一種時間設備的控制方法及時間設備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種時間設備的控制方法及時間設備，屬于原子頻標【技術領域】。所述方法包括：壓控晶振輸出原始頻率信號；電子線路對原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號；物理系統(tǒng)對微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號；伺服模塊對光檢信號進行同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓；GPS接收機接收GPS秒脈沖信號，對GPS秒脈沖信號進行倍頻，得到GPS同步信號；DDS分頻模塊將原始頻率信號分頻為與GPS同步信號頻率相等的頻率信號；相位累積模塊在GPS秒脈沖信號為高電平時，對GPS同步信號與分頻后的信號之間的相位差進行累加；伺服模塊根據(jù)累加后的相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓。本發(fā)明提高了調(diào)整的準確度和穩(wěn)定度。
【專利說明】-種時間設備的控制方法及時間設備

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明設及原子頻標【技術領域】，特別設及一種時間設備的控制方法及時間設備。

【背景技術】
[0002] 原子頻標是提供標準頻率和時間的設備。鋼原子頻標因其具有體積小、低功耗和 較好的抗惡劣環(huán)境的能力，而成為應用最廣泛的一種原子頻標。它同時具有較好的指標，能 滿足絕大多數(shù)軍用和民用工程的需要，具體可用于預警機、戰(zhàn)機、電子對抗、第=代移動通 信技術網(wǎng)絡和電力監(jiān)控等工程領域。
[0003] 現(xiàn)有的原子頻標包括壓控晶振、物理系統(tǒng)、電子線路、W及伺服模塊。其中，壓控晶 振用于輸出原始頻率信號；電子線路用于對原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢 信號；物理系統(tǒng)用于對微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號；伺服模塊用于對光檢信號 進行選頻放大、方波整形、W及同步鑒相，產(chǎn)生糾偏電壓作用于壓控晶振，W調(diào)整壓控晶振 的輸出頻率；通過上述結構單元，最終將壓控晶振的輸出頻率鎖定在原子基態(tài)超精細0-0 中屯、頻率上。
[0004] 在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術至少存在W下問題：
[0005] 伺服模塊只是根據(jù)光檢信號調(diào)整壓控晶振的輸出頻率，準確度和穩(wěn)定度還有待提 局。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 為了解決現(xiàn)有技術準確度和穩(wěn)定度還有待提高的問題，本發(fā)明實施例提供了一種 時間設備的控制方法及時間設備。所述技術方案如下：
[0007] 一方面，本發(fā)明實施例提供了一種時間設備的控制方法，所述控制方法包括：
[000引壓控晶振輸出原始頻率信號；
[0009] 電子線路對所述原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號；
[0010] 物理系統(tǒng)對所述微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號；
[0011] 伺服模塊對所述光檢信號進行選頻放大、方波整形、W及同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏 電壓作用于所述壓控晶振；
[0012] 全球定位系統(tǒng)GI^S接收機接收GI^S秒脈沖信號，對所述GI^S秒脈沖信號進行倍頻， 得到GPS同步信號；
[0013] 直接數(shù)字式頻率合成器DDS分頻模塊將所述原始頻率信號分頻為與所述GI^S同步 信號頻率相等的頻率信號；
[0014] 相位累積模塊在所述GI^S秒脈沖信號為高電平時，對所述GPS同步信號與分頻后 的信號之間的相位差進行累加；
[0015] 所述伺服模塊根據(jù)累加后的所述相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述壓控晶 振。
[0016] 在本發(fā)明一種可能的實現(xiàn)方式中，所述相位累積模塊在所述GI^S秒脈沖信號為高 電平時，對所述GPS同步信號與分頻后的信號之間的相位差進行累加，包括：
[0017] 所述相位累積模塊W所述Gl^s秒脈沖信號的高電平開始后分頻后的信號的第一 個上升沿為起點，所述高電平結束后分頻后的信號的第一個上升沿為終點，對所述GPS同 步信號與分頻后的信號之間的相位差進行累加。
[0018] 在本發(fā)明另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述伺服模塊根據(jù)所述相位差，產(chǎn)生第二糾 偏電壓作用于所述壓控晶振，包括：
[0019] 所述伺服模塊將2* 31除W累加后的所述相位差為0時的所述Gl^s秒脈沖信號的 高電平從開始到結束的次數(shù)與所述GI^S秒脈沖信號的高電平從開始到結束的時間相乘的 結果，得到所述GPS同步信號與所述分頻后的信號之間的頻率差；
[0020] 所述伺服模塊將所述頻率差除W設定的壓控晶振的壓控斜率值的結果作為電壓 值，產(chǎn)生所述電壓值的第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0021] 在本發(fā)明又一種可能的實現(xiàn)方式中，所述控制方法還包括：
[0022] 當所述伺服模塊上一次作用于所述壓控晶振的總電壓與本次產(chǎn)生的所述第一糾 偏電壓的值之和超過設定的范圍時，所述伺服模塊本次將上一次作用于所述壓控晶振的總 電壓作用于所述壓控晶振；
[0023] 當所述伺服模塊上一次作用于所述壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的所述第一 糾偏電壓的值之和在所述設定的范圍內(nèi)時，所述伺服模塊本次將上一次作用于所述壓控晶 振的總電壓與本次產(chǎn)生的所述第一糾偏電壓同時作用于所述壓控晶振。
[0024] 在本發(fā)明又一種可能的實現(xiàn)方式中，所述控制方法還包括：
[0025] 所述伺服模塊每隔設定的時間根據(jù)設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取當前時間對 應的壓控晶振的漂移值；
[0026] 所述伺服模塊根據(jù)所述漂移值，產(chǎn)生第=糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0027] 另一方面，本發(fā)明實施例提供了一種時間設備，所述時間設備包括：
[002引壓控晶振，用于輸出原始頻率信號；
[0029] 電子線路，用于對所述原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號；
[0030] 物理系統(tǒng)，用于對所述微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號；
[0031] 伺服模塊，用于對所述光檢信號進行選頻放大、方波整形、W及同步鑒相，產(chǎn)生第 一糾偏電壓作用于所述壓控晶振；
[0032] 全球定位系統(tǒng)GI^S接收機，用于接收GI^S秒脈沖信號，對所述GI^S秒脈沖信號進行 倍頻，得到GPS同步信號；
[0033] 直接數(shù)字式頻率合成器DDS分頻模塊，用于將所述原始頻率信號分頻為與所述 GPS同步信號頻率相等的頻率信號；
[0034] 相位累積模塊，用于在所述GI^S秒脈沖信號為高電平時，對所述GI^S同步信號與分 頻后的信號之間的相位差進行累加；
[0035] 所述伺服模塊還用于，根據(jù)累加后的所述相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述 壓控晶振。
[0036] 在本發(fā)明一種可能的實現(xiàn)方式中，所述相位累積模塊用于，
[0037] W所述GPS秒脈沖信號的高電平開始后分頻后的信號的第一個上升沿為起點，所 述高電平結束后分頻后的信號的第一個上升沿為終點，對所述GPS同步信號與分頻后的信 號之間的相位差進行累加。
[003引在本發(fā)明另一種可能的實現(xiàn)方式中，所述伺服模塊用于，
[0039] 將2* 31除W累加后的所述相位差為0時的所述GI^S秒脈沖信號的高電平從開始 到結束的次數(shù)與所述GI^S秒脈沖信號的高電平從開始到結束的時間相乘的結果，得到所述 GPS同步信號與所述分頻后的信號之間的頻率差；
[0040] 將所述頻率差除W設定的壓控晶振的壓控斜率值的結果作為電壓值，產(chǎn)生所述電 壓值的第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0041] 在本發(fā)明又一種可能的實現(xiàn)方式中，所述伺服模塊還用于，
[0042] 當所述伺服模塊上一次作用于所述壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的所述第一 糾偏電壓的值之和超過設定的范圍時，本次將上一次作用于所述壓控晶振的總電壓作用于 所述壓控晶振；
[0043] 當所述伺服模塊上一次作用于所述壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的所述第一 糾偏電壓的值之和在所述設定的范圍內(nèi)時，本次將上一次作用于所述壓控晶振的總電壓與 本次產(chǎn)生的所述第一糾偏電壓同時作用于所述壓控晶振。
[0044] 在本發(fā)明又一種可能的實現(xiàn)方式中，所述伺服模塊還用于，
[0045] 每隔設定的時間根據(jù)設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取當前時間對應的壓控晶振 的漂移值；
[0046] 根據(jù)所述漂移值，產(chǎn)生第=糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
[0047] 本發(fā)明實施例提供的技術方案帶來的有益效果是：
[0048] 通過全球定位系統(tǒng)GI^S接收機接收GI^S秒脈沖信號，對GI^S秒脈沖信號進行倍頻， 得到GPS同步信號，直接數(shù)字式頻率合成器DDS分頻模塊將原始頻率信號分頻為與GPS同 步信號頻率相等的頻率信號，相位累積模塊在GI^S秒脈沖信號為高電平時，對GI^S同步信號 與分頻后的信號之間的相位差進行累加，伺服模塊根據(jù)相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于 壓控晶振，提高了對壓控晶振的輸出頻率調(diào)整的準確度和穩(wěn)定度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0049] 為了更清楚地說明本發(fā)明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使 用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于 本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可W根據(jù)該些附圖獲得其他 的附圖。
[0化0] 圖1是本發(fā)明實施例一提供的一種時間設備的控制方法的流程圖；
[0051] 圖2是本發(fā)明實施例一提供的累積開始和結束的示意圖；
[0化2] 圖3是本發(fā)明實施例一提供的原始頻率信號頻率控制的示意圖；
[0053] 圖4是本發(fā)明實施例一提供的伺服模塊對壓控晶振的控制原理圖；
[0化4] 圖5是本發(fā)明實施例二提供的一種時間設備的結構示意圖；
[0055] 圖6是本發(fā)明實施例二提供的DDS分頻模塊的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0化6] 為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結合附圖對本發(fā)明實施方 式作進一步地詳細描述。
[0化7] 實施例一
[005引本發(fā)明實施例提供了一種時間設備的控制方法，該時間設備可W為原子頻標，參 見圖1，該控制方法包括：
[0化9] 步驟101 ;壓控晶振輸出原始頻率信號。
[0060] 步驟102 ;電子線路對原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號。
[0061] 在本實施例的一種實現(xiàn)方式中，該步驟102可W包括：
[0062] 電子線路中的綜合模塊產(chǎn)生綜合調(diào)制信號；
[0063] 電子線路中的微波倍混頻模塊對原始頻率信號和綜合調(diào)制信號同時進行倍頻和 混頻，產(chǎn)生微波探詢信號。
[0064] 在本實施例的另一種實現(xiàn)方式中，在步驟102之前，該控制方法還可W包括：
[0065] 電子線路中的隔離放大器隔離和放大原始頻率信號。
[0066] 步驟103 ;物理系統(tǒng)對微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號。
[0067] 步驟104 ;伺服模塊對所光檢信號進行選頻放大、方波整形、W及同步鑒相，產(chǎn)生 第一糾偏電壓作用于壓控晶振。
[0068] 步驟105 ;全球定位系統(tǒng)（Global化sitioning System, GP巧接收機接收GPS秒 脈沖信號，對GI^S秒脈沖信號進行倍頻，得到GPS同步信號。
[0069] 具體地，GPS秒脈沖信號的頻率為IHz，例如，GPS同步信號的頻率可W為1曲Z，則 倍頻數(shù)為1000。
[0070] 步驟106 ;直接數(shù)字式頻率合成器值irect Digital Synthesizer,孤巧分頻模塊 將原始頻率信號分頻為與GPS同步信號頻率相等的頻率信號。該步驟106與步驟105同時 執(zhí)行。
[0071] 步驟107 ;相位累積模塊在GPS秒脈沖信號為高電平時，對GPS同步信號與分頻后 的信號之間的相位差進行累加。
[0072] 可W理解地，隨著時間的推進，GPS同步信號與分頻后的信號之間的相位差在不斷 增加，該步驟107中只采用GI^S秒脈沖信號為高電平時增加的相位差進行累加，而對GI^S秒 脈沖信號為低電平時增加的相位差不進行處理。
[0073] 在本實施例的又一種實現(xiàn)方式中，該步驟107可W包括：
[0074] 相位累積模塊W GI^S秒脈沖信號的高電平開始后分頻后的信號的第一個上升沿 為起點，高電平結束后分頻后的信號的第一個上升沿為終點，對GPS同步信號與分頻后的 信號之間的相位差進行累加。
[0075] 步驟108 ;伺服模塊根據(jù)累加后的相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振。該 步驟108可W與步驟104同時執(zhí)行。
[0076] 在具體實現(xiàn)中，伺服模塊可W包括微控制器和壓控控制單元，微控制器用于根據(jù) 輸入伺服模塊的參數(shù)值進行計算并產(chǎn)生相應的控制指令，壓控控制單元?？诟鶕?jù)微處理器 的控制指令進行電壓轉換并輸出相應的直流電壓信號。
[0077] 在本實施例的又一種實現(xiàn)方式中，該步驟108可W包括：
[007引伺服模塊將2* 31除W累加后的相位差為0時的GI^S秒脈沖信號的高電平從開始 到結束的次數(shù)與GI^S秒脈沖信號的高電平從開始到結束的時間相乘的結果，得到GPS同步 信號與分頻后的信號之間的頻率差；
[0079] 伺服模塊將頻率差除W設定的壓控晶振的壓控斜率值的結果作為電壓值，產(chǎn)生該 電壓值的第二糾偏電壓作用于壓控晶振。
[0080] 在實際應用中，參見圖2,在衛(wèi)星秒脈沖閩口信號（即GI^S秒脈沖信號）的高電平 到來之后，當分頻后的信號的第一個脈沖的上升沿到來時，使相位累積模塊有效，相位累積 模塊開始對GI^S同步信號與分頻后的信號之間的相位差進行累加。在衛(wèi)星秒脈沖閩口信號 (即GPS秒脈沖信號）的高電平離開之后，當分頻后的信號的第一個脈沖的上升沿到來時， 使相位累積模塊停止累積，伺服模塊此時判斷累加后的相位差是否為0。該里使能信號（實 際閩口信號）的時間寬度恰好等于分頻后的信號的完整周期數(shù)。
[0081] GI^S秒脈沖信號的頻率為IHz，即周期T = Is,也就是說，伺服模塊在每一次相位累 加了 T= Is后判斷累加后的相位差是否為0。當經(jīng)過M次T= Is后，若此時累加后的相位 差為0,則伺服模塊可W按照現(xiàn)有的相位差-頻差轉換理論，確定GPS同步信號與分頻后的 信號之間的頻率差（即2* 31 / (M*T))，再按照設定的壓控晶振的壓控斜率值，將頻率差轉換 為第二糾偏電壓（電壓值為頻率差/壓控斜率值），即可作用于壓控晶振，控制壓控晶振的 輸出頻率。
[0082] 在具體實現(xiàn)中，伺服模塊中設有存儲器，設定的壓控晶振的壓控斜率值（即壓控 晶振的輸出頻率與壓控晶振受到的直流電壓的比值）一般由壓控晶振的供應廠商提供，進 而存儲在存儲器中。
[0083] 在本實施例的又一種實現(xiàn)方式中，該控制方法還可W包括：
[0084] 當伺服模塊上一次作用于壓控晶振的總電壓與本次產(chǎn)生的第一糾偏電壓的值之 和超過設定的范圍時，伺服模塊本次將上一次作用于壓控晶振的總電壓作用于壓控晶振；
[0085] 當伺服模塊上一次作用于壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的第一糾偏電壓的值 之和在設定的范圍內(nèi)時，伺服模塊本次將上一次作用于壓控晶振的總電壓與本次產(chǎn)生的第 一糾偏電壓同時作用于壓控晶振。
[0086] 可W理解地，參見圖3,曲線表示壓控晶振的輸出頻率隨時間的變化，壓控晶振的 輸出頻率可能會出現(xiàn)較大的波動點（兩條粗線分別表示頻率波動的上限和下限），該對于 一些對頻率絕對值要求苛刻的場合（例如導彈制導、GI^S導航）是極其不利的，所W需要將 壓控晶振的輸出頻率限制在矩形框所示的預定的頻率范圍內(nèi)。
[0087] 將圖中預定的頻率范圍，按照設定的壓控晶振的壓控斜率值，轉換為相應的電壓 范圍，即為上述實現(xiàn)方式判斷時所用的設定的范圍。
[008引在本實施例的又一種實現(xiàn)方式中，該控制方法還可W包括：
[0089] 伺服模塊每隔設定的時間根據(jù)設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取當前時間對應的 壓控晶振的漂移值；
[0090] 伺服模塊根據(jù)漂移值，產(chǎn)生第S糾偏電壓作用于壓控晶振。
[0091] 具體地，設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)也由壓控晶振的廠商提供。
[0092] 例如，設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)為-2. 7E-9/天，設定的壓控晶振的壓控斜率值 為1E-7/V，每天產(chǎn)生的第立糾偏電壓為+27mV，即lE-7/V*27mV = +2. 7E-9,從而補償偏移引 起的變化。
[0093] 可W理解地，參見圖4,本實施例對壓控晶振分別進行了 =個控制，第一個控制與 現(xiàn)有的基本相同，是通過電子線路對原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號，物 理系統(tǒng)對微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號，W及伺服模塊對光檢信號進行選頻放大、 方波整形、W及同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓作用于壓控晶振實現(xiàn)的。不同之處在于，伺服 模塊對壓控晶振的調(diào)節(jié)范圍不能超過設定的范圍。第二個控制是通過GI^S接收機接收GPS 秒脈沖信號，對GI^S秒脈沖信號進行倍頻，得到GPS同步信號，DDS分頻模塊將原始頻率信 號分頻為與GPS同步信號頻率相等的頻率信號，相位累積模塊在GI^S秒脈沖信號為高電平 時，對GPS同步信號與分頻后的信號之間的相位差進行累加，伺服模塊根據(jù)相位差，產(chǎn)生第 二糾偏電壓作用于壓控晶振實現(xiàn)的。第=個控制針對原子頻標由于老化而產(chǎn)生的漂移產(chǎn)生 的，是通過伺服模塊先根據(jù)計算周期總數(shù)和設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取壓控晶振的 漂移值，再根據(jù)漂移值產(chǎn)生第=糾偏電壓作用于壓控晶振實現(xiàn)的。在第一糾偏電壓、第二糾 偏電壓、W及第立糾偏電壓產(chǎn)生之后，將第一糾偏電壓、第二糾偏電壓、W及第立糾偏電壓 =者相加之后作用于壓控晶振，從而將壓控晶振的輸出頻率鎖定在原子基態(tài)超精細0-0中 屯、頻率上。
[0094] 本發(fā)明實施例通過GI^S接收機接收GI^S秒脈沖信號，對GI^S秒脈沖信號進行倍頻， 得到GPS同步信號，DDS分頻模塊將原始頻率信號分頻為與GPS同步信號頻率相等的頻率 信號，相位累積模塊在GI^S秒脈沖信號為高電平時，對GI^S同步信號與分頻后的信號之間的 相位差進行累加，伺服模塊根據(jù)相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振，提高了對壓控 晶振的輸出頻率調(diào)整的準確度和穩(wěn)定度。而且，通過當伺服模塊上一次作用于壓控晶振的 總電壓與本次產(chǎn)生的第一糾偏電壓的值之和超過設定的范圍時，伺服模塊本次只將上一次 作用于壓控晶振的總電壓作用于壓控晶振，進一步提高了對壓控晶振的輸出頻率調(diào)整的穩(wěn) 定度。另外，伺服模塊每隔設定的時間根據(jù)設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取當前時間對應 的壓控晶振的漂移值，并根據(jù)漂移值，產(chǎn)生第=糾偏電壓作用于壓控晶振，進一步提高了對 壓控晶振的輸出頻率調(diào)整的準確度。
[00巧]實施例二
[0096] 本發(fā)明實施例提供了一種時間設備，該時間設備可W為原子頻標，參見圖5,該時 間設備包括：
[0097] 壓控晶振201，用于輸出原始頻率信號；
[009引電子線路202,用于對原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號；
[0099] 物理系統(tǒng)203,用于對微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號；
[0100] 伺服模塊204,用于對光檢信號進行選頻放大、方波整形、W及同步鑒相，產(chǎn)生第一 糾偏電壓作用于壓控晶振；
[0101] Gl^s接收機205,用于接收GI^S秒脈沖信號，對GI^S秒脈沖信號進行倍頻，得到GPS 同步信號；
[0102] DDS分頻模塊206,用于將原始頻率信號分頻為與GI^S同步信號頻率相等的頻率信 號；
[0103] 相位累積模塊207,用于在GI^S秒脈沖信號為高電平時，對GPS同步信號與分頻后 的信號之間的相位差進行累加；
[0104] 伺服模塊204還用于，根據(jù)累加后的相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振。 [01化]在本實施例的一種實現(xiàn)方式中，參見圖6, DDS分頻模塊206可W包括：
[0106] 走時計數(shù)器2061，用于分別w參考信號為時基信號，測量原始頻率信號的頻率 值；
[0107] 單片機2062,用于分別根據(jù)原始頻率信號的頻率值，確定原始頻率信號分頻為與 GPS同步信號頻率相等的頻率信號的分頻值；
[0108] DDS 2063,用于按照分頻值對原始頻率信號進行分頻。
[0109] 在實際應用中，DDS分頻模塊206還可W包括鎖存器2064、隔離放大器2065、W及 濾波器2066中的一個或多個。鎖存器2064對走時計數(shù)器2061輸出的信號進行取樣，隔離 放大器2065對輸入DDS分頻模塊206的信號進行隔離和放大，濾波器2066對DDS分頻模 塊206輸出的信號進行濾波。
[0110] 原始頻率信號一路送至走時計數(shù)器2061進行粗頻率測量（即W參考信號為時基 信號，測量分頻后的信號的頻率值），單片機2062讀取鎖存器2064對走時計數(shù)器2061取樣 的數(shù)值后，記錄下此時的頻率數(shù)值，即為原始頻率信號的粗頻率值F。
[0111] 原始頻率信號另一路被送至DDS 2063的外部時鐘輸入端，作為DDS 2063工作時 的參考時鐘。同時DDS 2063的外部通訊端口連接至單片機2062,單片機2062按照如下公 式計算得到與DDS 2062通訊用的分頻數(shù)值： 24* X /
[0112] D =--L- F
[0113] 其中，F(xiàn)為通過走時計數(shù)器2061計數(shù)、單片機2062運算得到的本地時鐘的輸出信 號的粗頻率值，f取IKHz (GI^S同步信號的頻率為IKHz)，并通過串行通訊時序?qū)⑺玫木唧w 分頻數(shù)值寫入DDS 2063緩存區(qū)，經(jīng)DDS 2063后得到與GI^S同步信號頻率相等的頻率信號。 實驗證明，采用本實施例提供的DDS分頻模塊得到的頻率信號與GPS同步信號頻率可W實 現(xiàn)盡可能的接近。
[0114] 在本實施例的另一種實現(xiàn)方式中，相位累積模塊207可W用于，
[0115] W GI^S秒脈沖信號的高電平開始后分頻后的信號的第一個上升沿為起點，高電平 結束后分頻后的信號的第一個上升沿為終點，對GPS同步信號與分頻后的信號之間的相位 差進行累加。
[0116] 在本實施例的又一種實現(xiàn)方式中，伺服模塊204可W用于，
[0117] 將2* 31除W累加后的相位差為0時的GPS秒脈沖信號的高電平從開始到結束的 次數(shù)與GI^S秒脈沖信號的高電平從開始到結束的時間相乘的結果，得到GPS同步信號與分 頻后的信號之間的頻率差；
[0118] 將頻率差除W設定的壓控晶振的壓控斜率值的結果作為電壓值，產(chǎn)生該電壓值的 第二糾偏電壓作用于壓控晶振。
[0119] 在本實施例的又一種實現(xiàn)方式中，伺服模塊204還可W用于，
[0120] 當伺服模塊上一次作用于壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的第一糾偏電壓的值 之和超過設定的范圍時，本次將上一次作用于壓控晶振的總電壓作用于壓控晶振；
[0121] 當伺服模塊上一次作用于壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的第一糾偏電壓的值 之和在設定的范圍內(nèi)時，本次將上一次作用于壓控晶振的總電壓與本次產(chǎn)生的第一糾偏電 壓同時作用于壓控晶振。
[0122] 在本實施例的又一種實現(xiàn)方式中，伺服模塊204還可W用于，
[0123] 每隔設定的時間根據(jù)設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取當前時間對應的壓控晶振 的漂移值；
[0124] 根據(jù)漂移值，產(chǎn)生第S糾偏電壓作用于壓控晶振。
[01巧]本發(fā)明實施例通過GI^S接收機接收GI^S秒脈沖信號，對GI^S秒脈沖信號進行倍頻， 得到GPS同步信號，DDS分頻模塊將原始頻率信號分頻為與GPS同步信號頻率相等的頻率 信號，相位累積模塊在GI^S秒脈沖信號為高電平時，對GI^S同步信號與分頻后的信號之間的 相位差，伺服模塊根據(jù)相位差進行累加，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于壓控晶振，提高了對壓控 晶振的輸出頻率調(diào)整的準確度和穩(wěn)定度。而且，通過當伺服模塊上一次作用于壓控晶振的 總電壓與本次產(chǎn)生的第一糾偏電壓的值之和超過設定的范圍時，伺服模塊本次只將上一次 作用于壓控晶振的總電壓作用于壓控晶振，進一步提高了對壓控晶振的輸出頻率調(diào)整的穩(wěn) 定度。另外，伺服模塊每隔設定的時間根據(jù)設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取當前時間對應 的壓控晶振的漂移值，并根據(jù)漂移值，產(chǎn)生第=糾偏電壓作用于壓控晶振，進一步提高了對 壓控晶振的輸出頻率調(diào)整的準確度。
[01%] 需要說明的是：上述實施例提供的時間設備在實現(xiàn)時，僅W上述各功能模塊的劃 分進行舉例說明，實際應用中，可W根據(jù)需要而將上述功能分配由不同的功能模塊完成，即 將時間設備的內(nèi)部結構劃分成不同的功能模塊，W完成W上描述的全部或者部分功能。另 夕F，上述實施例提供的時間設備與時間設備的控制方法實施例屬于同一構思，其具體實現(xiàn) 過程詳見方法實施例，該里不再寶述。
[0127] 上述本發(fā)明實施例序號僅僅為了描述，不代表實施例的優(yōu)劣。
[0128] 本領域普通技術人員可W理解實現(xiàn)上述實施例的全部或部分步驟可W通過硬件 來完成，也可W通過程序來指令相關的硬件完成，所述的程序可W存儲于一種計算機可讀 存儲介質(zhì)中，上述提到的存儲介質(zhì)可W是只讀存儲器，磁盤或光盤等。
[0129] W上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用W限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和 原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
【權利要求】
1. 一種時間設備的控制方法，其特征在于，所述控制方法包括： 壓控晶振輸出原始頻率信號； 電子線路對所述原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號； 物理系統(tǒng)對所述微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號； 伺服模塊對所述光檢信號進行選頻放大、方波整形、以及同步鑒相，產(chǎn)生第一糾偏電壓 作用于所述壓控晶振； 其特征在于，所述控制方法還包括： 全球定位系統(tǒng)GPS接收機接收GPS秒脈沖信號，對所述GPS秒脈沖信號進行倍頻，得到 GPS同步信號； 直接數(shù)字式頻率合成器DDS分頻模塊將所述原始頻率信號分頻為與所述GPS同步信號 頻率相等的頻率信號； 相位累積模塊在所述GPS秒脈沖信號為高電平時，對所述GPS同步信號與分頻后的信 號之間的相位差進行累加； 所述伺服模塊根據(jù)累加后的所述相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
2. 根據(jù)權利要求1所述的控制方法，其特征在于，所述相位累積模塊在所述GPS秒脈沖 信號為高電平時，對所述GPS同步信號與分頻后的信號之間的相位差進行累加，包括： 所述相位累積模塊以所述GPS秒脈沖信號的高電平開始后分頻后的信號的第一個上 升沿為起點，所述高電平結束后分頻后的信號的第一個上升沿為終點，對所述GPS同步信 號與分頻后的信號之間的相位差進行累加。
3. 根據(jù)權利要求2所述的控制方法，其特征在于，所述伺服模塊根據(jù)累加后的所述相 位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振，包括： 所述伺服模塊將2* 31除以累加后的所述相位差為0時的所述GPS秒脈沖信號的高電 平從開始到結束的次數(shù)與所述GPS秒脈沖信號的高電平從開始到結束的時間相乘的結果， 得到所述GPS同步信號與所述分頻后的信號之間的頻率差； 所述伺服模塊將所述頻率差除以設定的壓控晶振的壓控斜率值的結果作為電壓值，產(chǎn) 生所述電壓值的第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
4. 根據(jù)權利要求1-3任一項所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括： 當所述伺服模塊上一次作用于所述壓控晶振的總電壓與本次產(chǎn)生的所述第一糾偏電 壓的值之和超過設定的范圍時，所述伺服模塊本次將上一次作用于所述壓控晶振的總電壓 作用于所述壓控晶振； 當所述伺服模塊上一次作用于所述壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的所述第一糾偏 電壓的值之和在所述設定的范圍內(nèi)時，所述伺服模塊本次將上一次作用于所述壓控晶振的 總電壓與本次產(chǎn)生的所述第一糾偏電壓同時作用于所述壓控晶振。
5. 根據(jù)權利要求1-3任一項所述的控制方法，其特征在于，所述控制方法還包括： 所述伺服模塊每隔設定的時間根據(jù)設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取當前時間對應的 壓控晶振的漂移值； 所述伺服模塊根據(jù)所述漂移值，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
6. -種時間設備，所述時間設備包括： 壓控晶振，用于輸出原始頻率信號； 電子線路，用于對所述原始頻率信號進行倍頻和混頻，產(chǎn)生微波探詢信號； 物理系統(tǒng)，用于對所述微波探詢信號進行鑒頻，產(chǎn)生光檢信號； 伺服模塊，用于對所述光檢信號進行選頻放大、方波整形、以及同步鑒相，產(chǎn)生第一糾 偏電壓作用于所述壓控晶振； 其特征在于，所述時間設備還包括： 全球定位系統(tǒng)GPS接收機，用于接收GPS秒脈沖信號，對所述GPS秒脈沖信號進行倍 頻，得到GPS同步信號； 直接數(shù)字式頻率合成器DDS分頻模塊，用于將所述原始頻率信號分頻為與所述GPS同 步信號頻率相等的頻率信號； 相位累積模塊，用于在所述GPS秒脈沖信號為高電平時，對所述GPS同步信號與分頻后 的信號之間的相位差進行累加； 所述伺服模塊還用于，根據(jù)累加后的所述相位差，產(chǎn)生第二糾偏電壓作用于所述壓控 晶振。
7. 根據(jù)權利要求6所述的時間設備，其特征在于，所述相位累積模塊用于， 以所述GPS秒脈沖信號的高電平開始后分頻后的信號的第一個上升沿為起點，所述高 電平結束后分頻后的信號的第一個上升沿為終點，對所述GPS同步信號與分頻后的信號之 間的相位差進行累加。
8. 根據(jù)權利要求7所述的時間設備，其特征在于，所述伺服模塊用于， 將2* 31除以累加后的所述相位差為0時的所述GPS秒脈沖信號的高電平從開始到結 束的次數(shù)與所述GPS秒脈沖信號的高電平從開始到結束的時間相乘的結果，得到所述GPS 同步信號與所述分頻后的信號之間的頻率差； 將所述頻率差除以設定的壓控晶振的壓控斜率值的結果作為電壓值，產(chǎn)生所述電壓值 的第二糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
9. 根據(jù)權利要求6-8任一項所述的時間設備，其特征在于，所述伺服模塊還用于， 當所述伺服模塊上一次作用于所述壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的所述第一糾偏 電壓的值之和超過設定的范圍時，本次將上一次作用于所述壓控晶振的總電壓作用于所述 壓控晶振； 當所述伺服模塊上一次作用于所述壓控晶振的總電壓為與本次產(chǎn)生的所述第一糾偏 電壓的值之和在所述設定的范圍內(nèi)時，本次將上一次作用于所述壓控晶振的總電壓與本次 產(chǎn)生的所述第一糾偏電壓同時作用于所述壓控晶振。
10. 根據(jù)權利要求6-8任一項所述的時間設備，其特征在于，所述伺服模塊還用于， 每隔設定的時間根據(jù)設定的壓控晶振的漂移數(shù)據(jù)，獲取當前時間對應的壓控晶振的漂 移值； 根據(jù)所述漂移值，產(chǎn)生第三糾偏電壓作用于所述壓控晶振。
【文檔編號】H03L7/26GK104485954SQ201410608571
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年10月31日 優(yōu)先權日:2014年10月31日
【發(fā)明者】田玉 申請人:江漢大學