本发明专利技术公开了一种高精度时频信号产生装置，该装置包括本地参考源、信号接收与测量模块、参数生成模块和可控分频模块，信号接收与测量模块利用接收的卫星导航信号对本地参考源的源差进行测量，然后由参数生成模块将源差对应转换为频率调整值实现对可控分频模块输出的秒脉冲进行精准调整。另外，还通过锁频处理模块和受控参考源实现对输出的参考信号的频率进行高精度控制，稳定度达到铯钟水平。本发明专利技术通过引入卫星导航信号来提高本地参考源的测量准确度，是导航授时与时频测量的有效结合，在同等测量精度下具有实现成本低、占用体积小、应用范围广等优势。应用范围广等优势。应用范围广等优势。
【技术实现步骤摘要】
一种高精度时频信号产生装置
[0001]本专利技术属于时频测试
，特别是涉及一种高精度时频信号产生装置。
技术介绍
[0002]在现有技术中，利用卫星导航信号进行时频信号产生时，通常是使用独立的卫星授时模块接收卫星导航信号，通过秒脉冲传递测量本地参考频率的偏差，调整本地参考频率，使得输出参考频率准确，输出秒脉冲信号，同时记录本地参考频率的调整信息，驯服本地参考频率。
[0003]如图1所示，传统解决方案是一种松耦合的解决方案，其中授时模块是采用一个独立的参考源，而后面的其他模块则使用的是本地参考源，因此存在前后两部分是异源的，在实现方法上是以授时模块输出的授时秒脉冲为基准，通过测量在相邻的授时秒脉冲之间，本地参考源的整周计数完成频率测量，对本地参考源的频率调整方法通常是通过模拟电压进行本地参考频率的调整。这里，由于独立的卫星授时模块与本地参考频率不同源，即采用不同的参考源，主要是因为卫星授时模块使用自身所带的独立参考源。那么对本地参考信号与卫星导航信号之间的频差进行频差测量的测量部分，与调整本地参考频率的调整部分之间就是异源的。在进行调整时，也是以卫星授时模块输出的秒脉冲为基准，通过测量卫星授时模块输出的秒脉冲之间，本地参考信号的整周计数完成频率测量，然后再通过模拟电压对本地参考频率进行调整。由此带来的主要问题有：一、卫星授时模块未同源至本地参考信号，卫星授时模块输出的秒脉冲与本地参考源输出的频率信号无法严格对齐，使得利用卫星授时模块输出的秒脉冲为参考来测量本地参考源输出的频率信号时会存在量化误差，例如对于标称为10MHz的本地参考源，由于该本地参考源本身存在误差，再加上与非同源的卫星授时模块秒脉冲无法严格对齐，在相邻的两个秒脉冲之间，对本地参考源的整周数计数时，就有可能出现计数值的变化，也就是说在不同的秒脉冲之间对应的计数值存在差异，影响这种差异的原因不仅是由于本地参考源本身的不稳定造成，还由于测量的秒脉冲与本地参考源不同源带来的额外误差影响；二、该量化误差对测量结果的影响只有通过加长观测时间才能有效降低，因此，要想降低量化误差提高测量精度，就必须延长观测时间，否则达不到所需的测量精度，或者说较短的观测时间不能获得较高的测量精度，这样就导致了测量时间与测量精度之间存在无法调和的矛盾；三、对本地参考输出频率的调整精度受到本地参考器件的控制线性度、控制迟滞度等诸多因素的影响，难以对本地参考频率进行准确的训练与预测。
[0004]由于以上原因，现有技术中的源差测量秒级精度只能达到至的量级，无法准确测量使用的本地参考源的实时偏差。并且，测量精度直接决定了调整与预测精度，而且调整误差较大，使得精度提升空间有限。
技术实现思路
[0005]本专利技术主要解决的技术问题是提供一种高精度时频信号产生装置，解决现有技术中时频测量不同源、量化误差大、观测时间长和测量精度低的问题。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是提供一种高精度时频信号产生装置，所述装置包括本地参考源、信号接收与测量模块、参数生成模块和可控分频模块，所述信号接收与测量模块以本地参考源产生输出的本地参考信号为参考时钟，通过接收卫星导航信号，对所述本地参考信号进行源差测量得到所述本地参考信号的源差值，所述源差值输入到所述参数生成模块，生成频率调整值输入到所述可控分频模块，并且所述可控分频模块以所述本地参考信号经倍频后作为主时钟信号，并根据所述频率调整值对所述主时钟信号进行分频产生秒脉冲信号，所述秒脉冲信号反馈到所述信号接收与测量模块，更新下一次输出所述源差值的秒间隔。
[0007]优选的，所述信号接收与测量模块包括变频子模块和解调子模块，所述变频子模块基于所述本地参考信号的实际频率值，进行倍频后的本地载波信号的实际频率值，其中表示倍频值，对输入的卫星导航信号进行下变频处理，得到低中频信号输入到解调子模块，并且所述变频子模块还输出载波频差，所述解调子模块利用所述本地载波信号进行载波环路跟踪解调获得解调信息，并且所述解调子模块还输出跟踪频差，所述载波频差和跟踪频差相加，再由源差计算模块计算得到本地参考信号的源差值，其中，表示本地参考源输出的本地参考信号的标称频率值，。
[0008]优选的，所述可控分频模块包括第一加法器和延时寄存器，来自所述参数生成模块的频率调整值输入到所述第一加法器，并且与延时寄存器存储的累积值进行周期累加，并且在累加到一个秒周期后，第一加法器对输入的频率调整值进行更新，并继续进行累加，所述第一加法器还级联有用于检测输出波形边沿转换的边沿检测器，所述边沿检测器输出所述秒脉冲信号。
[0009]优选的，所述可控分频模块还包括在所述第一加法器与所述边沿检测器之间的级联的第二加法器，所述第二加法器接收来自所述信号接收与测量模块输出的相位调整值，并且与所述第一加法器输出的结果相加后，再经过所述边沿检测器进行边沿检测后输出所述秒脉冲信号。
[0010]优选的，所述本地参考源输出的本地参考信号先经过第一倍频器进行倍频产生本地参考第一倍频信号，并且所述本地参考第一倍频信号替代所述本地参考信号而分别输入到所述信号接收与测量模块和可控分频模块。
[0011]优选的，所述装置还包括锁频处理模块和受控参考源，所述参数生成模块还生成目标视在剩余频偏值输入到所述锁频处理模块，来自所述本地参考源的所述本地参考信号与来自受控参考源产生的受控参考信号经过乘法器后，所得测量频差信号输入到所述锁频
处理模块，由所述锁频处理模块根据所述目标视在剩余频偏值和所述测量频差信号产生输出控制信号，动态控制修正所述受控参考源产生所述受控参考信号的频率。
[0012]优选的，所述本地参考源输出的本地参考信号先经过第一倍频器进行倍频产生本地参考第一倍频信号，并且所述本地参考第一倍频信号替代所述本地参考信号而分别输入到所述信号接收与测量模块、可控分频模块和锁频处理模块；所述本地参考源输出的本地参考信号经过第二倍频器进行倍频产生本地参考第二倍频信号代替所述本地参考信号输入到所述乘法器，所述受控参考源输出的受控参考信号先经过第三倍频器进行倍频产生受控参考倍频信号代替所述受控参考信号输入到所述乘法器，经过所述乘法器后输出所述测量频差信号再输入到所述锁频处理模块。
[0013]优选的，所述锁频处理模块锁定后，则满足：，其中表示第三倍频器的标称频率值，表示受控参考源的源差值，表示第二倍频器的标称频率值，表示本地参考信号的源差值，表示测量频差信号的标称频率值。
[0014]优选的，受控参考源输出的受控参考信号的实际频率表示为，经过第三倍频器进行倍频产生第三倍频信号的频率表示为，，表示第三倍频器的倍频值；本地参考源输出的本地参考信号的实际频率表示为，经过第二倍频器进行倍频产生本地参考第二倍频信号的频率表示为，，表示第二倍频器的倍频值，所述测量频差信号的实际频率。
[0015]优选的，所述锁频处理模块实时读取测量频差信号的实际频率与目标视在剩余频偏值的差值，即频率误差信息，然后用所述频率误差信息与控制电压建立线性关系，本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种高精度时频信号产生装置，其特征在于，所述装置包括本地参考源、信号接收与测量模块、参数生成模块和可控分频模块，所述信号接收与测量模块以本地参考源产生输出的本地参考信号为参考时钟，通过接收卫星导航信号，对所述本地参考信号进行源差测量得到所述本地参考信号的源差值，所述源差值输入到所述参数生成模块，生成频率调整值输入到所述可控分频模块，并且所述可控分频模块以所述本地参考信号经倍频后作为主时钟信号，并根据所述频率调整值对所述主时钟信号进行分频产生秒脉冲信号，所述秒脉冲信号反馈到所述信号接收与测量模块，更新下一次输出所述源差值的秒间隔。2.根据权利要求1所述的高精度时频信号产生装置，其特征在于，所述信号接收与测量模块包括变频子模块和解调子模块，所述变频子模块基于所述本地参考信号的实际频率值，进行倍频后的本地载波信号的实际频率值，其中表示倍频值，对输入的卫星导航信号进行下变频处理，得到低中频信号输入到解调子模块，并且所述变频子模块还输出载波频差，所述解调子模块利用所述本地载波信号进行载波环路跟踪解调获得解调信息，并且所述解调子模块还输出跟踪频差，所述载波频差和跟踪频差相加，再由源差计算模块计算得到本地参考信号的源差值，其中，表示本地参考源输出的本地参考信号的标称频率值，。3.根据权利要求1所述的高精度时频信号产生装置，其特征在于，所述可控分频模块包括第一加法器和延时寄存器，来自所述参数生成模块的频率调整值输入到所述第一加法器，并且与延时寄存器存储的累积值进行周期累加，并且在累加到一个秒周期后，第一加法器对输入的频率调整值进行更新，并继续进行累加，所述第一加法器还级联有用于检测输出波形边沿转换的边沿检测器，所述边沿检测器输出所述秒脉冲信号。4.根据权利要求3所述的高精度时频信号产生装置，其特征在于，所述可控分频模块还包括在所述第一加法器与所述边沿检测器之间的级联的第二加法器，所述第二加法器接收来自所述信号接收与测量模块输出的相位调整值，并且与所述第一加法器输出的结果相加后，再经过所述边沿检测器进行边沿检测后输出所述秒脉冲信号。5.根据权利要求1至4任一项所述的高精度时频信号产生装置，其特征在于，所述本地参考源输出的本地参考信号先经过第一倍频器进行倍频产生本地参考第一倍频信号，并且所述本地参考第一倍频信号替代所述本地参考信号而分别输入到所...
【专利技术属性】
技术研发人员：张北江，赵陆文，
申请(专利权)人：南京尤尼泰信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。