[发明专利]一种晶振校准方法和系统

说明书

本发明提供一种晶振校准方法，包含步骤：S1、转换接收串行参考脉冲信号为并行参考脉冲信号；S2、根据并行参考脉冲信号，对晶振输出时钟信号的频差进行监测，得到N个频差值；S3、筛选N个频差值，根据筛选后的频差值计算得到频差调整值，当频差调整值大于第一频差阈值进入S4，当频差调整值大于第二频差阈值且小于第一频差阈值进入S5，当频差调整值小于第二频差阈值结束晶振校准；S4、根据频差调整值，通过开环调整DA模块的输入值，进入S6；S5、根据频差调整值，通过闭环调整DA模块的输入值，进入S6；S6、根据M路并行参考脉冲信号对晶振输出时钟信号的频差进行一次监测，得到一个频差值，用该频差值更新N个频差值，进入S3。

技术领域

本发明涉及数字通信领域，具体涉及一种晶振校准方法和系统。

背景技术

频率标准是时统设备的心脏，由于对站间同步和时统设备守时的要求提高，对用于时统设备的频率标准的要求也越来越高。以往时统设备大多配置高稳石英晶体频率标准，由于受其准确度的限制以及需要较长的开机预热过程等问题，对于高精度需求场合，单一的石英晶体频率标准已不能满足要求。因此，组合型频率标准便应运而生。组合型频率标准就是将有不同性能优势的频率标准，采用电子电路组合成比单个频率标准性能指标更为优良的频率标准，即可驯钟技术。例如，时统设备曾采用过用铷原子频率标准输出的标准频率信号锁定高短稳石英晶体频率标准，使其输出的信号既有高频率准确度，又有良好的短期频率稳定度。组合型频率标准是在现有频率标准无法满足时统设备对标准频率信号指标的全面要求的情况下采用的。它可发挥参加组合的不同频率标准在某个或某些指标方面的优势，如石英晶体频率标准秒以下的频率稳定度好、铯原子频率标准准确度高、氢原子频率标准10s以上的频率稳定度好等。近年来，又出现了另一种组合形式，即将频率标准与精密校频接收机相结合，利用接收到的标准时间频率信号校准本地频率标准的频率，使其保持较高的准确度。如GPS可驯石英晶振、GPS可驯铷钟等。众所周知，石英晶体频率标准由于受晶体老化等因素的影响，其输出频率有较大的老化率，并且其重现性也较差。铷原子频率标准的重现性是原子频率标准中最差者，而且其漂移率也是最大的。这种组合型频率标准就是接收GPS、 GLONASS(全球卫星导航系统GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTEM)、我国的北斗、长波等标准时间频率信号，使本地频率标准的频率跟踪这些信号从而减小重现性、老化或漂移对频率标准的影响。目前，随着GPS技术的发展和应用，利用GPS的优良特性来控制本地振荡器的可驯钟技术也得到了深入研究和广泛使用。而能提供高精度时间频率源的其他系统如俄罗斯的GLONASS、我国的北斗以及长波等都因各自的原因而没能得到广泛应用。

现有的文献对高精度晶振校准方法进行了研究。文献1(薛毅聪，龚航，刘增军，朱祥维，基于GNSS的晶振驯服方法分析[J].全球定位系统， 2017,4(42):38-42.)给出了多种晶振驯服的滤波方法，并对比了各种方法所能达到的短稳和长稳精度。但几种方法只给出了仿真试验结果，同时驯服时间均较长达到了小时级别。文献2(王红建，王玲，黄文德，刘志俭.OCXO 高精度时间维持的自适应修正算法[J].传感器与微系统， 2018,4(37):132-125)提出的OCXO驯服系统的自适应控制模型和增广最小二乘算法长期稳定度可达到3×10-11量级，但同样存在收敛时间过长的问题。专利1(晶振快速驯服和保持算法设计，CN201710399454，2017)提供了一种晶振拟合、跟踪和保持算法，该方法可以使晶振的频率准确度达到 1.71e-11的量级，并且具备失锁保持功能，但存在驯服时间偏长的问题，无法满足快速校准的需求。专利2(一种基于SOPC技术的晶振驯服方法和系统，CN201610209614，2016)提出了一种基于SOPC技术的晶振驯服系统，具备相位补偿、老化温度补偿等功能，但并未提及该方法所能达到的校准精度的所需的校准时间。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术中存在的不足，提供了一种针对压控晶振的快速校准方法，通过参考脉冲生成模块生成的参考脉冲信号，通过开环调整和闭环调整相结合的方式，快速校准晶振频率。

为了达到上述目的，本发明提供一种晶振校准方法，包含步骤：