[實用新型]可馴頻率基準

有效

• 申請號: 201320878574.X
• 申請日: 2013-12-27
• 公開（公告）號: CN203773267U
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 楊劍青;楊曉琴;謝亮;樊戰友
• 申請（專利權）人: 中國科學院國家授時中心
• 主分類號: G05B19/042
• 分類號: G05B19/042
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 顧潮琪

技術領域

本發明涉及一種精密時間頻率測量終端技術。?

背景技術

時間頻率測量技術是電子技術的重要組成部分，在通信授時、航空航天、衛星導航定位、電力、醫療、儀器計量測試、工業自動化等領域都有廣泛應用；時間頻率測量對基礎科學研究同樣意義深遠。?

頻率源是電子系統(雷達、通訊、測控、導航、空間電子設備等)的基本信號來源，也是時間頻率測量技術的核心，它的好壞將直接影響到整個電子系統的性能指標，頻率穩定度與準確度是衡量一個頻率源好壞的重要指標，而頻率源的成本與體積也是影響其應用的重要因素，可馴頻率基準的核心內容是通過將本地晶振的頻率信號與標準參考頻率信號做比對，并根據結果改變對本地恒溫晶振的控制電壓大小使其輸出頻率最大程度的接近其標稱頻率，這一點對降低頻率源的體積和使用成本有積極意義。?

現有頻率源技術狀況及存在的主要問題:?

(1)具有高穩定性和高準確性的頻率源如銫鐘、氫鐘、銣鐘等原子頻標對所使用環境的溫度、濕度等條件要求嚴格。使用和監視維護成本較高?

(2)原子頻標的體積普遍較大，不便與運輸。?

(3)較成熟的原子頻標技術被國外大型專業高科技企業壟斷，國內相關技術目前處于起步發展階段。?

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種可馴頻率基準，低功耗低成本、高效率，體積小、電路簡單可靠。?

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：包括分頻/計數器、ARM處理器和顯示單元。?

所述的分頻/計數器連接本地恒溫晶振和參考1PPS信號，對本地恒溫晶振輸入的頻率信號進行分頻，得到一路1PPS信號，將其與參考1PPS信號進行比對，對差值計數并輸出到ARM處理器；所述的ARM處理器包括控制器和A/D模塊，控制器接收分頻/計數器的計數值，導出晶振輸出頻率值并與本地恒溫晶振的標稱頻率值對比，最終由A/D?模塊產生控制電壓對本地恒溫晶振進行馴服；控制器輸出本地恒溫晶振的輸出頻率值、控制電壓值以及馴服狀態到顯示單元進行顯示。?

本發明的有益效果是：?

(1)功能器件主要由集成電路芯片構成，最大程度的減少了分離器件的使用，也大大的降低了電路功耗，減少了成品的體積。該發明的所有功能均由數字電路構成，電路結構簡單，故障排查與處理容易許多。?

(2)所有的計算過程以及控制信號的產生均有ARM處理器來完成，包括產生控制電壓這一模擬量。ARM處理器具有功能強大、耗電少、體積小、成本低等眾多優點而得到了廣泛的應用，ARM處理器的使用極大的減小了電路的復雜程度，該發明將ARM處理器的眾多優點結合其中。?

(3)采用了電源濾波、輸入信號濾波電路及大規模CPLD技術。?

(4)準確度較高，低功耗低成本、高效率，體積小、電路簡單可靠。?

附圖說明

圖1是可馴頻率基準實施方案框圖。?

圖2是可馴頻率基準電路原理圖，其中，

圖2?(a)是電源示意圖，

圖2?(b)是CPLD芯片的JTAG接口示意圖，

圖2?(c)是ARM處理器的復位電路示意圖，

圖2?(d)是ARM處理器的UART串行接口電路，

圖2?(e)是本地恒溫壓控晶體振蕩器，

圖2?(f)是ARM處理器的外部晶振，

圖2?(g)是LCD1602顯示單元，

圖2?(h)是分頻/計數器，

圖2?(i)是ARM處理器。?

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明，本發明包括但不僅限于下述實施例。?

如圖1所示，可馴頻率基準由三個功能單元組成：分頻/計數器、計算與控制信號產生、顯示單元。?

分頻/計數器對本地恒溫晶振輸入的頻率信號進行分頻，得到一路1PPS信號，將其與參考1PPS信號進行比對，對差值計數并輸出到控制器，分頻/計數器由CPLD芯片實現。?

所有計算與控制信號的產生均由ARM處理器來完成，控制器在收到兩路1PPS信號的比對結果(計數值)后，對其進行計算與處理，并根據處理的結果導出晶振輸出頻率值，然后將該值與晶振的標稱頻率值對比，最終產生相應大小的控制電壓對本地晶?振進行馴服以使晶振的輸出頻率準確度得以提高。其中控制電壓由ARM處理器的A/D模塊來產生。?