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

1、恒溫晶振(OCXO)是很常用的時鐘源,短期穩(wěn)定度較高。但OCXO的輸出頻率、相位會因時間和溫度變化而產(chǎn)生漂移現(xiàn)象。如果OCXO被用在對時鐘同步要求嚴格的場合,必須采取相應(yīng)措施定時對其進行馴服校準(zhǔn)。GPS接收機發(fā)出的秒脈沖信號具有較高的長期穩(wěn)定度,隨著GPS技術(shù)的飛速發(fā)展,人們利用這一特性來校準(zhǔn)OCXO,使OCXO的長期穩(wěn)定度有所改善。
　　本文設(shè)計了一種基于GPS秒脈沖(1pps)信號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秒脈沖信號為基準(zhǔn)頻率來校準(zhǔn)恒溫晶振輸出頻率,將GPS秒脈沖信號較高長期穩(wěn)定度的優(yōu)點與恒溫晶振較高短期穩(wěn)定性的優(yōu)點相結(jié)合,設(shè)計出性能優(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單片機作為外部處理器控制數(shù)字鎖相環(huán)芯片AD9548,完成GPS1pps信號鎖定恒溫晶振,并保持高穩(wěn)定的頻率輸出。當(dāng)GPS接收機輸出的參考信號正常時,整個系統(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期穩(wěn)定度將維持與GPS1pps信號相同的水平。但是GPS接收機的輸出信號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)路無效,OCXO因時間和溫度變化引起的任何頻漂均會呈現(xiàn)在最終輸出上。本文對此建立了AOM自適應(yīng)振蕩保持模型,針對恒溫晶振的老化漂移現(xiàn)象進行建模,采用Kalman濾波算法,既濾除了恒溫晶振老化問題引起的頻率漂移,又解決了GPS