高精度数字时频标合成方法技术

本发明专利技术公开了一种高精度数字时频标合成方法，该方法是：Ａ．采用全数字鉴相与频率合成，将频率产生与矫正分离；振荡器工作在自由振荡模式；Ｂ．采用高精度的相位累加的方法实现频率合成，结合数模转换后输出到滤波器进行降噪处理；Ｃ．采用数字滤波的方法，对鉴相数据处理，得出振荡器的频率偏差；Ｄ．采用将输出频率信号分频后送入鉴相器，实现频率合成质量的监控。本发明专利技术采用全数字鉴相与频率合成，将频率产生与矫正分离，解决了控制耦合问题；振荡器工作在自由振荡方式，相噪更低，稳定性好；同时支持多参考源并行处理，非常适合于卫星授时等高精度时频标合成场合。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种电子
的涉频率合成、时标合成技术，具体的说是涉及一种。
技术介绍
目前，国内外常用的高精度时频标合成主要采用模拟锁相环技术。 锁相环主要包括压控振荡器、分频器、鉴相器和相应的控制算法组成。工作过程如下压控振荡器的输出频率信号经分频后送入鉴相器，与参考源信号鉴相，得到相位差数据送入控制算法处理中，经适当的计算得到压控振荡器的输出频率与参考源的频差，并向压控振荡器输出压控信号，调整输出频率。 现有技术主要存在如下问题(1)对压控振荡器的频率准确度要求高压控振荡器的频率稳定度可以采用恒温等方法实现，而频率准确度一般需要逐一测量、调试，大规模生产时不易控制。而在高精度时频标合成中，环路带宽一般非常窄，如果压控振荡器的输出频率与参考源频率相差过大，则易引起控制环路超调，无法收敛。 (2)环路建立时间长为尽量避免环路超调，在现有技术中一般利用采用变带宽的控制方式。这样一方面不能从根本上避免环路超调的可能，另一方面环路的建立时间会很长，影响系统的可用性。 (3)系统稳定性不好由于振荡器固有的频率老化特性，使得振荡器频率在长时间(1年以上)会偏移较多，超出系统的容忍范围后，系统将无法工作，环路中引入的干扰也可能造成系统不稳定。因此系统必须在一定的时间后校正，增加维护成本。
技术实现思路
本专利技术的目的就在于减少频率准确度对时频标合成的影响，提高时频标合成的精度与稳定度，降低生产与维护成本。从而提供一种。 本专利技术的目的可通过以下措施来实现本专利技术的方法是A、采用全数字鉴相与频率合成，将频率产生与矫正分离；振荡器工作在自由振荡模式；B、采用高精度的相位累加的方法实现频率合成，结合数模转换后输出到滤波器进行降噪处理；C、采用数字滤波的方法，对鉴相数据处理，得出振荡器的频率偏差；D、采用将输出频率信号分频后送入鉴相器，实现频率合成质量的监控。 本专利技术的方法A中振荡器是采用无压控方式来实现自由振荡模式。 本专利技术的方法B中相位累加的方法实现频率合成中优选方案为采用分段计数的方法实现频率合成。 本专利技术的方法C中数字滤波的方法优选采用自适应滤波的方法。 本专利技术的方法还同时支持多路参考源并行处理。 本专利技术的方法以下单元组成，其包括压控振荡器，数字频率合成单元，D/A转换频率输出驱动单元，分频器，自适应控制单元，比较器时标输出驱动单元，鉴相器；其中，压控振荡器分别输入到数字频率合成单元和分频器，分频器输出到鉴相器，鉴相器输出到自适应控制单元，自适应控制单元输出到数字频率合成单元，数字频率合成单元输出到D/A转换频率输出驱动单元，D/A转换频率输出驱动单元分别输出频标输出及比较器时标输出驱动单元，比较器时标输出驱动分别输出时标输出及鉴相器。 本专利技术由于采用上述方法，即采用全数字鉴相与频率合成，将频率产生与矫正分离，解决了控制耦合问题；振荡器工作在自由振荡方式，相噪更低，稳定性好；同时支持多参考源并行处理，支持输出信号的回馈监测，热稳定度高；据有较高的保持性能和精度，非常适合于卫星授时等高精度时频标合成场合。附图说明附图是本专利技术的电路原理框图。具体实施方式本专利技术以下结合附图和实施例作以详细的描述实施例1、本专利技术的方法是A、采用全数字鉴相与频率合成，将频率产生与矫正分离；振荡器工作在自由振荡模式；B、采用高精度的相位累加的方法实现频率合成，结合数模转换后输出到滤波器进行降噪处理；C、采用数字滤波的方法，对鉴相数据处理，得出振荡器的频率偏差；D、采用将输出频率信号分频后送入鉴相器，实现频率合成质量的监控。 本专利技术的方法A中振荡器是采用无压控方式来实现自由振荡模式。 本专利技术的方法B中相位累加的方法实现频率合成中优选方案为采用分段计数的方法实现频率合成。 本专利技术的方法C中数字滤波的方法优选采用自适应滤波的方法。 本专利技术的方法还同时支持多路参考源并行处理。 本专利技术的方法以下单元组成，其包括压控振荡器，数字频率合成单元，D/A转换频率输出驱动单元，分频器，自适应控制单元，比较器时标输出驱动单元，鉴相器；其中，压控振荡器分别输入到数字频率合成单元和分频器，分频器输出到鉴相器，鉴相器输出到自适应控制单元，自适应控制单元输出到数字频率合成单元，数字频率合成单元输出到D/A转换频率输出驱动单元，D/A转换频率输出驱动单元分别输出频标输出及比较器时标输出驱动单元，比较器时标输出驱动分别输出时标输出及鉴相器。 本专利技术的工作原理如下本专利技术应用于我国北斗一号导航卫星授时型用户接收机。利用该专利技术实现1PPS时标合成时，工作频率120MHz时数字直接输出抖动5ns，采用模拟转换输出时抖动1ns。 实施例2该方法用于北斗守时型卫星接收机的时标合成。接收机恢复的各卫星的时标信号，送入鉴相器中，作为参考源信号；振荡器采用温补晶体钟，其输出的频率信号一路直接驱动数字频率合成器，另一路经分频后输入鉴相器与参考源信号比较，结果经自适应滤波处理后，控制数字频率合成的频率字、相位字；数字频率合成采用48bit分段计数的相位累加，合成秒脉冲信号直接输出。 实施例3该方法用于北斗高精度时频应用系统。来自北斗卫星接收机和GPS卫星接收机的1PPS信号，送入鉴相器中作为参考源信号；振荡器采用双层恒温晶体钟，其输出的频率信号一路直接驱动数字频率合成器，另一路经分频后输入鉴相器与参考源信号比较，结果经自适应滤波处理后，控制数字频率合成的频率字、相位字；数字频率合成采用56bit分段计数的相位累加，合成的频率信号经数模转换、滤波后，经驱动电路后作为频标信号直接输出；频标信号经比较器整形与分频后形成时标信号并输出；时标信号同时送入鉴相器进行监测。 实施例4该方法用于北斗高精度时频应用系统。来自GPS卫星接收机的1PPS信号送入鉴相器中，作为参考源信号；振荡器采用铷原子钟，其输出的频率信号一路直接驱动数字频率合成器，另一路经分频后输入鉴相器与参考源信号比较，结果经自适应滤波处理后，控制数字频率合成的频率字、相位字；数字频率合成采用64bit分段计数的相位累加，合成的频率信号经数模转换、滤波后，经驱动电路后作为频标信号直接输出；频标信号经比较器整形与分频后形成时标信号并输出；时标信号同时送入鉴相器进行监测。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度数字时频标合成方法，其特征在于：该方法是：　　　　Ａ、采用全数字鉴相与频率合成，将频率产生与矫正分离；振荡器工作在自由振荡模式；　　　　Ｂ、采用高精度的相位累加的方法实现频率合成，结合数模转换后输出到滤波器进行降噪处理；　　　　Ｃ、采用数字滤波的方法，对鉴相数据处理，得出振荡器的频率偏差；　　　　Ｄ、采用将输出频率信号分频后送入鉴相器，实现频率合成质量的监控。

【技术特征摘要】
1.一种高精度数字时频标合成方法，其特征在于该方法是A、采用全数字鉴相与频率合成，将频率产生与矫正分离；振荡器工作在自由振荡模式；B、采用高精度的相位累加的方法实现频率合成，结合数模转换后输出到滤波器进行降噪处理；C、采用数字滤波的方法，对鉴相数据处理，得出振荡器的频率偏差；D、采用将输出频率信号分频后送入鉴相器，实现频率合成质量的监控。2.根据权利要求1所述的高精度数字时频标合成方法，其特征在于所述A中振荡器是采用无压控方式来实现自由振荡模式。3.根据权利要求1或2所述的高精度数字时频标合成方法，其特征在于所述B中相位累加的方法实现频率合成中优选方案为采用分段计数的方法实现频率合成。4.根据权利要求1或2所述的高精度数字时频标合成方法，其特征在于...

【专利技术属性】
技术研发人员：贾小波，王安健，贾学东，杨玉清，吴淑琴，王文瑜，仲志凯，
申请(专利权)人：郑州威科姆电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]