[發明專利]一種高精度XPPS時延一致性實現方法

有效

• 申請號: 202010234461.0
• 申請日: 2020-03-30
• 公開（公告）號: CN111431655B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 左兆輝;蔚保國;易卿武;戴群雄;王錚;霍海強;戎強;劉超;劉曉宇;陳濤
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第五十四研究所
• 主分類號: H04J3/06
• 分類號: H04J3/06
• 代理公司: 河北東尚律師事務所 13124
• 代理人: 王文慶

本發明公開了一種高精度XPPS時延一致性實現方法，涉及時頻分路技術領域。該方法基于FPGA實現，以標準時頻源提供的1PPS為基準，以本地銣原子頻標輸出的10MHz為參考，通過銣鐘馴服、分頻、分路、單通道時延調整以及時延零值裝訂等技術，最終實現具有高精度時延一致性的XPPS時間信號輸出。本發明可以滿足日趨復雜的分布式系統對時間基準不斷提升的要求，保證各單元設備之間的高精度同步與協調工作，實現系統運行各個環節的協調有序、連續一致，達到精密控制的目的。

技術領域

本發明涉及時頻分路技術領域，特別是指一種高精度XPPS時延一致性實現方法，可用于分布式系統設備的時間基準源設計。

背景技術

在日趨復雜的分布式系統中，使用相同的時間基準對系統中各單元設備協同運行起到基礎性、根本性和保障性的作用。因此，很有必要建設一個多種類、多通道時間信號輸出時延高度一致的時間基準系統，保證各單元設備之間的高精度同步與協調工作，實現系統運行各個環節的協調有序、連續一致，達到精密控制的目的。

大系統所使用的時間信號通常由專用的時頻基準源和時頻信號分路設備組成，時頻分路設備對時頻基準源提供的1PPS時間信號進行分配及驅動放大，由時頻分路設備保證各路輸出的一致性。這種方式具有如下不足之處：

1)時頻分路設備輸出的1PPS與時頻基準源提供的1PPS之間有一定的時延差，差值與兩者之間的連接線纜相關，在使用時沒有補償；

2)時頻分路設備輸出至單元設備之間的鏈路延遲無法得到補償；

3)時頻分路設備通常為對1PPS進行分路，對于10PPS、50PPS、 100PPS等系統中常用時間信號沒有涉及，在使用時需要單元設備自己生成，與時頻基準源提供的1PPS的一致性無法保證。

發明內容

本發明的目的在于避免上述背景技術中的不足而提供一種高精度XPPS時延一致性實現方法。本發明方法具有實現簡單、通用性好、靈活度高、擴展性強等優點。

本發明的目的是這樣實現的：

一種高精度XPPS時延一致性實現方法，基于FPGA實現，包括主控單元、銣鐘馴服及頻率產生單元、時碼產生單元、區放單元、隔離輸出單元；包括以下步驟：

(1)以銣原子頻標輸出的10MHz頻率信號作為參考源；

(2)以標準時頻源提供的1PPS為基準，通過銣鐘馴服及頻率產生單元對銣原子頻標進行馴服；

(3)通過時碼產生單元對參考源的10MHz頻率信號進行分頻，并使分頻器在標準時頻源輸出的1PPS上升沿到來時清零，XPPS脈沖由同步后的分頻器直接產生；

(4)時碼產生單元根據時延零值，對XPPS信號進行延遲后輸出給區放單元；所述時延零值為通過示波器測量的各路XPPS時間信號與標準時頻源提供的1PPS之間的時延值；

(5)區放單元通過時鐘分路器對XPPS信號進行分路，獲得多路 XPPS時間信號；

(6)各路XPPS時間信號經過區放單元中的高精度延時補償電路后，通過隔離輸出單元隔離輸出；所述高精度延時補償電路包括高精度可調電阻和接地的高精度可調電容。

本發明相比背景技術具有如下優點：

1)本發明通過零值裝訂及高精度延時補償電路修正單元設備XPPS時間基準與標準時頻源1PPS時間信號之間的時延，各XPPS時間信號相位一致性好。

2)本發明可擴展同步輸出多路TOD、IRIG-B碼(DC)時間信號，可輸出具有高準確度、高穩定度、低相位噪聲的1MHz、5MHz、10MHz 等標準頻率信號，為高精度應用及功能擴展奠定基礎。

附圖說明