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基于数字锁相环的GPS可驯钟系统研究


维普资讯 http://www.cqvip.com 总第 3 卷 第 1 1 期  2 0 年 6月  08 a ' ̄ 频 率 学 报   dj I - J un l f i  n  rq e c   o r a    mea dF e u n y oT Vo |   .  l31No1 Jn , 0 8 u e2 0   基 于数 字锁 相环 的 G S可驯 钟 系统

研 究  P 向渝  ,华宇  ,吴海涛  ( .中国科学 院国家授时 中心 ,陕西 西安 7 0 0 ; 1 16 0  2 中国科学 院研 究生院 ,北京 103 ) . 00 9  摘 要 :介 绍 了可驯钟 系统 的基本原 理及 实现的一般 方法 ,在分析 G ST q 一般 实现方法的  P *  ̄钟 不足的基础上设 计 了一种全数字锁相 环的实现方案 ,并使 用该方法研 制 了G s P 可驯钟 系统。实   际测量结果表 明,使用该方法后本地1 P   S输 出稳定度优于常规方法。 P   关 键 词 :可驯钟;锁相环;全球定位 系统 ( P ) 0S  文章编号 :10— 5 42 0) 1 05— 6 0 114 (08 0— 00 0  中图分类 号:T 9 5 1  M 3. 1 文献标识码 :A   l   嗣   随着我国 国防现代化建设 的 日益发展和科学技术 的 日益进步 , 各行各业对精 密时间的需求越来越  多 , 时间指标 的要求 也越来越高 ,已达到 毫秒级 、微秒级甚至更高 。而 目前在 时间频率领域可供选  对 用的高精度频标如铯钟 、 氢钟 、 铷钟等原 子钟及 高精度 晶体振 荡器等 , 它们对使 用环境要求很高且价  格 昂贵 , 不便于在 工程 中广泛应用 。因此在需要高精度时 间同步 的工程 中, P 可 驯钟得到 了广泛使  GS 用。   一 般 的 G S可驯钟都需要有 一个高分辨率 的时 间间隔计数器 ,从 而导致其价格 昂贵。同时 由于  P 系统对本地 晶振采用模 拟控制 , 使其受 环境因素影响较大 , 整个 系统 电路复杂而不利于扩展 , 在一定  程度上 限制 了它 的应 用。基 于此 , 文提 出了一种全数字锁相环改进方 案 , 本 该方 案结构简单实用 , 便  于扩展 ,其 时间保持 精度将优 于经典 混合方案 。   2 校频 原理  在可驯钟 系统 中 , 频是驯频 的前 提。所谓校频 ,即是通过将被校 频标与一基准频标 的比较而对  校 被校频标 的频率进行 调整或修正 。   收稿 E :20— 2 1;修 回 日期 :20—4 3  t 期 07 1-0 080-0 作者 简介 :向渝 , ,硕士研究生 , 事时间同步技术的研究 。 男 从   维普资讯 http://www.cqvip.com 1 期  向渝等 :基 于数 字锁相环的 G S可驯钟系统研究  P 5  1 频率 ,与周期  之 间的关 系为 :   f:   :丁一 -   对 ( ) 1 式两边取 导数后 ,可得 :   越 {   d  T 1   当变化很小 时 ,可得到如下 的式子 :   AT  一 = 一 一   (   2) |   1   ( ) 中 / 2 式   ,表示相对 频偏 ,可 由对 被校频标与基准频标在不 同时刻 的时差 或相位差的测 量  得到 。根据所得到 的相对频 偏 ,可得到对 被校频标 的修正值 ,进 而改善被校频标输 出的准确度

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