基于GPS的LXI主時(shí)鐘模塊研制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和總線技術(shù)的進(jìn)步極大的推動(dòng)了自動(dòng)化測(cè)試系統(tǒng)的發(fā)展。基于網(wǎng)絡(luò)的LXI總線技術(shù)自2005年發(fā)布第一個(gè)版本的規(guī)范后一直成為眾多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的研究熱門。目前,市場(chǎng)上已經(jīng)有了各種功能的LXI儀器,隨著技術(shù)的發(fā)展, LXI儀器的應(yīng)用范圍必將越來(lái)越廣泛。在LXI儀器的三個(gè)功能類中,A類和B類儀器需要IEEE1588精密時(shí)鐘同步協(xié)議的支持。出于降低成本考慮, LXI系統(tǒng)的主時(shí)鐘一般由普通的晶體振蕩器來(lái)驅(qū)動(dòng),由于普通晶振的輸出頻率精度不高,且易

2、受環(huán)境溫度影響、長(zhǎng)期穩(wěn)定性差,因此導(dǎo)致主時(shí)鐘與物理時(shí)間有較大偏差。這個(gè)偏差的存在導(dǎo)致主時(shí)鐘與從時(shí)鐘之間有較大誤差,為了提高IEEE1588同步精度必須研制精度高穩(wěn)定性好的主時(shí)鐘模塊。
　　本文研究和設(shè)計(jì)了基于GPS的LXI主時(shí)鐘模塊,利用GPS發(fā)布的高精度和高穩(wěn)定度時(shí)間信息來(lái)修正LXI儀器上的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模塊,提高了精密時(shí)鐘同步協(xié)議的同步精度。為了獲取GPS面向全球發(fā)布的時(shí)間信息,本文設(shè)計(jì)了一款低成本的GPS接收機(jī)。GPS接收機(jī)是一種

3、典型的嵌入式系統(tǒng),在硬件上主要包括微處理器、相關(guān)通道、射頻前端和存儲(chǔ)器,在軟件上包括嵌入式操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序和實(shí)現(xiàn)時(shí)間解算的應(yīng)用程序。GPS接收機(jī)的核心是偽碼跟蹤環(huán)和載波跟蹤環(huán),本文設(shè)計(jì)了一階鎖頻環(huán)輔助的二階鎖相環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)載波和偽碼的捕獲與跟蹤。在跟蹤鎖定載波和偽碼后,GPS接收機(jī)提取導(dǎo)航電文,算出UTC時(shí)間,并輸出與UTC高度同步的秒脈沖。LXI儀器接收GPS輸出的UTC時(shí)間信息和秒脈沖,以秒脈沖為觸發(fā)信號(hào)對(duì)LXI儀器上的實(shí)時(shí)時(shí)鐘模