基于卫星时频的高精度测频系统设计

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0 引言
频率测量领域,有许多提高频率测量精度的方法,如采用高精度晶体振荡技术、数字频率合成技术、双同步测量等。如何提高双同步测量电路的精度,我们基于GPS 接收机的高精度授时信号和数字频率合成技术,提升了双同步测量电路的测量精度,实现了频率的高精度测量。
1 基于卫星时频的高精度测频原理
基于卫星时频的高精度测频系统架构如图1所示。系统在结构上主要包括高精度标准时钟信号形成电路和双同步测量电路两部分。高精度标准时钟信号形成电路的主要原理是将GPS 接收机获得的高精度时钟信号作为数字频率合成器的输入信号,通过锁相环技术把本地频标的精度锁定在GPS 时钟脉冲信号的精度上,从而形成双同步测量电路所需的高比例混合器
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精度时钟脉冲信号。在一定条件下该时钟频率可通过软件进行调整,为更宽频率范围的测频提供保障。
完全双同步测量是当输入的待测信号fx 和标准时钟信号fg 同步时开始计数,直到下一次再次同步时结束计数,这样可完全消除计数脉冲上的±1的误差。双同步测量电路同步的实现方式有多种,可以利用相位检测技术控制同步触发,也可通过对输入信号进行逻辑运算,形成双同步闸门控制信号来实现。
图1所示双计数器进行多周期同步测量的门控信号由双同步闸门控制信号形成电路产生,当fx 与fg 两路信号同步时由双同步闸门控制信号形成电路输出闸门开启信号,两个计数器分别计数,经过一段时间T 后,两输入信号再次同步,双同步闸门控制信号形成电路输出闸门关闭信号,计数器停止计数,这样达到消除±1计数误差,实现高精度测量。
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2 系统的设计实现
2.1 高精度卫星时钟信号产生
GPS 信号接收系统主要由天线、GPS 接收器组成。本系统采取瑞士U-blox 公司的高精度时钟模块LEA-5T 来实现,该模块提供高达15ns 的补偿后时间脉冲精确度。2.1.1 GPS-G3天线
GPS-G03是一款超低功耗的 GPS
According to experimental results, high-precision detection can be achieved by this designed system. Keywords: satellite time-frequency; Dual synchronous detection; Design
基金项目:湖南省科技厅科技计划一般项目资助(2010FJ3143)资助。金属弯管
图1  基于卫星时频的高精度测频系统架构

本文发布于:2024-09-23 01:18:42,感谢您对本站的认可!

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标签:信号   高精度   电路   测量   频率   形成   时钟
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