[發明專利]一種同步時鐘裝置

有效

• 申請號: 201810228186.4
• 申請日: 2018-03-20
• 公開（公告）號: CN108521324B
• 公開（公告）日: 2021-07-13
• 發明（設計）人: 戴鵬飛;柴旭榮;邱昕;慕福奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H04L7/033
• 分類號: H04L7/033;H04J3/06
• 代理公司: 北京華沛德權律師事務所 11302
• 代理人: 房德權

1.一種同步時鐘裝置，其特征在于，包括：

定位模塊，用于接收來自定位服務系統的定位信號，基于所述定位信號生成同步信號源；

數字頻率綜合器，所述數字頻率綜合器內部帶有DPLL屬性表，基于所述DPLL屬性表約束DPLL的特征，以鎖定所述同步信號源；

恒溫晶體振蕩器OCXO，用于給所述數字頻率綜合器提供原始系統時鐘信號；

現場可編程門陣列，用于在所述定位信號丟失的時間段內，根據漂移預測結果控制輸出驅動所述數字頻率綜合器中直接數字式頻率合成器DDS的預測頻率調節字，直至重新找回所述定位信號；其中，所述現場可編程門陣列包括：第一低通濾波器、第二低通濾波器、減法器、第三低通濾波器、第一滑動平均單元、第二滑動平均單元、卡爾曼時間老化模型、卡爾曼溫度漂移模型、濾波器延時補償、加法器；

在所述同步信號源存在時，所述第一低通濾波器，用于在內部鎖相環穩定后，從所述DDS逐秒讀取的第一頻率調節字中，濾出所述OCXO的頻率隨時間和溫度變化的總變化值；所述第二低通濾波器，用于從所述總變化值中濾出所述OCXO的頻率隨時間老化的第一漂移值；所述減法器，用于將所述總變化值減去所述第一漂移值，得出所述OCXO的頻率隨溫度變化的第二漂移值；所述第三低通濾波器，用于對所述第二漂移值進行濾波；所述第一滑動平均單元，用于對所述第一漂移值進行滑動平均計算，得到第一平均后漂移值；所述第二滑動平均單元，用于對所述第二漂移值進行滑動平均計算，得到第二平均后漂移值；所述卡爾曼時間老化模型，用于基于所述第一平均后漂移值進行訓練，得到第一部分學習數據；所述卡爾曼溫度漂移模型，用于基于所述第二平均后漂移值進行訓練，得到第二部分學習數據；

在所述同步信號源丟失時，切斷從所述DDS讀取所述第一頻率調節字的過程；所述濾波器延時補償，用于對所述第二部分學習數據進行延時補償，得到延時補償后學習數據；所述加法器，用于將所述延時補償后學習數據與所述第一部分學習數據、以及初始獲得的第一頻率調節字進行疊加，得到所述漂移預測結果；

其中，在未接收到所述同步信號源之前，向所述DDS提供驅動所述DDS的預設頻率調節字，在存在所述同步信號源的時間段內，在所述同步信號源的作用下輸出驅動所述DDS的第一頻率調節字；

所述數字頻率綜合器，還用于在未接收到所述同步信號源之前，根據所述預設頻率調節字向外輸出第一目標時鐘信號，在存在所述同步信號源的時間段內，根據所述第一頻率調節字向外輸出所述第一目標時鐘信號，以及在所述同步信號源不可用的時間段內，根據所述預測頻率調節字向外輸出所述第一目標時鐘信號。

2.如權利要求1所述的同步時鐘裝置，其特征在于，所述定位模塊包括：

M種定位服務系統的接收機單元，用于同時接收所述M種定位服務系統各自的定位信號，M為大于1的整數；

信號選擇單元，用于根據優先級選擇策略從所述M種定位服務系統各自的定位信號中選擇一個定位信號，確定為所述同步信號源。

3.如權利要求2所述的同步時鐘裝置，其特征在于，所述M種定位服務系統的接收機單元包括：GPS信號接收單元和北斗信號接收單元；

所述GPS信號接收單元，用于接收GPS定位信號；

所述北斗信號接收單元，用于接收北斗定位信號；

所述信號選擇單元，用于默認將所述GPS定位信號作為同步信號源，在接收到的所述GPS定位信號不可用時，切換至所述北斗定位信號作為同步信號源，直至所述GPS定位信號的信號質量回復至預設數值以上，且所述GPS定位信號的信號質量超過所述北斗信號接收單元所接收到的北斗定位信號的最大信號靈敏度時，則切換回所述GPS定位信號為所述同步信號源，如果所述GPS定位信號和所述北斗定位信號均不可用，則進入保持階段直至滿足退出保持階段的條件。