时间和频率信号。而现有授时接收机模块由于本身空间、成本及技术方案限制，无法直接产生客户所需的授时时间和频率信号。并且现有的授时解决方案，设计验证成本高，鉴相精度不高，pps信号抖动和漂移大。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决现有的授时接收机输出时间秒信号精度不够高和抖动较大的问题。为达到上述目的，本专利技术提供一种接收机模块，包括天线，用于接收GPS或北斗卫星信号；射频电路，用于对接收的GPS或北斗卫星信号进行处理，产生中频信号；基带处理电路，用于从中频信号中解算出C/A码数据，与外部输入频率信号通过定时计数产生的NCO数据进行鉴相，并产生pps信号；还包括压控晶体振荡器，用于产生频率信号；调相电路，利用pps信号与频率信号的相差产生调相信号去调节压控晶体振荡器输出频率信号的相位。更进一步，所述基带处理电路包括信号处理电路，用于从中频信号中解算出C/A码信号；定时计数电路，用于从对输入的频率信号进行定时计数，产生NCO信号；鉴相电路，用于测量C/A码信号与NCO信号的相差。更进一步，所述压控晶体振荡器为VCTCXO、VCXO或VCOCXO。更进一步，所述调相电路包括控制芯片，用于捕获鉴相电路产生的相差，并产生逐步收敛的调相信号； DA转换芯片，用于将控制芯片产生的数字调相信号转换成模拟调相信号；低通滤波电路，用于对DA转换芯片产生的模拟调相信号进行滤波，并将滤波后的调相信号传送给压控晶体振荡器。进一步的是，所述调相电路包括控制芯片，所述控制芯片中集成了DA数模转换功能，控制芯片先捕获鉴相电路产生的相差，然后通过DA数模转换功能产生模拟的逐步收敛的调相信号，低通滤波电路，用于对DA转换芯片产生的模拟调相信号进行滤波，并将滤波后的调相信号传送给压控晶体振荡器。进一步的是，所述控制芯片为微处理器MCU、嵌入式处理器ARM、FPGA或数字处理器DSP。为达到上述目的，本专利技术还提供一种单芯片实现卫星驯服及守时的方法，包括步骤S1.天线接收GPS或北斗卫星信号；S2.判断GPS或北斗卫星信号有无，若能，转至步骤S3；若无，转至S9；S3.卫星信号经射频电路转换成中频信号；S4.从中频信号中解算出C/A码；S5.压控晶体振荡器输出的频率信号经定时计数电路技术生成NCO信号；S6.C/A码信号与NCO信号进行鉴相，生成相差数据；S7. 将相差与阈值进行比较，若相差大于阈值，利用相差产生一个数字调相信号，并转至步骤S10，若相差小于阈值，产生一个占空比固定的数字调相信号，转至步骤S10；S8.从数字调相信号中分离出温度和老化数据，并保存；S9.分析保存的温度和老化数据特性，并产生数字调相信号；S10.将数字调相信号转换成模拟调相信号；S11.对模拟调相信号进行低通滤波；S12.用滤波后的模拟调相信号调节压控晶体振荡器输出的频率信号的相位，并转至步骤S1。本专利技术的有益效果是：接收机模块内部采用压控晶体振荡器做为内部频率源，提高了输出pps信号的精度；接收机模块内部集成了高精度鉴相电路，并通过压控调相的方法对压控晶体振荡器进行频率调整，更进一步提高了输出pps信号的精度，减小了抖动，并且接收机模块的集成度也得到了提高，同时减小了用户设计开发难度，提高了用户体验；由于接收机模块内部采用智能驯服和守时方法，提高了模块在有卫星信号情况下输出信号下的精度及无卫星信号情况下模块输出信号的守时精度。附图说明图1为本专利技术涉及的接收机模块的一个实施例的结构原理图；图2为本专利技术涉及的基带处理电路的一个实施例的结构原理图；图3为本专利技术涉及的调相电路的一个实施例的结构原理图；图4为本专利技术涉及的调相电路的一个实施例的结构原理图；图5为本专利技术涉及的单芯片实现卫星驯服及守时的方法的一个实施例的流程图。具体实施方式以下结合附图及实施例对本专利技术的技术方案作进一步详细描述。本专利技术为解决现有的授时接收机输出时间秒信号精度不够高和抖动较大的问题，提供一种接收机模块，如图1所示，该接收机模块，包括天线，用于接收GPS或北斗卫星信号；射频电路，用于对接收的GPS或北斗卫星信号进行处理，产生中频信号；基带处理电路，用于从中频信号中解算出C/A码数据，与外部输入频率信号通过定时计数产生的NCO数据进行鉴相，并产生pps信号；还包括压控晶体振荡器，用于产生频率信号；调相电路，利用pps信号与频率信号的相差产生调相信号去调节压控晶体振荡器输出频率信号的相位。这样接收机模块内部通过基带处理电路、调相电路、压控晶体振荡器形成一个锁相环路。通过基带处理电路内部的鉴相电路所获取相差信息，逐步调整调相电路的参数，使得压控晶体振荡器输出的频率信号与从卫星信号中解调出来的pps信号的相差锁定在一个较小的偏差范围内，从而实现高精度pps输出，同时由于根据相差值及时动态的调整压控晶体振荡器的频率输出，可以减小输出pps信号的抖动，达到防抖动的目的。具体，如图2所示，所述基带处理电路包括信号处理电路，用于从中频信号中解算出C/A码信号；定时计数电路，用于从对输入的频率信号进行定时计数，产生NCO信号；鉴相电路，用于测量C/A码信号与NCO信号的相差。通过C/A码信号与频率信号经定时计数电路产生的NCO数据进行相关解算，解算出本地频率源与卫星时间的频差和频漂，并利用该相差去调整本地压控晶体振荡器，从而使本地频率源与GPS/北斗时间实现高精度同步。具体，如图3所示，所述调相电路包括控制芯片，用于捕获鉴相电路产生的相差，并产生逐步收敛的调相信号； DA转换芯片，用于将控制芯片产生的数字调相信号转换成模拟调相信号；低通滤波电路，用于对DA转换芯片产生的模拟调相信号进行滤波，并将滤波后的调相信号传送给压控晶体振荡器。采用控制芯片产生数字调相信号再经DA数模转换的方式转换成适合压控晶体振荡器的压控电压信号，可以根据鉴相测得的相差灵活产生压控晶体振荡器所需的压控电压信号，从而可以灵活、动态地调整压控晶体振荡器的输出，使其输出的频率信号的准确度和稳定度逐步趋于一个稳定的理想值。当然，作为本专利技术涉及的接收机模块的另一种实施方式，如图4所示，所述调相电路可以包括集成了DA数模转换功能的控制芯片，控制芯片用于先捕获鉴相电路产生的相差，然后通过DA数模转换功能产生模拟的逐步收敛的调相信号，低通滤波电路，用于对DA转换芯片产生的模拟调相信号进行滤波，并将滤波后的调相信号传送给压控晶体振荡器。通过将DA模数转换功能集成在控制芯片上，进一步减小接收机模块的尺寸和成本。具体，所述控制芯片为微处理器MCU、嵌入式处理器ARM、FPGA或数字处理器DSP，可以根据应用场合和信号处理方法不用，选用相应的处理器。具体，所述压控晶体振荡器为VCTCXO、VCXO或VCOCXO，采用VCTCXO/VCXO或VCOCXO可以通过驯服控制，进一步提高接收机模块输出pps信号的精度。本专利技术为解决现有的授时接收机输出时间秒信号精度不够高的问题，提出了如图5所示的一种单本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种接收机模块，包括天线，用于接收GPS或北斗卫星信号；射频电路，用于对接收的GPS或北斗卫星信号进行处理，产生中频信号；基带处理电路，用于从中频信号中解算出GPS或北斗卫星信号原始数据，并产生pps信号；其特征在于，还包括，压控晶体振荡器，用于产生频率信号；调相电路，利用基带处理电路输出的相差产生调相信号去调节压控晶体振荡器输出频率信号的相位和频漂。

【技术特征摘要】
1.一种接收机模块，包括天线，用于接收GPS或北斗卫星信号；射频电路，用于对接收的GPS或北斗卫星信号进行处理，产生中频信号；基带处理电路，用于从中频信号中解算出GPS或北斗卫星信号原始数据，并产生pps信号；其特征在于，还包括，压控晶体振荡器，用于产生频率信号；调相电路，利用基带处理电路输出的相差产生调相信号去调节压控晶体振荡器输出频率信号的相位和频漂。2.根据权利要求1所述的一种接收机模块，其特征在于，所述基带处理电路包括，信号处理电路，用于从中频信号中解算出C/A码信号；定时计数电路，用于从对输入的频率信号进行定时计数，产生NCO信号；鉴相电路，用于测量C/A码信号与NCO信号的相差。3.根据权利要求1所述的一种接收机模块，其特征在于，所述压控晶体振荡器为VCTCXO、VCXO或VCOCXO。4.根据权利要求1所述的一种接收机模块，其特征在于，所述调相电路包括，控制芯片，用于捕获基带处理电路产生的相差，并产生逐步收敛的调相信号；DA转换芯片，用于将控制芯片产生的数字调相信号转换成模拟调相信号；低通滤波电路，用于对DA转换芯片产生的模拟调相信号进行滤波，并将滤波后的调相信号传送给压控晶体振荡器。5.根据权利要求1所述的一种接收机模块，其特征在于，所述调相电路包括，控制芯片，所述控制芯片中集成了DA数模转换功能，控制芯片先捕...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗安，朱敏，刘文锋，张乐健，夏粮，毛磊，沈梓荣，
申请(专利权)人：广州市国飞信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44