基于GPS秒脈沖的恒溫晶振馴服和自適應(yīng)保持技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、恒溫晶振(OCXO)是很常用的時(shí)鐘源,短期穩(wěn)定度較高。但OCXO的輸出頻率、相位會(huì)因時(shí)間和溫度變化而產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。如果OCXO被用在對(duì)時(shí)鐘同步要求嚴(yán)格的場(chǎng)合,必須采取相應(yīng)措施定時(shí)對(duì)其進(jìn)行馴服校準(zhǔn)。GPS接收機(jī)發(fā)出的秒脈沖信號(hào)具有較高的長(zhǎng)期穩(wěn)定度,隨著GPS技術(shù)的飛速發(fā)展,人們利用這一特性來(lái)校準(zhǔn)OCXO,使OCXO的長(zhǎng)期穩(wěn)定度有所改善。
　　本文設(shè)計(jì)了一種基于GPS秒脈沖(1pps)信號(hào)的恒溫晶振馴服和自適應(yīng)保持技術(shù),該技術(shù)以GPS

2、1pps秒脈沖信號(hào)為基準(zhǔn)頻率來(lái)校準(zhǔn)恒溫晶振輸出頻率,將GPS秒脈沖信號(hào)較高長(zhǎng)期穩(wěn)定度的優(yōu)點(diǎn)與恒溫晶振較高短期穩(wěn)定性的優(yōu)點(diǎn)相結(jié)合,設(shè)計(jì)出性能優(yōu)良、成本低廉、最終輸出頻率可編程控制(DPLL的反饋分頻器決定)的同步時(shí)鐘源。
　　與傳統(tǒng)的馴服保持技術(shù)相比,該技術(shù)采用C8051F310單片機(jī)作為外部處理器控制數(shù)字鎖相環(huán)芯片AD9548,完成GPS1pps信號(hào)鎖定恒溫晶振,并保持高穩(wěn)定的頻率輸出。當(dāng)GPS接收機(jī)輸出的參考信號(hào)正常時(shí),整個(gè)系統(tǒng)

3、處于閉環(huán)工作狀態(tài), AD9548內(nèi)部DPLL環(huán)路的作用下,恒溫晶振的輸出頻率長(zhǎng)期穩(wěn)定度將維持與GPS1pps信號(hào)相同的水平。但是GPS接收機(jī)的輸出信號(hào)很容易受到外界的影響失去作用,當(dāng)GPS秒脈沖丟失后,DPLL反饋環(huán)路無(wú)效,OCXO因時(shí)間和溫度變化引起的任何頻漂均會(huì)呈現(xiàn)在最終輸出上。本文對(duì)此建立了AOM自適應(yīng)振蕩保持模型,針對(duì)恒溫晶振的老化漂移現(xiàn)象進(jìn)行建模,采用Kalman濾波算法,既濾除了恒溫晶振老化問(wèn)題引起的頻率漂移,又解決了GPS