[發明專利]基于高穩OCXO的快速馴服方法和系統

在審

• 申請號: 202210723622.1
• 申請日: 2022-06-24
• 公開（公告）號: CN115001488A
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 劉剛;李軍;王艷奎;李林林;郭青松;王琨
• 申請（專利權）人: 中電科技集團重慶聲光電有限公司
• 主分類號: H03L7/18
• 分類號: H03L7/18;H03L7/085
• 代理公司: 重慶輝騰律師事務所 50215
• 代理人: 王詩思

本發明屬于時間頻率統一領域，涉及一種基于高穩OCXO的快速馴服方法和系統；所述方法包括選出一個主用參考源，將參考信號輸入到鎖相倍頻器進行倍頻處理，將處理后的高頻參考信號輸入到高精度相位測量模塊；監控處理平臺通過控制字控制OCXO頻標源輸出的兩路頻標信號，第一路的第一頻標信號輸入到鎖相分頻器中，輸出第二頻標信號到高精度相位測量模塊；第二路的第三頻標信號直接輸入到高精度相位測量模塊中，測量出高頻參考信號與第二頻標信號間的相位差；監控處理平臺通過快速馴服算法輸出更新后的控制字，修正OCXO頻標源參數；直至OCXO頻標源穩定，與參考源的相位差收斂，結束快速馴服狀態。

技術領域

本發明屬于時間頻率統一領域，具體涉及一種基于高穩恒溫晶體振蕩器(OvenControlled Crystal Oscillator，OCXO)OCXO的快速馴服方法和系統。

背景技術

晶體振蕩器(Crystal Oscillator)是一種頻率源，其原理是以具有壓電特性的石英晶體諧振器為核心起振元件，以正反饋放大電路激發諧振器產生振蕩，放大后輸出穩定的頻率信號。考慮到晶振頻率會隨著環境溫度變化而漂移，造成性能的降低。因此可以把整個振蕩電路放入一個恒溫槽之中，在環境溫度變化時，恒溫槽的槽溫基本不變，由此可大大提高晶振的頻率溫度穩定度，這就叫做恒溫晶體振蕩器(OCXO,Oven Controlled CrystalOscillator)。

除了受溫度影響以外，恒溫晶振的頻率也會隨時間漂移，當從較長的尺度來觀察其頻率漂移規律時，業內稱之為長期穩定度特性，也慣稱為老化。相對原子鐘而言，晶振的長期穩定度并太不好，最高級別的恒溫晶振勉強可以達到二級鐘的水平，多數只能達到三級鐘。因此晶振使用時通常需要用高一級頻標對其進行馴服，才能滿足系統使用要求。

而當前時間頻率領域主要是采用基于單一參考源的馴服算法，以PID、卡爾曼濾波、最小二乘法為代表，這類算法集成了相位測量頻次低的測量技術，具有馴服OCXO時間長，頻率源同步收斂速度慢的特點，故約束了時間頻率的應用領域，增加了某些系統的負擔，特別是軍事領域的戰斗機、航母等特殊系統。因而，如何設計出高精度、快速相位測量模塊并實現基于多參考源的OCXO馴服算法是亟待解決的問題。

發明內容

基于現有技術存在的問題，通過研究高精度、快速相位測量技術，綜合生產性、集成性、器件反應速率、市場等多方面的因素，提供了一種基于高穩OCXO的快速馴服方法和系統，其一方面采用電容棄電法測量作為快速馴服算法的基礎技術。另一方面，通過頻率鎖相技術，提高參考源的頻次，再結合OCXO的特性，綜合PID、卡爾曼濾波等算法，設計了一套針對OCXO頻標源的快速馴服與收斂算法，有效的解決了時間頻率源的準備時間過長的問題。

在本發明的第一方面，提供了一種基于高穩OCXO的快速馴服方法，所述方法包括：

101、監控處理平臺通過參考源選擇算法選出一個主用參考源，將參考信號輸入到鎖相倍頻器進行倍頻處理，并將倍頻處理后的高頻參考信號輸入到高精度相位測量模塊；

102、監控處理平臺通過控制字控制OCXO頻標源輸出的兩路頻標信號，第一路的第一頻標信號輸入到鎖相分頻器，鎖相分頻器輸出分頻后的第二頻標信號，第二頻標信號輸入到高精度相位測量模塊；第二路的第三頻標信號直接輸入到高精度相位測量模塊；

103、高精度相位測量模塊對高頻參考信號、第二頻標信號及第三頻標信號進行處理，測量高頻參考信號與第二頻標信號之間的相位差；

104、高精度相位測量模塊將相位差輸入到監控處理平臺中，監控處理平臺通過快速馴服算法輸出更新后的控制字，并修正OCXO頻標源的相關參數；直至所述OCXO頻標源穩定，且與參考源的相位差收斂，結束快速馴服狀態。