专利名称：基于gps与恒温晶振的时钟源装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及同步控制技术领域，具体为一种基于GPS与恒温晶振的时钟源装置。
背景技术：
瞬变电磁探测法是地质探测的一种有效方法，特别适用于矿类物质勘探、地下水勘探、地下空洞探测等方面。根据时间域瞬变电磁法原理，接收机接收的是发射机断电后由地下地质体产生的纯二次�。饩鸵蠼邮栈头⑸浠匦胙细裢剑彝轿蟛钪辽傩∮贗 μ S，如此苛刻的同步精度正是瞬变电磁探测系统的关键技术之一 。由于发射机与接收机在空间上是分离的，这就需要为瞬变电磁测量系统专门设计发射机与接收机的同步控制器。目前国内外瞬变电磁探测系统实现发射机和接收机同步的方法主要为三种有线连接同步，无线通讯同步和高精度石英钟同步。这三种同步方法都有较大的弊端，有线同步在发射机与接收机相距较近时是一种经济有效的同步技术，但当发射机与接收机相距较远时，难以采用有线同步；无线通讯同步不受发射机与接收机距离的影响，是一种比较常用的方法，但易受外界环境因素干扰；高精度石英钟同步方法可靠有效，但高精度石英钟价格昂贵且预同步时间较长。
实用新型内容本实用新型的目的是提供一种基于GPS与恒温晶振的时钟源装置，配有GPS接收机和恒温晶体振荡器，二者配合，提高同步的精度和稳定性。本实用新型设计的基于GPS与恒温晶振的时钟源装置，包括恒温晶振�？楹椭骺啬？椋拱℅PS模块、窄化电路模块及从控�？椤Ｖ骺啬？榱哟涌啬？椋珿PS�？槭涑龅牧铰沸藕乓宦方尤胫骺啬？�、另一路经窄化电路�？榻尤氪涌啬？椋阄戮д衲？榻尤氪涌啬？�。主控模块接收的GPS信息在显示�？樯舷允荆⒁来巳啡螱PS定位有效。主控�？槲テ刂破鳎佑邢允灸？楹桶醇？椋砂醇？槭淙胗没璧钠德手担谙允灸？橄允綠PS的定位信息、当前输出频率以及电池电量等信息。GPS (GPS为Global Positioning System的缩写，即全球定位系统)模块为GPS接收机，接收卫星的两路秒脉冲授时信号。该秒脉冲信号与国际标准时间UTC同步，不存在累积误差，用于对从控�？榈姆制底幽？槎ㄊ备次唬ㄊ毕阄戮д竦睦刍蟛睿怪灿牍时曜际奔銾TC同步。所述恒温晶振�？槲阄戮逭竦雌�。恒温晶振�？榈暮阄戮逭竦雌饔邢辔坏缪沟鹘诙丝冢拥缥黄鳎鹘谄湎辔坏缪�。恒温晶振�？椴钠德市藕胖苯咏尤氪涌啬？椋蠳次分频，输出用户所需的同步的不同频率信号，使多台设备同步工作。窄化电路�？榻獹PS�？槭涑龅拿肼龀逍藕沤姓恚唤獹PS秒脉冲信号IOOms的方波信号变为固定宽度达到200ns的窄脉冲，以供从控�？榈姆制底幽？槭褂�。从控 模块的主芯片为CPLD (Complex Programmable Logic Device的缩写，即复杂可编程逻辑器件控制器)芯片。从控�？榘ǚ制底幽？楹统炭仄德什幽？�。程控频率产生子�？槭紫雀葜骺啬？榇屠吹挠没德恃≡裥藕排卸虾阄戮д衲？槭淙氲钠德市藕欧制荡问腋軬PS秒脉冲信号定时对分频子�？榻懈次唬怪牍时曜际奔渫�。从控�？榛菇佑兴孕藕疟浠荒？椋葱枰涑鏊圆ㄐ藕�。恒温晶振�？榛菇佑芯д褡缘髡？椋盙PS�？槎ㄎ晃扌ё刺拢珊阄戮д衲？椴肼龀逍藕爬创鍳PS信号，保持高精度输出。晶振自调整�？槊縄 2小时对恒温晶体振荡器进行一次复位调整，以避免恒温晶体振荡器本身存在的累积误差对本时钟装置精度的影响。本实用新型提供的基于GPS与恒温晶振的时钟源装置使用时，先对恒温晶振�？榈暮阄戮逭竦雌鹘邢辔坏缪苟ū辏鹘诤阄戮д衲？榈暮阄戮逭竦雌飨辔坏缪沟鹘诙丝谒拥牡缥黄鳎�2台时钟装置的恒温晶体振荡器相位误差小于I μ s ;GPS�？橛晌佬墙邮帐谑毙藕牛獹PS秒脉冲信号送入主控模块和窄化电路�？椋挥砂醇？橄蛑骺啬？槭淙胙≡竦钠德市藕牛徽缏纺？榻獹PS秒脉冲信号进行窄化处理，并输出到从控�？椋缓阄戮д衲？槭涑�10MHZ时钟频率信号到从控�？椋淮涌啬？槎訥PS秒脉冲信号进行计数每检测到8个秒脉冲则对分频�？橹葱幸淮胃次徊僮鳎�8秒对钟复位一次，即可准确产生小于IHz的频率信号。主控�？榻德恃≡裥藕攀淙氲酱涌啬？椋淮涌啬？槎悦肼龀逍藕�、恒温晶振时钟信号和主控�？樘峁┑钠德恃≡裥藕沤写恚涑鲂枰钠德市藕�。本实用新型基于GPS与恒温晶振的时钟源装置的优点为1、GPS接收机在定位情况下输出的秒脉冲信号具有极高的精度和稳定度，且不受距离及地形影响；而恒温晶体振荡器在短期内能保持很高的稳定度，不易受外界条件干扰；二者结合使时钟源装置输出频率精密同步在GPS接收机输出的秒脉冲上，也就是说使频率信号与世界协调时间UTC(Universal Time Coordinated, UTC)时间保持同步，消除了恒温晶体振荡器的累积误差，输出的同步信号频率相位偏移误差小于100ns ;2、当GPS�？椴荒芸煽慷ㄎ皇保珊阄戮д衲？榭墒涑雒肼龀宕鍳PS信号，保持本装置的同步输出，在GPS定位无效情况下，其频率精度能够维持在I μ s范围内持续时间在5个小时以内，解决了实际瞬变电磁探测中GPS的短时间失效问题；3、恒温晶振自调整�？榭啥院阄戮д衲？槎ㄊ钡髡次唬淅刍蟛睿Ｖな涑鲂藕诺耐骄龋�4、可对输出信号进行双极性变换，满足瞬变电磁探测中采用双极性波信号的要求；5、适应于瞬变电磁探测领域以及CDMA和各种对时间频率要求苛刻的仪器、仪表和系统。
图I为本基于GPS与恒温晶振的时钟源装置实施例结构框图
具体实施方式
基于GPS与恒温晶振的时钟源装置实施例的主要结构如图I所示，包括GPS�？�、窄化电路�？�、恒温晶振�？�、晶振自调整�？椤⒅骺啬？�、从控�？楹退孕藕疟浠荒？�。主控�？榱哟涌啬？椋珿PS�？槭涑龅牧铰沸藕乓宦方尤胫骺啬？�、另一路经窄化电路�？榻尤氪涌啬？椋阄戮д衲？榻尤氪涌啬？�。恒温晶振�？榱泳д褡缘髡？�。从控�？榛沽铀孕藕疟浠荒？�。图右的2个指向右方的箭头表示输出信号，即用户选定的同步的不同频率信号和双极性信号。 本例主控�？槲テ刂破鳎佑邢允灸？楹桶醇？�。本例从控�？榈闹餍酒狢PLD芯片，包括分频子�？楹统炭仄德什幽？椤PS�？槲狦PS接收机，支持对严格定位要求的应用提供精确授时服务；在静态运行状态可以在只有一颗卫星的情况下进行GPS授时服务，减少了由于定位错误而可能造成的授时错误；同时该GPS�？槭褂昧炕蟛钚畔⒉钩ナ甭龅牧炕蟛睿瓤筛叽�15ns。在GPS有效定位的情况下，该GPS�？槟芄皇涑隽铰访肼龀逍藕牛腋眯藕磐焦时曜际奔銾TC,不存在累积误差；本例中GPS秒脉冲时间信息是用于驯服恒温晶振�？榈摹安握盏恪保诿看蜧PS秒脉冲信号到来时，从控模块计数，每8秒以此信号定时消除恒温晶振�？榈睦刍蟛睿贡纠氖敝釉淳却锏�100ns。本例的恒温晶振模块采用标称10，000, OOOHz的恒温晶体振荡器，其温度稳定度可高达±5*10_n，老化率可低至5*10_9年，且对周围环境的变化敏感度很低。本例恒温晶振�？榈暮阄戮逭竦雌饔薪拥缥黄鞯南辔坏缪沟鹘诙丝�。上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
权利要求1.基于GPS与恒温晶振的时钟源装置，包括恒温晶振�？楹椭骺啬？椋涮卣髟谟� 还包括GPS�？�、窄化电路�？榧按涌啬？椋恢骺啬？榱哟涌啬？椋珿PS�？槭涑龅牧铰沸藕乓宦方尤胫骺啬？椤⒘硪宦肪缏纺？榻尤氪涌啬？椋阄戮д衲？榻尤氪涌啬？椋� 主控�？槲テ刂破鳎佑邢允灸？楹桶醇？椋� GPS�？槲邮瘴佬堑牧铰访肼龀迨谑毙藕诺腉PS接收机； 所述恒温晶振�？槲阄戮逭竦雌鳌�
2.根据权利要求I所述的基于GPS与恒温晶振的时钟源装置，其特征在于 所述恒温晶振�？榈暮阄戮逭竦雌饔邢辔坏缪沟鹘诙丝冢拥缥黄�。
3.根据权利要求I或2所述的基于GPS与恒温晶振的时钟源装置，其特征在于 所述从控�？榈闹餍酒狢PLD芯片，包括分频子�？楹统炭仄德什幽？�。
4.根据权利要求I所述的基于GPS与恒温晶振的时钟源装置，其特征在于 所述从控�？榛菇佑兴孕藕疟浠荒？�。
5.根据权利要求I或2所述的基于GPS与恒温晶振的时钟源装置，其特征在于 所述恒温晶振�？榛菇佑芯д褡缘髡？�。
专利摘要本实用新型为基于GPS与恒温晶振的时钟源装置，包括恒温晶振�？�、主控�？�、GPS�？椤⒄缏纺？榧按涌啬？�。主控�？榻哟涌啬？椋珿PS�？槭涑鲆宦方又骺啬？�、另一路经窄化电路�？榻哟涌啬？椋阄戮д衲？榻哟涌啬？�。GPS模块接收卫星秒脉冲信号，从控�？榫荽硕云淠诘姆制底幽？槎ㄊ备次唬阄戮д竦睦刍蟛�。从控�？榛菇佑兴孕藕疟浠荒？椋墒涑鏊孕藕�。恒温晶振�？榛菇佑芯д褡缘髡？椋盙PS的短时间失效，自调整模块可对恒温晶振模块定时调整复位，保证输出信号的同步精度。本装置GPS结合恒温晶振使频率信号与UTC同步，相位误差小于100ns，输出用户所需的同步的不同频率信号，使多台设备同步工作。
文档编号G01S19/14GK202364237SQ20112041732
公开日2012年8月1日 申请日期2011年10月28日 优先权日2011年10月28日
发明者叶金才, 张超凡, 杨永寿, 王国富, 邓鹏 , 郑春强, 闫海明 申请人:桂林电子科技大学
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