基于GPS的恒溫晶振頻率校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
加入技術(shù)交流群
3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在衛(wèi)星信號(hào)正確接收的情況下，系統(tǒng)可以在短時(shí)間內(nèi)把恒溫晶振的頻率校準(zhǔn)到較高的準(zhǔn)確度與穩(wěn)定度上。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，恒溫晶振被調(diào)節(jié)后可以輸出更準(zhǔn)確的10MHz信號(hào)，誤差小于0．01 Hz，頻率的精度與長期穩(wěn)定性都得到明顯改善。1PPS信號(hào)沒有累計(jì)誤差，在連續(xù)不重復(fù)的201個(gè)1PPS上升沿之間，即以200 s作為閘門時(shí)間，測(cè)出恒溫晶振MV180在調(diào)控與未調(diào)控狀態(tài)時(shí)，每200 s的平均頻率偏差，圖6為部分實(shí)際測(cè)試圖，實(shí)線和虛線分別代表恒溫晶振在調(diào)控與未經(jīng)調(diào)控狀態(tài)的測(cè)試結(jié)果，其中實(shí)線部分的平均頻率偏差是-7．41x10-5Hz，均方差為3．10x10-3Hz。本文引用地址：http://m.butianyuan.cn/article/192756.htm
依照文中方案設(shè)計(jì)兩套完全獨(dú)立的系統(tǒng)，以其中一套系統(tǒng)的恒溫晶振的時(shí)鐘信號(hào)為基準(zhǔn)，每秒與另一套系統(tǒng)的恒溫晶振的時(shí)鐘信號(hào)對(duì)比一次，相位差用300 MHz的時(shí)鐘進(jìn)行量化，測(cè)量分辨力為3．3 ns，部分測(cè)試結(jié)果如圖7所示。圖7(a)顯示每秒測(cè)得的相位差；由于存在測(cè)量誤差，因此采用滑動(dòng)平均濾波的方法，在每秒測(cè)量兩套系統(tǒng)相位差的同時(shí)，計(jì)算出最近200次的平均相位差，如圖7(b)所示。表2對(duì)圖7的實(shí)際測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，7(b)中的均方差是0．68度，四分位差為O．60度，說明兩套獨(dú)立系統(tǒng)的頻率一致性很高，具有良好的穩(wěn)定度。
恒溫晶振經(jīng)過校準(zhǔn)后的頻率偏差小于0．01 Hz，在1PPS準(zhǔn)確輸出時(shí)，累加1PPS具有的100 ns誤差，授時(shí)模塊輸出的時(shí)間信息誤差小于105 ns。當(dāng)GPS接收機(jī)未正常工作時(shí)，由于恒溫晶振前期經(jīng)過頻率校準(zhǔn)和自身較高的穩(wěn)定度，在一定時(shí)間內(nèi)依然可以保證高精度的授時(shí)功能。
4 結(jié)束語
由文中的分析和詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，基于GPS的秒信號(hào)對(duì)恒溫晶振頻率偏移的自動(dòng)測(cè)量以及對(duì)晶振壓控端電壓的自動(dòng)控制，使晶振受老化和外界干擾的影響得到了明顯的抑制，能夠在較短時(shí)間內(nèi)將晶振校準(zhǔn)到較高的頻率準(zhǔn)確度上，并提高長時(shí)間的穩(wěn)定性。晶振頻率準(zhǔn)確度的顯著提高，也有利于對(duì)授時(shí)功能的設(shè)計(jì)。總之，該系統(tǒng)采用實(shí)用簡(jiǎn)便的方法達(dá)到了將恒溫晶振調(diào)整到較高指標(biāo)的目的，具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。
評(píng)論