一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置，将测试服务器，交换机，网关、仪器及用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置组成无线分布式测试系统；然后由测试服务器通过网关向触发装置发送命令，触发装置通过内部嵌入式模块接收测试服务器发布的命令后，再向仪器或数字逻辑单元发送指令，以实现对应的功能；具体讲，各触发装置能够自主调整输出参考时钟的频率与相位，使得不同仪器的参考时钟达到同步；并且实现在同一时间触发多台仪器的定时触发，与通过无线传输控制多台仪器的随机触发。多台仪器的随机触发。多台仪器的随机触发。

【技术实现步骤摘要】
一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置


[0001]本专利技术属于通信
，更为具体地讲，涉及一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置。

技术介绍

[0002]分布式测试系统，在各个测试设备、系统中都有独立的时钟，为了保证测试数据的实时性与有效性，需要系统中各设备时钟达到一定的同步性。由于系统中各测试仪器的时钟会随着外界环境、温度漂移、自身老化等因素而变得不统一，主要包括相位偏差与频率偏差，需要设计高精度、稳定的时钟同步模块为系统中的每个仪器提供一致的时间信息。
[0003]在现有技术中，以下专利介绍了无线分布式网络的时钟同步方法：
[0004]专利《一种无线分布式网络的时钟同步装置及方法》(CN 113055117 A)搭建以主节点为核心的无线分布式网络，主节点通过与高精度外部时钟参考源进行比较，将校准信息一级一级地传递下去，从而达到整个无线分布式系统的时钟同步。
[0005]专利《一种主从设备的对时方法》(CN 111970080 A)主站内部设置卫星授时设备，每隔t1毫秒主站发送对时命令，从设备接收对时命令校正时钟。
[0006]上述的同步方法主要说明了基于主从节点网络，主节点与从节点之间相互通信，从节点记录主节点发来的时间信息，从而对从节点进行时钟校正。但是若由于晶振的频率稳定度不够，在多级主从设备系统中，相位偏差会随着级数的增加而被放大，根据实际的工程经验，主从设备级数不超过十级，这使得网络的拓展性受到限制。而且即使主从设备的级数较少，由于分布式网络中的设备存在主从关系，从设备只能通过无线传输获得时间信息而进行对时，不能自主进行对时，系统将十分依赖主设备的对时精度。
[0007]在分布式测试系统中需要仪器在某时刻同时唤醒进行测试，所以需要在某一特定时刻对系统中的仪器同时发出触发信号，实现定时触发。由于在分布式系统中测试仪器分布相对分散，不方便使用线缆连接而且有时需要同时控制多台仪器，有限的连接端口不满足测试需求基于无线通信技术实现随机触发更具有优势。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置，能够自主调整输出参考时钟的频率与相位，使得不同仪器的参考时钟达到同步；并且实现在同一时间触发多台仪器的定时触发，与通过无线传输控制多台仪器的随机触发。
[0009]为实现上述专利技术目的，本专利技术一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置，其特征在于，包括：嵌入式模块，时钟同步模块，授时模块，射频收发模块；其中，嵌入式模块又包括无线通信模组和嵌入式控制单元；而时钟同步模块包括数字逻辑单元、可编程延迟线、数模转换器、低通滤波器和恒温晶振；
[0010]所述恒温晶振输出恒定频率的时钟信号至数字逻辑单元，并通过数字逻辑单元内
部分频电路分频成本地秒脉冲，此时，授时模块秒脉冲与本地秒脉冲分别进行频率计算，计算得到的值进行频差计算，得到频差值并发送至数模转换器，数模转换器将数字量的频差值转换成模拟量，再经过低通滤波电路滤波后，将频差值输入至恒温晶振压控端，实现恒温晶振的频率校准；
[0011]所述授时模块经卫星接收天线接收北斗卫星发送的时间信息，并上传至嵌入式控制单元，嵌入式控制单元对上传的时间信息进行解析，获取定时发送的时间信息，然后嵌入式控制单元在指定时间内以每秒的间隔向时钟同步模块发送时钟校准使能信号；当时钟校准使能信号来临时，数字逻辑单元会计算本地秒脉冲与授时模块发送的秒脉冲的相位差值，并判断授时模块的秒脉冲与本地秒脉冲超前或滞后关系，从而计算出秒脉冲的相位差值；由于本地秒脉冲与未校准参考时钟的相位一致，因此根据相位差值对参考时钟进行相位粗校准，再通过可编程延迟线对粗校准后的参考时钟的相位进行细校准，最后将校准后的参考时钟发送给程控测试仪器；
[0012]测试服务器通过无线传输的方式先发送程控命令，嵌入式模块中的无线通信模组接收来自测试服务器的程控命令，并将程控命令转发至嵌入式控制单元，嵌入式控制单元对无线通信模组转发的命令进行解析，将其下发至程控测试仪器，程控测试仪器接收到命令后再反馈响应信息给嵌入式控制单元，实现对程控测试仪器的程控；
[0013]测试服务器通过无线传输的方式再次发送触发命令，无线通信模组接收来自测试服务器的触发命令，并将触发命令转发至嵌入式控制单元，嵌入式控制单元对无线通信模组转发的触发命令进行解析，当解析出定时触发命令时，嵌入式模块控制时钟同步模块完成定时触发；当解析出随机触发命令时，嵌入式模块控制时钟同步模块完成随机触发；
[0014]当时钟同步模块进行定时触发时，嵌入式控制单元在指定时间向数字逻辑单元发送定时触发使能，数字逻辑单元在接收到定时触发使能后，在数字逻辑单元内通过边沿检测判断授时模块发送的秒脉冲上升沿是否到来，若授时模块发送的秒脉冲第一个上升沿到来，则输出定时触发输出信号至程控测试仪器；
[0015]当时钟同步模块进行随机触发时，嵌入式控制单元在指定时间向数字逻辑单元发送随机触发使能，且发送端程控测试仪器在嵌入式模块控制下发出触发输入信号至数字逻辑单元，此时若随机触发使能有效，数字逻辑单元则通过数据接口将射频收发模块配置成发送模式，射频收发模块将向接收端装置发送预定数据，接着，接收端装置的数字逻辑单元在仅接收到随机触发使能时，通过数据接口将射频收发模块配置成接收模式，等待射频收发模块接收来自发送端触发装置的触发信号，射频收发模块接收到触发信号，对其进行解析，并将得到的数据通过数据接口发送至数字逻辑单元，数字逻辑单元将收到的数据与预设值进行比较，若两者一致，且随机触发使能有效的情况下，则发送随机触发输出信号至接收端程控测试仪器。
[0016]本专利技术的专利技术目的是这样实现的：
[0017]本专利技术一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置，将测试服务器，交换机，网关、仪器及用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置组成无线分布式测试系统；然后由测试服务器通过网关向触发装置发送命令，触发装置通过内部嵌入式模块接收测试服务器发布的命令后，再向仪器或数字逻辑单元发送指令，以实现对应的功能；具体讲，各触发装置能够自主调整输出参考时钟的频率与相位，使得不同仪器的参考时钟达到
同步；并且实现在同一时间触发多台仪器的定时触发，与通过无线传输控制多台仪器的随机触发。
[0018]同时，本专利技术一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置还具有以下有益效果：
[0019](1)、为解决分布式测试系统中仪器时钟同步的问题，本专利技术利用授时模块发出的秒脉冲信号作为时钟参考信号，通过时钟驯服模块实现时钟频率校准，并且在数字逻辑单元内部实现本地秒脉冲与北斗秒脉冲的相位校准，通过可编程延迟线输出准确的参考时钟；
[0020](2)、为解决仪器的无线触发与互联问题，本专利技术采用单独的射频收发模块实现无线触发功能，利用授时模块提供的时间信息及秒脉冲信号设计产生定时触发信号，大大提高了触发精度；无线随机触发采本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于无线分布式测试系统的时钟同步和触发装置，其特征在于，包括：嵌入式模块，时钟同步模块，授时模块，射频收发模块；其中，嵌入式模块又包括无线通信模组和嵌入式控制单元；而时钟同步模块包括数字逻辑单元、可编程延迟线、数模转换器、低通滤波器和恒温晶振；所述恒温晶振输出恒定频率的时钟信号至数字逻辑单元，并通过数字逻辑单元内部分频电路分频成本地秒脉冲，此时，授时模块秒脉冲与本地秒脉冲分别进行频率计算，计算得到的值进行频差计算，得到频差值并发送至数模转换器，数模转换器将数字量的频差值转换成模拟量，再经过低通滤波电路滤波后，将频差值输入至恒温晶振压控端，实现恒温晶振的频率校准；所述授时模块经卫星接收天线接收北斗卫星发送的时间信息，并上传至嵌入式控制单元，嵌入式控制单元对上传的时间信息进行解析，获取定时发送的时间信息，然后嵌入式控制单元在指定时间内以每秒的间隔向时钟同步模块发送时钟校准使能信号；当时钟校准使能信号来临时，数字逻辑单元会计算本地秒脉冲与授时模块发送的秒脉冲的相位差值，并判断授时模块的秒脉冲与本地秒脉冲超前或滞后关系，从而计算出秒脉冲的相位差值；由于本地秒脉冲与未校准参考时钟的相位一致，因此根据相位差值对参考时钟进行相位粗校准，再通过可编程延迟线对粗校准后的参考时钟的相位进行细校准，最后将校准后的参考时钟发送给程控测试仪器；测试服务器通过无线传输的方式先发送程控命令，嵌入式模块中的无线通信模组接收来自测试服务器的程控命令，并将程控命令转发至嵌入式控制单元，嵌入式控制单元对无线通信模组转发的命令进行解析，将其下发至程控测试仪器，程控测试仪器接收到命令后再反馈响应信息给嵌入式控制单元，实现对程控测试仪器的程控；测试服务器通过无线传输的方式再次发送触发命令，无线通信模组接收来自测试服务器的触发命令，并将触发命令转发至嵌入式控制单元，嵌入式控制单元对无线通信模组转发的触发命令进行解析，当解析出定时触发命令时，嵌入式模块控制时钟同步模块完成定时触发；当解析出随机触发命令时，嵌入式模块控制时钟同步模块完成随机触发；当时钟同步模块进行定时触发时，嵌入式控制单元在指定时间向数字逻辑单元发送定时触发使能，数字逻辑单元在接收到定时触发使能后，在数字逻辑单元内通过边沿检测判断授时模块发送的秒脉冲上升沿是否到来，若授时模块发送的秒脉冲第一个上升沿到来，则输出定时触发输出信号至程控测试仪器；当时钟同步模块进行随机触发时，嵌入式控制单元在指定时间向数字逻辑单元发送随机触发使能，且发送端程控测试仪器在嵌入式模块控制下发出触发输入信号至数字逻辑单元，此时若随机触发使能有效，数字逻辑单元则通过数据接口将射频收发模块配置成发送模式，射频收发模块将向接收端装置发送预定数据，接着，接收端装置的数字逻辑单元在仅接收到随机触发使能时，通过数据接口将射频收发模块配置成接收模式，等待射频收发模块接收来自发送端触发装置的触发信号，射频收发模块接收到触发信号，对其进行解析，并将得到的数据通过数据接口发送至数字逻辑单元，数字逻辑单元将收到的数据与预设值进行比较，若两者一致，且随机触发使能有效的情况下，则发送随机触发输出信号至接收端程控测...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱桂兵，白国峰，康天奇，兰京川，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：