[发明专利]基于高稳OCXO的快速驯服方法和系统

说明书

本发明属于时间频率统一领域，涉及一种基于高稳OCXO的快速驯服方法和系统；所述方法包括选出一个主用参考源，将参考信号输入到锁相倍频器进行倍频处理，将处理后的高频参考信号输入到高精度相位测量模块；监控处理平台通过控制字控制OCXO频标源输出的两路频标信号，第一路的第一频标信号输入到锁相分频器中，输出第二频标信号到高精度相位测量模块；第二路的第三频标信号直接输入到高精度相位测量模块中，测量出高频参考信号与第二频标信号间的相位差；监控处理平台通过快速驯服算法输出更新后的控制字，修正OCXO频标源参数；直至OCXO频标源稳定，与参考源的相位差收敛，结束快速驯服状态。

技术领域

本发明属于时间频率统一领域，具体涉及一种基于高稳恒温晶体振荡器(OvenControlled Crystal Oscillator，OCXO)OCXO的快速驯服方法和系统。

背景技术

晶体振荡器(Crystal Oscillator)是一种频率源，其原理是以具有压电特性的石英晶体谐振器为核心起振元件，以正反馈放大电路激发谐振器产生振荡，放大后输出稳定的频率信号。考虑到晶振频率会随着环境温度变化而漂移，造成性能的降低。因此可以把整个振荡电路放入一个恒温槽之中，在环境温度变化时，恒温槽的槽温基本不变，由此可大大提高晶振的频率温度稳定度，这就叫做恒温晶体振荡器(OCXO,Oven Controlled CrystalOscillator)。

除了受温度影响以外，恒温晶振的频率也会随时间漂移，当从较长的尺度来观察其频率漂移规律时，业内称之为长期稳定度特性，也惯称为老化。相对原子钟而言，晶振的长期稳定度并太不好，最高级别的恒温晶振勉强可以达到二级钟的水平，多数只能达到三级钟。因此晶振使用时通常需要用高一级频标对其进行驯服，才能满足系统使用要求。

而当前时间频率领域主要是采用基于单一参考源的驯服算法，以PID、卡尔曼滤波、最小二乘法为代表，这类算法集成了相位测量频次低的测量技术，具有驯服OCXO时间长，频率源同步收敛速度慢的特点，故约束了时间频率的应用领域，增加了某些系统的负担，特别是军事领域的战斗机、航母等特殊系统。因而，如何设计出高精度、快速相位测量模块并实现基于多参考源的OCXO驯服算法是亟待解决的问题。

发明内容

基于现有技术存在的问题，通过研究高精度、快速相位测量技术，综合生产性、集成性、器件反应速率、市场等多方面的因素，提供了一种基于高稳OCXO的快速驯服方法和系统，其一方面采用电容弃电法测量作为快速驯服算法的基础技术。另一方面，通过频率锁相技术，提高参考源的频次，再结合OCXO的特性，综合PID、卡尔曼滤波等算法，设计了一套针对OCXO频标源的快速驯服与收敛算法，有效的解决了时间频率源的准备时间过长的问题。

在本发明的第一方面，提供了一种基于高稳OCXO的快速驯服方法，所述方法包括：

101、监控处理平台通过参考源选择算法选出一个主用参考源，将参考信号输入到锁相倍频器进行倍频处理，并将倍频处理后的高频参考信号输入到高精度相位测量模块；

102、监控处理平台通过控制字控制OCXO频标源输出的两路频标信号，第一路的第一频标信号输入到锁相分频器，锁相分频器输出分频后的第二频标信号，第二频标信号输入到高精度相位测量模块；第二路的第三频标信号直接输入到高精度相位测量模块；

103、高精度相位测量模块对高频参考信号、第二频标信号及第三频标信号进行处理，测量高频参考信号与第二频标信号之间的相位差；

104、高精度相位测量模块将相位差输入到监控处理平台中，监控处理平台通过快速驯服算法输出更新后的控制字，并修正OCXO频标源的相关参数；直至所述OCXO频标源稳定，且与参考源的相位差收敛，结束快速驯服状态。