一种微型多功能时间频率模块制造技术

本发明专利技术公开了一种微型多功能时间频率模块，涉及计时技术领域，所述微型多功能时间频率模块具有高度集成的特点，内部空间高度服用，设备占用体积小。所述微型多功能时间频率模块通过集成的控制器算法，可以做到较为精准的授时及守时。同时，所述微型多功能时间频率模块设有二次温补装置，通过二次温度补偿减小温度变化对恒温晶振的输出频率的影响。设有计算频率调整值算法的处理器，通过调整值调整输出频率，使输出的频率更加精确。使输出的频率更加精确。使输出的频率更加精确。

【技术实现步骤摘要】
一种微型多功能时间频率模块


[0001]本专利技术涉及计时
，尤其是一种微型多功能时间频率模块。

技术介绍

[0002]在4G/5G的应用场景中，由于通信数据率不断提高，要求各个基站设备之间的时钟同步精度越来越高，并且在无外部参考的情况下，需要提供一定时间的保持能力。对于基站设备而言，需要同时具备接收GPS/BDS信号、时间保持能力、支持PTP协议层提供的参考时钟信号。传统方案一般采用三个器件共同完成这些功能，从而使产品占用体积较大，无法应用在小型设备中；另一方面，不同器件可能来自不同的厂商，使用这些器件生成的集成产品需要进行检验，合格后才能投入使用，增加生产时间和成本。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供一种微型多功能时间频率模块，采用高度集成的方式，使设备能够同时具备接收GPS/BDS信号、时间保持能力、支持PTP协议层提供的参考时钟信号这三种功能，减少对集成产品的检验过程，减少生产成本。同时，使设备的体积进一步减小，能够满足小型设备的需求。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0005]一种微型多功能时间频率模块，所述微型多功能时间频率模块包括卫星接收机、时间保持设备、控制器。所述卫星接收机用于接收卫星信号，将接受的卫星信号转换为接收信息，将接收信息传递给控制器；所述控制器用于接收所述接收信息和接收所述第一信号，控制所述卫星接收机的电源通断，以及驯服和调整所述时间保持设备；所述时间保持设备用于输出预设频率的第一信号。所述控制器、卫星接收机和时间保持设备通过高度集成的方式，使微型多功能时间频率模块的体积进一步缩小。卫星接收机接收卫星信号，解算后传递给控制器，控制器调整时间保持设备的输出频率，完成授时过程；控制器通过驯服时间保持设备，使时间保持设备持续输出一定频率的信号，保持时间的准确性，从而完成守时功能。
[0006]优选地，所述卫星接收机连接有卫星天线。卫星天线用于接收卫星信号，接收到卫星信号之后将信息传给卫星接收机，卫星接收机对信息进行处理。
[0007]优选地，所述时间保持设备为恒温晶振。恒温晶振具有优异的短期频率稳定度和相位噪声特性，能够持续输出稳定的频率信号。
[0008]优选地，所述控制器为单片机。单片机具有集成度高、体积小、可靠性高、控制能力强、损耗低等优点，所述微型多功能时间频率模块的控制器采用单片机可以进一步的减小体积。
[0009]优选地，微型多功能时间频率模块还包括底板和上板，所述时间保持设备和所述控制器固定在所述底板上，所述控制器连接所述时间保持设备，所述上板位于所述底板上方，所述卫星接收机固定在所述上板上，所述上板固定有第一连接器，所述底板固定有与所
述第一连接器匹配的第二连接器，所述控制器通过所述第一连接器和所述第二连接器连接所述卫星接收机。通过层叠式的设计方式，内部空间高度复用，使集成产品的占用体积小。
[0010]进一步地，所述微型多功能时间频率模块还设有恒温晶振的二次温补装置。所述恒温晶振二次温补装置包括测温装置、温补装置、频率调整装置。所述测温装置用于测量恒温晶振的表面温度和内部温度；温补装置用于对恒温晶振表面的温度进行控制，当恒温晶振的表面温度降低时，所述温补装置对所述恒温晶振加热，当恒温晶振的表面温度升高时，所述温补装置对所述恒温晶振进行耗热，降低恒温晶振的温度变化；所述频率调整装置用于根据恒温晶振内部的温度计算输出脉冲信号的频率调整值，通过频率调整值调整恒温晶振的输出频率，减小温度对恒温晶振的输出频率的影响。
[0011]进一步地，所述测温装置分为恒温晶振内部测温模块和恒温晶振表面测温模块。所述恒温晶振内部测温模块用于测量恒温晶振内部的第一温度，测出恒温晶振内部的负温度系数热敏电阻器的电阻值，通过所述电阻值计算出恒温晶振的第一温度，计算原理是恒温晶振的内部温度控制电路通过发热进行内部加热，当温度低时，其需要更多的电流，所以通过测量和计算就可以得到内部温度的间接数值；所述恒温晶振表面测温模块采用温度传感器获取恒温晶振表面的第二温度。
[0012]进一步地，所述二次温补装置设有温度控制部件和控制部件，所述控制部件用于根据当前恒温晶振的表面温度控制所述温度控制部件升温或降温。当外界温度降低时，控制部件控制温度控制部件加热，使恒温晶振表面温度升高；当外界温度升高时，控制部件控制温度控制部件耗热，使恒温晶振表面温度降低，减小恒温晶振的温度变化，使恒温晶振的温度趋于恒定，使恒温晶振的输出频率保持稳定。由于恒温晶振本体的温度变化范围降低，其频率输出更加稳定；同时，由于二级温补装置的存在，外部温度冲击对内部恒温晶振的影响大大降低，也降低了输出频率随温度突变的情况，同时降低了测量的误差。
[0013]进一步地，所述微型多功能时间频率模块的恒温晶振的驯服方法，包括以下步骤：
[0014]步骤1：所述微型多功能时间频率模块上电，开始工作；
[0015]步骤2：卫星接收机接收到卫星信号后，解算出时间信息和脉冲信号，将时间信息和脉冲信号发送至控制器；
[0016]步骤3：控制器接收到时间信息和脉冲信号，控制器对时间保持设备的输入时钟频率进行控制，对时间保持设备进行驯服和调整；
[0017]步骤4：时间保持设备经过驯服和调整后输出脉冲信号，完成授时功能；
[0018]步骤5：完成授时功能后，控制器判断卫星接收机连接的卫星天线是否连接上卫星信号；
[0019]步骤6：如果卫星天线连接上卫星信号，执行步骤2；否则，执行步骤7；
[0020]步骤7：控制器断开卫星接收机的电源；
[0021]步骤8：控制器通过驯服和调整时间保持设备，使时间保持设备持续输出脉冲信号，完成守时功能；
[0022]步骤9：控制器判断卫星天线是否连接上卫星信号，如果卫星天线连接上卫星信号，执行步骤10；否则，执行步骤8；
[0023]步骤10：控制器接通卫星接收机的电源，执行步骤2。
[0024]通过上述方法，卫星接收机接收到卫星信号解算后传递给控制器，控制器通过传
递的信息调整时间保持设备，校准时间保持设备的输出，完成授时功能；在卫星接收机接收不到卫星信号时，关闭卫星接收机，减少电量消耗，控制器驯服时间保持设备，使其能够持续输出稳定的脉冲信号，完成守时功能，保持时间的准确性。在卫星天线能够接收到卫星信号时，控制器打开卫星接收机的电源，使其恢复工作，开始执行授时功能。通过此方法，可以使微型多功能时间频率模块在能够连接卫星信号时完成授时功能，在无法连接或断开卫星信号时完成守时功能，在任何时间段都可以保持时间的准确性，并且在无法连接到卫星信号时关闭卫星接收机，减少电量的消耗。
[0025]进一步地，所述恒温晶振的温度补偿频率调整值的计算方法，包括以下步骤：
[0026]步骤1：恒温晶振的温补装置启动；
[0027]步骤2：获取恒温晶振内部的温度，温度和第一频率调整值为一一对应关系，根据温度获取第一频率调整值，若不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种微型多功能时间频率模块，其特征在于，所述微型多功能时间频率模块包括：卫星接收机，所述卫星接收机用于接收卫星信号，将所述卫星信号转换为接收信息，将所述接收信息传递给控制器；时间保持设备，所述时间保持设备用于输出预设频率的第一信号；控制器，所述控制器用于接收所述接收信息和接收所述第一信号，用于控制所述卫星接收机的电源通断，以及用于驯服和调整所述时间保持设备；所述控制器根据所述接收信息驯服和调整所述时间保持设备，使所述时间保持设备输出信号。2.根据权利要求1所述的一种微型多功能时间频率模块，其特征在于，所述卫星接收机连接有卫星天线。3.根据权利要求1所述的一种微型多功能时间频率模块，其特征在于，所述时间保持设备为恒温晶振。4.根据权利要求1所述的一种微型多功能时间频率模块，其特征在于，所述控制器为单片机。5.根据权利要求1所述的一种微型多功能时间频率模块，其特征在于，所述微型多功能时间频率模块还包括底板和上板，所述时间保持设备和所述控制器固定在所述底板上，所述控制器连接所述时间保持设备，所述上板位于所述底板上方，所述卫星接收机固定在所述上板上，所述上板固定有第一连接器，所述底板固定有与所述第一连接器匹配的第二连接器，所述控制器通过所述第一连接器和所述第二连接器连接所述卫星接收机。6.根据权利要求3所述的一种微型多功能时间频率模块，其特征在于，所述恒温晶振的驯服方法包括以下步骤：步骤1：所述微型多功能时间频率模块上电，开始工作；步骤2：卫星接收机接收到卫星信号后，解算出时间信息和脉冲信号，将时间信息和脉冲信号发送至控制器；步骤3：控制器接收到时间信息和脉冲信号，控制器对时间保持设备的输入时钟频率进行控制，对时间保持设备进行驯服和调整；步骤4：时间保持设备经过驯服和调整后输出脉冲信号，完成授时功能；步骤5：完成授时功能后，控制器判断卫星接收机连接的卫星天线是否连接上卫星信号；步骤6：如果卫星天线连接上卫星信号，执行步骤2；否则，执行步骤7；步骤7：控制器断开卫星接收机的电源；步骤8：控制器通过驯服和调整时间保持设备，使时间保持设备持续输出脉冲信号，完成守时功能；步骤9：控制器判断卫星天线是否连接上卫星信号，如果卫星天线连接上卫...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱芸，曹林，李旭，
申请(专利权)人：成都市精准时空科技有限公司，
类型：发明
国别省市：