gps北斗馴服鎖相晶振在微電所的應用案例

由我公司自主研發生產的gps北斗馴服鎖相晶振在上海微電子研究所成功投入使用。

本文主要針對gps北斗馴服鎖相晶振在上海微電子研究所的應用，對西安同步生產的同類時鐘馴服鎖相產品進行了介紹，并對此類產品的特點及原理做了簡單的闡述，并對衛星馴服時鐘系統未來的發展進行了闡述。

1、gps北斗馴服鎖相晶振的應用

本次應用于上海微電子研究所項目的gps北斗馴服鎖相晶振，選用的是我公司SYN100MHZ-GPS鎖相板，主要接收GPS信號，使恒溫晶體振蕩器輸出頻率同步于GPS衛星銫原子鐘信號上，提高了頻率信號的長期穩定性和準確度，能夠提供銫鐘量級的高精度時間頻率標準。

這塊鎖相晶振采用了高精度的時間傳遞接收機，輸出100MHz，頻率準確度小于1E ^{- 12} (跟蹤到GPS信號24 小時平均值) ，1pps 授時精度小于30ns,各項技術指標均為目前國際**水平，提供相對更穩定、精確的時間同步信號。

2、gps北斗馴服鎖相類的產品

隨著計量通信與測控技術等行業的發展，對高精度時間頻率基準源的要求越來越高，而市場上已有的高精度的頻率源銣原子鐘因價格高，難以得到普及使用。為此，西安同步在長期致力于時間頻率發展的基礎上，自行研發生產了關于GPS北斗時鐘鎖相，馴服類晶振，原子鐘等產品，目前現有標準產品有：

這類帶有馴服，鎖相類的晶振，原子鐘產品，為GPS/北斗時鐘時統信號提供高精度的時間同步信號, 克服單純GPS 北斗接收機授時不穩定以及采用銣鐘價格高昂的問題。同時解決了晶振老化準確度下降和長期穩定性能差的問題, 輸出高精度的頻率基準和時間同步信號, 為各項任務提供更準確、可靠、精度更高的測量與設備計量時間頻率信號。

目前我公司, 采用GPS 馴服的銣鐘系統, 在失鎖24 h 后, 頻率準確度可保持在1E^-12 的水平。

3、gps北斗馴服鎖相晶振的特點

隨著衛星導航系統的發展，采用衛星授時接收機與本地晶振結合的方法可獲得精度高一個數量級的時間頻率源，有利于改進大量高穩晶振頻率標準，以插件的形式提高晶振的長期穩定性。GPS 時鐘還可以為時統信號提供高精度的時間同步信號，克服單純GPS 接收機授時不穩定以及采用銣鐘價格高昂的問題，該方法具有成本低、精度高的特點，目前已獲得廣泛的應用。

采用低價格GPS 高精度授時信號馴服調節高穩晶振的頻率，能夠提高晶振的準確度和長期穩定性，同時輸出同步于GPS 系統的時間同步信號。

高穩定度GPS 時鐘具有高準確度、高穩定度、低漂移的特點，能夠輸出近乎銣鐘的頻率特性，解決晶振老化準確度下降和長期穩定性能差的問題，輸出高精度的頻率基準和時間同步信號，但價格卻遠遠低于銣鐘、銫鐘等原子鐘, 易于推廣應用。

4、gps北斗馴服鎖相原理

gps北斗時鐘馴服的基本原理是利用衛星授時接收機提供的固定頻率信號，與本地振蕩器產生的振蕩信號進行比對，獲得頻率差。再通過對本地振蕩器的調節，使振蕩頻率與衛星的振蕩頻率基本一致。

在頻率調整過程中, 還需要對本地振蕩器的相位進行補償，使本地振蕩器輸出的分頻秒信號與接收機輸出的秒信號差值在一定范圍內。衛星授時接收機由于信號傳輸距離長，易受干擾等特點，其輸出的1 pps 具有一定的抖動。

在獲得頻率差后，可利用頻率差產生一個調節值，用該調節值對本地頻率源進行調整。將GPS 與短穩性能好的OCXO 結合，構成數字鎖相環，以鎖定后的頻率作為直接數字頻率合成器的參考。

5、gps北斗馴服鎖相系統

在與衛星系統同步情況下，頻率準確度基本與衛星系統一致，而本地振蕩器的頻率漂移會實時得到修正。利用gps北斗時鐘馴服系統組成如下圖所示：

gps北斗時鐘馴服系統組成

通常時鐘馴服系統的組成，衛星授時接收機輸出的1 pps 與本地分頻輸出的1 pps 進行數字鑒相。鑒相的結果送入調節器，調節器根據鑒相的結果可以得到頻率差，或者采用反饋控制的方法，得到調節量，該調節量對本地頻率源的頻率進行調整。

因此，在同步下衛星馴服時鐘系統通?？色@得比本地振蕩器高一個數量級的精度。在未接收到衛星信號情況下，將進入守時階段，此時本地振蕩器的頻率在同步狀態下已得到了校準，但頻率的漂移無法克服，隨著守時時間的延長，頻率和相位的偏差將逐步增大，此時須依賴存儲的振蕩器模型進行修正。

6、gps北斗馴服鎖相晶振小結

關于此類gps北斗馴服鎖相晶振，銣鐘等產品現已廣泛應用于計量測試、測控通信、時間統一系統，為其提供高精度的頻率基準信號和時間同步信號。

對于此類gps北斗時鐘，馴服鎖相晶振，銣鐘等產品，我公司現已相當成熟，可提供同類定制產品，按照要求定做。目前此類產品，也已經在全國很多個研究所投入使用，關于此；類產品更所問題，可與我公司業務人員溝通，我們將竭誠為您服務！