一种时间设备的控制方法及时间设备技术

本发明专利技术公开了一种时间设备的控制方法及时间设备，属于原子频标技术领域。所述方法包括：压控晶振输出原始频率信号；电子线路对原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；物理系统对微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块对光检信号进行同步鉴相，产生第一纠偏电压；GPS接收机接收GPS秒脉冲信号，对GPS秒脉冲信号进行倍频，得到GPS同步信号；DDS分频模块将原始频率信号分频为与GPS同步信号频率相等的频率信号；相位累积模块在GPS秒脉冲信号为高电平时，对GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；伺服模块根据累加后的相位差，产生第二纠偏电压。本发明专利技术提高了调整的准确度和稳定度。

【技术实现步骤摘要】
一种时间设备的控制方法及时间设备
本专利技术涉及原子频标
，特别涉及一种时间设备的控制方法及时间设备。
技术介绍
原子频标是提供标准频率和时间的设备。铷原子频标因其具有体积小、低功耗和较好的抗恶劣环境的能力，而成为应用最广泛的一种原子频标。它同时具有较好的指标，能满足绝大多数军用和民用工程的需要，具体可用于预警机、战机、电子对抗、第三代移动通信技术网络和电力监控等工程领域。现有的原子频标包括压控晶振、物理系统、电子线路、以及伺服模块。其中，压控晶振用于输出原始频率信号；电子线路用于对原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；物理系统用于对微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块用于对光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生纠偏电压作用于压控晶振，以调整压控晶振的输出频率；通过上述结构单元，最终将压控晶振的输出频率锁定在原子基态超精细0-0中心频率上。在实现本专利技术的过程中，专利技术人发现现有技术至少存在以下问题：伺服模块只是根据光检信号调整压控晶振的输出频率，准确度和稳定度还有待提高。
技术实现思路
为了解决现有技术准确度和稳定度还有待提高的问题，本专利技术实施例提供了一种时间设备的控制方法及时间设备。所述技术方案如下：一方面，本专利技术实施例提供了一种时间设备的控制方法，所述控制方法包括：压控晶振输出原始频率信号；电子线路对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；物理系统对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块对所述光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠偏电压作用于所述压控晶振；全球定位系统GPS接收机接收GPS秒脉冲信号，对所述GPS秒脉冲信号进行倍频，得到GPS同步信号；直接数字式频率合成器DDS分频模块将所述原始频率信号分频为与所述GPS同步信号频率相等的频率信号；相位累积模块在所述GPS秒脉冲信号为高电平时，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；所述伺服模块根据累加后的所述相位差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振；所述相位累积模块在所述GPS秒脉冲信号为高电平时，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加，包括：所述相位累积模块以所述GPS秒脉冲信号的高电平开始后分频后的信号的第一个上升沿为起点，所述高电平结束后分频后的信号的第一个上升沿为终点，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；所述伺服模块根据所述相位差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振，包括：所述伺服模块将2*π除以累加后的所述相位差为0时的所述GPS秒脉冲信号的高电平从开始到结束的次数与所述GPS秒脉冲信号的高电平从开始到结束的时间相乘的结果，得到所述GPS同步信号与所述分频后的信号之间的频率差；所述伺服模块将所述频率差除以设定的压控晶振的压控斜率值的结果作为电压值，产生所述电压值的第二纠偏电压作用于所述压控晶振。在本专利技术一种可能的实现方式中，所述控制方法还包括：当所述伺服模块上一次作用于所述压控晶振的总电压与本次产生的所述第一纠偏电压的值之和超过设定的范围时，所述伺服模块本次将上一次作用于所述压控晶振的总电压作用于所述压控晶振；当所述伺服模块上一次作用于所述压控晶振的总电压为与本次产生的所述第一纠偏电压的值之和在所述设定的范围内时，所述伺服模块本次将上一次作用于所述压控晶振的总电压与本次产生的所述第一纠偏电压同时作用于所述压控晶振。在本专利技术又一种可能的实现方式中，所述控制方法还包括：所述伺服模块每隔设定的时间根据设定的压控晶振的漂移数据，获取当前时间对应的压控晶振的漂移值；所述伺服模块根据所述漂移值，产生第三纠偏电压作用于所述压控晶振。另一方面，本专利技术实施例提供了一种时间设备，所述时间设备包括：压控晶振，用于输出原始频率信号；电子线路，用于对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；物理系统，用于对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块，用于对所述光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠偏电压作用于所述压控晶振；全球定位系统GPS接收机，用于接收GPS秒脉冲信号，对所述GPS秒脉冲信号进行倍频，得到GPS同步信号；直接数字式频率合成器DDS分频模块，用于将所述原始频率信号分频为与所述GPS同步信号频率相等的频率信号；相位累积模块，用于在所述GPS秒脉冲信号为高电平时，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；所述伺服模块还用于，根据累加后的所述相位差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振；所述相位累积模块用于，以所述GPS秒脉冲信号的高电平开始后分频后的信号的第一个上升沿为起点，所述高电平结束后分频后的信号的第一个上升沿为终点，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；所述伺服模块用于，将2*π除以累加后的所述相位差为0时的所述GPS秒脉冲信号的高电平从开始到结束的次数与所述GPS秒脉冲信号的高电平从开始到结束的时间相乘的结果，得到所述GPS同步信号与所述分频后的信号之间的频率差；将所述频率差除以设定的压控晶振的压控斜率值的结果作为电压值，产生所述电压值的第二纠偏电压作用于所述压控晶振。在本专利技术一种可能的实现方式中，所述伺服模块还用于，当所述伺服模块上一次作用于所述压控晶振的总电压为与本次产生的所述第一纠偏电压的值之和超过设定的范围时，本次将上一次作用于所述压控晶振的总电压作用于所述压控晶振；当所述伺服模块上一次作用于所述压控晶振的总电压为与本次产生的所述第一纠偏电压的值之和在所述设定的范围内时，本次将上一次作用于所述压控晶振的总电压与本次产生的所述第一纠偏电压同时作用于所述压控晶振。在本专利技术又一种可能的实现方式中，所述伺服模块还用于，每隔设定的时间根据设定的压控晶振的漂移数据，获取当前时间对应的压控晶振的漂移值；根据所述漂移值，产生第三纠偏电压作用于所述压控晶振。本专利技术实施例提供的技术方案带来的有益效果是：通过全球定位系统GPS接收机接收GPS秒脉冲信号，对GPS秒脉冲信号进行倍频，得到GPS同步信号，直接数字式频率合成器DDS分频模块将原始频率信号分频为与GPS同步信号频率相等的频率信号，相位累积模块在GPS秒脉冲信号为高电平时，对GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加，伺服模块根据相位差，产生第二纠偏电压作用于压控晶振，提高了对压控晶振的输出频率调整的准确度和稳定度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例一提供的一种时间设备的控制方法的流程图；图2是本专利技术实施例一提供的累积开始和结束的示意图；图3是本专利技术实施例一提供的原始频率信号频率控制的示意图；图4是本专利技术实施例一提供的伺服模块对压控晶振的控制原理图；图5是本专利技术实施例二提供的一种时间设备的结构示意图；图6是本专利技术实施例二提供的DDS分频模块的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地详细描述。实施例一本专利技术实施例提本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时间设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：压控晶振输出原始频率信号；电子线路对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；物理系统对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块对所述光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠偏电压作用于所述压控晶振；其特征在于，所述控制方法还包括：全球定位系统GPS接收机接收GPS秒脉冲信号，对所述GPS秒脉冲信号进行倍频，得到GPS同步信号；直接数字式频率合成器DDS分频模块将所述原始频率信号分频为与所述GPS同步信号频率相等的频率信号；相位累积模块在所述GPS秒脉冲信号为高电平时，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；所述伺服模块根据累加后的所述相位差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振。

【技术特征摘要】
1.一种时间设备的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括：压控晶振输出原始频率信号；电子线路对所述原始频率信号进行倍频和混频，产生微波探询信号；物理系统对所述微波探询信号进行鉴频，产生光检信号；伺服模块对所述光检信号进行选频放大、方波整形、以及同步鉴相，产生第一纠偏电压作用于所述压控晶振；其特征在于，所述控制方法还包括：全球定位系统GPS接收机接收GPS秒脉冲信号，对所述GPS秒脉冲信号进行倍频，得到GPS同步信号；直接数字式频率合成器DDS分频模块将所述原始频率信号分频为与所述GPS同步信号频率相等的频率信号；相位累积模块在所述GPS秒脉冲信号为高电平时，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；所述伺服模块根据累加后的所述相位差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振；所述相位累积模块在所述GPS秒脉冲信号为高电平时，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加，包括：所述相位累积模块以所述GPS秒脉冲信号的高电平开始后分频后的信号的第一个上升沿为起点，所述高电平结束后分频后的信号的第一个上升沿为终点，对所述GPS同步信号与分频后的信号之间的相位差进行累加；所述伺服模块根据累加后的所述相位差，产生第二纠偏电压作用于所述压控晶振，包括：所述伺服模块将2*π除以累加后的所述相位差为0时的所述GPS秒脉冲信号的高电平从开始到结束的次数与所述GPS秒脉冲信号的高电平从开始到结束的时间相乘的结果，得到所述GPS同步信号与所述分频后的信号之间的频率差；所述伺服模块将所述频率差除以设定的压控晶振的压控斜率值的结果作为电压值，产生所述电压值的第二纠偏电压作用于所述压控晶振。2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：当所述伺服模块上一次作用于所述压控晶振的总电压与本次产生的所述第一纠偏电压的值之和超过设定的范围时，所述伺服模块本次将上一次作用于所述压控晶振的总电压作用于所述压控晶振；当所述伺服模块上一次作用于所述压控晶振的总电压为与本次产生的所述第一纠偏电压的值之和在所述设定的范围内时，所述伺服模块本次将上一次作用于所述压控晶振的总电压与本次产生的所述第一纠偏电压同时作用于所述压控晶振。3.根据权利要求1或2所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法还包括：所述伺服模块每隔设定的时间根据设定的压控晶振的漂移数...

【专利技术属性】
技术研发人员：田玉，
申请(专利权)人：江汉大学，
类型：发明
国别省市：湖北;42