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談談gps時鐘和北斗時鐘雙系統(tǒng)構架組成
更新時間：2022-09-19 點擊次數(shù)：682次
今天小編給大家講講gps時鐘和北斗時鐘雙系統(tǒng)構架組成：
gps北斗雙模時鐘系統(tǒng)主要包括時鐘源接收單元、數(shù)據(jù)處理單元、信號輸出單元和電源轉(zhuǎn)換單元，在某種對精度要求比較高的場合，也會增加馴服單元。
時鐘源接收單元包括GPS 和BD接收模塊，分別接收GPS和北斗的衛(wèi)星信號，從信號解析中分別解析出時間信息，然后將2種外部時間信息送入數(shù)據(jù)處理單元。根據(jù)雙模授時短發(fā)擇優(yōu)選出外部時間信息并轉(zhuǎn)換成標準的UTC時間。如有馴服單元，會將相應的秒脈沖信號送入馴服單元，本地時鐘經(jīng)馴服單元馴服后得到穩(wěn)定標準的本地秒脈沖，將其送入數(shù)據(jù)處理單元。數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)輸入的本地秒脈沖同步將UTC時間送入信號輸出單元，以此得到高精度授時。
1、接收單元：
BD接收和GPS接收單元分別通過天線接收BD和GPS衛(wèi)星信號，并根據(jù)規(guī)范轉(zhuǎn)換成標準 的NEMA0183的信息輸出，同時送出秒脈沖信息。以SYN2136型這款雙模時鐘產(chǎn)品的接收單元為例，輸入北斗和gps信號的頻點分別為B1和L1，定時精度可達到≤30ns。
2、馴服單元：
馴服單元根據(jù)輸入的參考秒脈沖得到符合指標的高穩(wěn)本地秒脈沖。馴服后, 當外部參考秒脈沖丟失, 該單元仍然輸出滿足指標要求的秒脈沖信號。
鑒于BDS/GPS 模塊產(chǎn)生的pps精度小于100ns，但是卻有良好的長期穩(wěn)定性。而恒溫晶振具有比較高的短期穩(wěn)定性。馴服單元結合兩者優(yōu)點，產(chǎn)生一個精度與穩(wěn)定度均達到指標要求的時間標準。
馴服單元里主要包含馴服模塊，其主要由相位/頻率測量、濾波處理/頻率預測、數(shù)模轉(zhuǎn)換和本振頻率產(chǎn)生五個部分組成。
馴服單元本質(zhì)上是一個鎖相環(huán)。其將外部時鐘源優(yōu)選的秒脈沖信號作為該模塊的pps參考輸入。該模塊將參考pps與本地振蕩器產(chǎn)生的pps進行相位/頻率測量。由于溫度變化等原因通常會使得參考pps相位存在一定的抖動，容易造成精度的惡化。
通過對本地振蕩器的頻率和pps相位輸出進行自適應濾波得到頻率和相位的估計值，然后通過反饋控制本地振蕩器產(chǎn)生得到輸出pps相位。重復上述過程，最終可由本地晶振產(chǎn)生得到與標準時間同步的精確pps信號。在無外部pps參考源輸入時，模塊進入守時狀態(tài)，為系統(tǒng)提供準確的時間基準。
3、數(shù)據(jù)處理單元：
數(shù)據(jù)處理單元主要完成時鐘源優(yōu)選、PPS無縫切換，并同步輸出標準時間和秒脈沖，實現(xiàn)高精度的對外授時功能。
如果外部時鐘源丟失，則數(shù)據(jù)處理單元通過處理器中的守時模塊進入守時模式，得到可靠的本地UTC時間，，并通過處理器對輸入本地秒脈沖的響應，同步輸出UTC時間嗎，實現(xiàn)高精度 的對外授時功能。
4、信號輸出單元：
信號輸出單元包括狀態(tài)指示模塊和輸出接口電平轉(zhuǎn)換模塊，狀態(tài)指示模塊是根據(jù)輸入的信號指示系統(tǒng)的供電情況及工作狀態(tài)，輸出接口電平轉(zhuǎn)換模塊是通過串口電平轉(zhuǎn)換電路，實現(xiàn)UTC時間串口輸出，及單引腳電平輸出，實現(xiàn)本地高穩(wěn)秒脈沖輸出，對外直接實現(xiàn)時間和秒脈沖的校準。
5、守時單元：
整個守時子單元程序分為現(xiàn)場可編程門陣列程序和單片機程序兩部分，現(xiàn)場可編程門陣列程序主要包括時鐘處理部分以及數(shù)據(jù)通信部分。時鐘處理部分主要負責測量單片機控制 DA 轉(zhuǎn)換器所需的平
均時鐘誤差即由于導航芯片信號的抖動、晶振老化漂移以及晶振不準而產(chǎn)生的誤差。單片機程序主要包括誤差控制部分。
隨著我國北斗微信的高速發(fā)展，產(chǎn)業(yè)化越來越完善，具有北斗元素的雙模型會普及到更多的領域，GPS時鐘，北斗時鐘并駕齊驅(qū)的的時代越來越近。讓我們一起期盼北斗會更好，中國科技會越來越強，祖國會越來越好。
