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基于GPS校准晶振的高精度时钟的设计

http://www.ec.hc360.com2012年09月28日17:20 来源:电子工程世界T|T

    摘要:文章结合高精度晶振无随机误差和GPS秒时钟无累计误差的特点,采用GPS测量监控技术,对高精度晶体振荡器的输出频率进行精密测量和调节,使晶振的输出频率同步在GPS系统上,从而提供高精度的时钟信号。根据此方法研制了具有高性价比的高精度时钟发生装置,并成功的应用于通信系统中。

    0 引言

    本文结合GPS的长期稳定性校准晶振频率,采用GPS测量监控技术,对晶体振荡器的输出频率进行精密测量和调节,使晶振的输出频率同步在GPS系统上,提供高精度的时间频率基准信号。

    1 高精度GPS校准晶振时钟设计中应注意的问题

    GPS秒脉冲的高精度是统计意义下的,对一个具体的秒脉冲,其偏差可能达到200ns,另外,GPS接收机短期失锁、卫星试验、电磁干扰等因素,都可能造成秒脉冲的失真,如果直接使用GPS的秒脉冲信号来校准时钟,其精度只有2×10-7,因此,不能直接使用秒脉冲信号作为高精度的时钟信号。但可以根据GPS秒时钟没有累计误差的特点,来校准晶振。控制系统选择一个合适的时间长度来校准晶振,晶振越稳定,校准的时间长度就可以越长。根据以上所述,设计高精度的GPS校准晶振时钟需要注意以下几个方面:

    (1)消除GPS伪秒脉冲,由于GPS秒脉冲在传递过程中可能受外部电磁干扰而夹杂着伪脉冲,为避免处理器误判断,应予屏蔽。

    (2)使用高稳定度晶振,以获取高精度的时钟。

    (3)选用合理的算法,用GPS时钟的长期稳定性(即没有累计误差)来校准晶振时钟,并及时对晶振进行调整。

    

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