基于GPS秒时钟的高精度同步时钟设计

限制通信定位技术发展的一个关键问题是时间同步。提出了一种用高精度晶振修正GPS秒时钟信号获取高精度同步时钟的新方法。     

基于晶振频率补偿的高精度数字时钟设计

为解决普通晶振频率长期漂移量较大的问题,提出了一种用GPS秒脉冲对晶振脉冲在线自动测量及修正,从而产生本地高精度时钟的方法,据此设计了一种基于单片机和CPLD的智能自校准数字时钟系统。介绍了时钟产生及校准模块、鉴相及相差测量模块等硬件电路组成和数据采集、晶振误差补偿算法实现等软件设计。该系统在需要较高精度时间显示的场所具有实际应用价值。     

分布式多通道同步采集系统设计

为实现分布式微震采集系统中各个采集终端之间和同一采集终端多个通道之间的同步,设计了一种分布式多通道同步微震信号采集系统。利用了ADS1278解决了同一采集终端多通道之间的同步采集问题,同时使用GPS时钟同步的方法解决了不同采集终端间的同步问题,在GPS设计中提出了时钟分相算法测量1PPS信号和本地秒脉冲时间误差,通过PID算法计算得到恒温晶振的频率偏差控制量来调整恒温晶振,最终使1PPS信号和本地秒脉冲信号高精度同步,从而实现不同终端之间的采样时钟同步。实验结果表明,不同数据采集终端之间的同步精度优于500ns,实现了分布式多通道同步信号采集。     

一种数字高精度秒脉冲生成方法

提出了一种高精度的秒脉冲生成方法,依据晶体的温度特性,采用分段拟合的方法估算晶振误差。在不同工作温度下对振荡频率进行时间补偿,产生高精度秒脉冲信号。该方法可应用于低功耗So C的实时时钟设计中。     

基于FPGA的高精度守时方法研究

提出一种基于现场可编程门阵列(FPGA)的高精度守时方法,以统计学为基准,结合高精度恒温晶振和北斗/GPS双模接收器产生同步标准秒脉冲信号。当授时系统导航卫星失连,系统根据存储晶振脉冲数计算出均值和方差,动态设置系统晶振脉冲计数器阈值从而模拟产生高精度秒脉冲信号,消除晶振累积误差。实验结果表明,1h内授时系统守时误差小于250ns,可满足授时系统在电力、靶场等系统中的守时要求。     

利用实时时钟IC RV5C338A实现用软件校正时间

概述 我们知道,实时时钟IC一般把它产生的时间信号传递给微处理器等一类器件,作为它们的时钟信号。通常,由频率为32.768kHz晶振产生时钟信号,将该时钟信号进行1/2~(15)分频后形成秒信号,由时钟计数器对秒信号进行计数。 既然是处理时间信号,它的精度就成为人们十分关心的事情。晶体振荡器具有很高的频率精度,与RC振荡器和陶瓷振荡器相比,其精度要高两个数量级以上。另外同一型号产品之间的离散性也比较小,在常温下只有±20ppm的偏     

SD2003型实时时钟及其I2C接口设计

1概述SD2003是一种内置晶振、支持I2C总线接口的高精度实时时钟电路。该器件可保证±4ppm时钟精度为(在25±1℃下),即年误差小于2分钟;内置时钟精度数字调整功能,可以在很宽的范围内校正时钟的偏差;该芯片可满足对实时时钟的各种需要,是高精度实时时钟的理想选择。SD2003的特性及相关参数如下:●低功耗:典型值1.0μA(VDD=3.5V)。●工作电压:1.7V～5.5V,工作温度:民用级0℃～70℃,工业级-40℃～85℃。●年、月、日、星期、时、分、秒的BCD码输入/输出。●自动日历到2099年(包括闰年自动换算功能)。●可设定的2路闹钟(定时)及32768Hz～…     

基于SoC方案的智能电表时钟校准

智能电表可以实现多费率及阶梯电价等诸多与时间相关的电量计费功能,要求具有精确计时的功能,在运行温度范围内每天的计时误差小于1s。本文介绍了晶振的温度特性,分析了振荡电路并联电容对晶体振荡的影响,提出了基于集成型SoC(System on Chip)单片机的温度补偿方案,通过设计校准程序,实现了常温下计算时钟偏差并写入补偿数据,使智能电表到达常温下±1.5ppm,全温区±3.8ppm的计时精度。     

基于FPGA的导航卫星失连下高精度守时方法研究

针对授时系统导航卫星失连问题,提出一种基于现场可编程门阵列（FPGA）的高精度守时方法。以统计学和概率论为基础,统计10分钟内标准秒脉冲信号每个周期下授时系统恒温晶振所产生的脉冲数值的均值和动态方差。当授时系统导航卫星失连,系统根据均值和方差动态设置系统晶振脉冲计数阈值从而模拟产生高精度秒脉冲信号,消除晶振累积误差。实验结果表明,1小时内授时系统守时误差小于250ns,可满足授时系统在电力、靶场等系统中的守时要求。     

一种基于FPGA的高精度时钟信号源

众所周知高精度、高稳定的时钟信号是时序逻辑电路和微处理器系统实现准确处理信号的基准,特别是在与时间参数相关的处理上更是决定性的。本文介绍了一种基于10MHz恒温晶振和FPGA芯片实现任意频率的高精度、高稳定度的时钟信号源的方法,并以Altera公司的FPGA芯片EP2C5T144C8N为载体,实际证实了该方法的有效性。     

基于GPS秒脉冲的参考源实时校正算法

全球定位系统(GPS)接收机的秒脉冲(PPS)随机误差大,并且板载时钟存在累积误差。在分析GPS秒脉冲的正态分布特性基础上分别提出了秒脉冲参考源和时钟参考源的实时校正算法,其中秒脉冲参考源校正算法对高频脉冲连续累加求平均获取了一秒内脉冲数平均值,以预测秒脉冲与协调世界时(UTC)秒脉冲的时间误差均值作为补偿,生成校正秒脉冲;在均值法求温补晶振(TCXO)实际频率基础上,研究了用于校正时钟参考源的脉冲补偿算法。仿真实验结果表明,采用GPS秒脉冲参考源校正算法后秒脉冲随机误差减小7.5倍;采用时钟参考源实时校正算法校正后产生的12.5 MHz参考源连续9.5 h测试误差低于140 ns。基于GPS秒脉冲的参考源实时校正算法可有效减小误差。     

基于GPS的恒温晶振频率校准系统的设计与实现

针对目前广泛对高精度频率源的需求,利用FPGA设计一种恒温晶振频率校准系统。系统以GPS接收机提供的秒脉冲信号为基准源,通过结合高精度恒温晶振短期稳定度高与GPS长期稳定特性好、跟踪保持特性强的优点,设计数字锁相环调控恒温晶振的频率。详细阐述系统的设计原理及方法,测试结果表明,恒温晶振的频率可快速被校准到10 MHz,频率偏差小于0.01 Hz,具有良好的长期稳定性,适合在多领域中作为时间频率的标准。     

一种同播发射机的基准频率源设计

根据同播系统对同播发射机的要求,提出了一种利用GPS秒时钟修正晶体振荡器频率漂移,实现高稳定度基准频率源的方法.该方法根据数字锁相原理,采用CPLD作数字鉴相器,通过测量GPS秒时钟与压控晶体振荡器(VCXO)时钟间的相位差,并将其转变为直流电压控制晶振频率,取得了频率稳定度优于2×10-9的成果,已成功应用于同播发射机中.     

CDMA2000基站时钟同步系统及电路

CDMA2000基站以GPS／GLONASS标准秒信号作为整个系统的时钟同步基准,采用一种PLL（锁相环）＋DDS（直接数字频率合成器）＋PLL的结构实现。引入了时钟同步系统的总体方案。着重介绍了由AD9851和LMX2306构成的后级DDS＋PLL的电路设计和参数设置。根据实验结果对该方案的稳定性和适用性进行了分析。     

实时时钟芯片重要模块设计与分析

针对当今电子设备高精度、低成本和低功耗的需求不断提高,介绍了实时时钟芯片的系统架构,提出了实时时钟芯片的关键技术及其实现方法,该芯片采用了动态温度跟踪方案和软硬件结合、模拟数字混合的补偿方案,在传统的实现架构基础上,集成了微小偏差补偿模块、老化偏移量寄存器、小步长可调节电容阵列和自动调测功能等关键模块。该芯片采用0.18μm CMOS的EEPROM工艺设计,通过仿真验证和实际测试,芯片达到了高于100 ns的微调精度,实现±2 ppm高精度守时,具有守时模式小于3μA的低功耗指标。     

基于 VCTCXO 的高稳定度时钟设计

高稳定度时钟广泛应用于广播电视播出发射系统中。基于GPS授时功能,将GPS秒脉冲信号（1 PPS）分频处理,可大大减少随机误差,时钟用分频后的1 PPS微调,可得到高稳定度时钟。利用低成本的VCTCXO和STM32F051单片机等器件设计了一个高稳定度时钟模块,介绍了设计思路及设计过程,包括电路框图、程序流程等,经测试,频率均方误差小于2×10-9。时钟模块成本低、体积小、使用灵活,具有较高的应用价值。     

一种用于ADC采样的高精度时钟占空比校正方法

本文提出一种高精度时钟信号占空比校正方法,采用环路负反馈的理论产生延时控制电压,并通过延时可控的占空比调整电路来产生高精度占空比的时钟信号。基于0.18μm工艺对所提出的校正方法进行了具体电路设计和PVT全面仿真验证,输入频率在100MHz占空比变化范围6%~97%时,该方法都可以动态精确的输出频率为100MHz占空比为50%的信号,最大误差小于0.28%,功耗仅为4.8mW,为高精度ADC采样和转换提供了高效的解决方案。     

基于TDC的GPS驯服恒温晶振系统设计

为满足测控系统对高精度时间频率的要求,设计了一种基于时间数字转换器(TDC)的驯服恒温晶振系统.使用GPS对恒温晶振进行实时校准,获得了高精度的频率信号.通过TDC测量时差数据计算得到恒温晶振的频率准确度,其时差测量精度达到250 ps.采用优化的递推平均滤波算法对时差数据进行滤波处理,消除了GPS秒信号抖动引入的干扰...     

武汉电离层斜向探测系统的时间同步设计

为武汉电离层斜向探测系统设计了一种新的时间同步方式.该同步方式利用全球定位系统(GPS)接收机输出的时钟信号校正高性能恒温晶振输出的参考时钟信号,从而获得稳定可靠的秒脉冲信号来用作斜测系统的时间同步信号.在预定的探测时刻,单片机利用该信号控制斜测系统的发射端和接收端同时开始工作,从而实现时间同步.实验结果表明:该时间同步方式在获得GPS卫星信号的情况下,时间同步精度可达到30ns.而在未获得GPS卫星信号的24小时内,时间同步精度可达到1μs.在获得和一定时间内未获得GPS卫星信号的情况下,采用该时间同步方式的武汉电离层斜向探测系统都成功地获得了斜向探测电离图,从而很好地满足了探测需求.     

基于GPS驯服技术的高稳频踪设计

针对高稳定度频标在国民经济发展中有着巨大需求,提出一种基于GPS驯服技术实现的高稳频踪设计方法。与传统的驯服技术相比较。该方法采用数字锁相环加Kalman滤波算法来实现恒温晶振跟踪GPS,综合了GPS秒脉冲的较高长期稳定度和恒温晶振较高短期稳定度的优点,既滤除GPS秒脉冲的随机误差,又解决GPS失锁时恒温晶振无法保持高频率准确度输出问题。结果表明,该方法能够实现了较高的频率准确度和稳定性,输出的频率准确度优于5×10^-11,能够用于时间频率的测量基准。