前言
对于GPS接收机,其产生的接收机1PPS由内置普通晶振产生。晶振独立产生秒脉冲(以下称本秒),本秒的相位会随其老化特性而逐渐漂移。而接收机内部,存在一个反馈,通过每秒或者更高的速率将本秒与GPS卫星CA码进行实时比对,计算本地秒与GPS秒的相位差,并利用接收机内部NCO或DDS进行相位调整。最终输出的接收机1PPS即利用调整后的10M(接收机内部实际频率不一定为10M,但原理一致)产生。
由于存在相位调整,故接收机1PPS的长期相位特性与内置普通晶振的长期漂移特性不再相关,取而代之与GPS卫星时间直接相关,因此,可利用其长期稳定的特性对晶振进行驯服。
下面以西安同步电子科技有限公司生产的SYN3305型驯服高稳晶振频率标准进行详细说明:
简介
SYN3305型驯服高稳晶振频率标准是内装OCX0恒温晶体振荡器,接收卫星信号,使恒温晶振输出频率同步于卫星铯原子钟信号上,当内部锁相环工作正常后,本产品能自动学习锁相过程,在卫星信号丢失后自动复现这个过程。在断开外部参考一定长的一段时间内保持锁定前的状态。提高了频率信号的长期稳定性和准确度,能够提供铯钟量级的高精度时间频率标准。
技术指标
输入信号 | GPS接收机 | 频点 | L1 |
定时精度 | ≤30ns | ||
跟踪灵敏度 | -160dBm | ||
GPS天线 | 数量 | 1套 | |
形状 | 蘑菇头 | ||
线长 | 30米 | ||
物理接口 | SMA | ||
支架 | 蘑菇头安装支架 | ||
外参考输入 | 路数 | 1路 | |
幅度 | TTL | ||
有效沿 | 上升沿 | ||
频率 | 1Hz(可选其他频率) | ||
物理接口 | SMA | ||
输出信号 | 10MHz | 路数 | 1路 |
波形 | 方波 | ||
幅度 | 3.3V | ||
频率准确度 | ≤1E-12 (跟踪到GPS信号24小时后平均值) ≤5E-10(当GPS信号失效,24小时保持精度) | ||
物理接口 | SMA | ||
1PPS脉冲信号 | 路数 | 1路 | |
电平 | TTL | ||
同步误差 | ≤30ns | ||
物理接口 | SMA | ||
RS232C串口 | 路数 | 1路 | |
电平 | RS232C | ||
物理接口 | DB9 | ||
环境特性 | 工作温度 | 0℃~+50℃ | |
相对湿度 | ≤90%(40℃) | ||
存储温度 | -30℃~+70℃ | ||
供电电源 | 5V直流供电,约小于10W,开机15W(可选12v) | ||
机箱尺寸 | 56*158*220mm(安装尺寸145*180mm) |
GPS驯服晶振功能
1) 提供1路标准的10MHz信号(可选任意频率输出,最多同时提供3种频率输出,路数最多扩展5路);
2) 提供1路1PPS脉冲信号;
3) 提供1路RS232时间信号;
结束语
采用GPS授时接收机对晶振进行升级改造,研制高精度时间间隔计数器电路,测量GPS平均秒和晶振分频秒之间的时差,采用驯服算法计算晶振的实时准确度,并通过电子频率控制的方式反馈调整晶振的频率信号,从而提高频率信号的准确性和稳定性。