【摘 要】
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卫星定位系统提供的全天候高精度标准时间信号在社会生产生活的各个方面得到了广泛应用。如何利用这种远距离传输的高精度标准时间信号来锁定本地晶体振荡器或铷原子钟得到同
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卫星定位系统提供的全天候高精度标准时间信号在社会生产生活的各个方面得到了广泛应用。如何利用这种远距离传输的高精度标准时间信号来锁定本地晶体振荡器或铷原子钟得到同时具有优秀的短稳与长稳的频率信号是一个值得研究的课题。论文提出了一个以远距离传输的标准时间信号为参考来锁定本地晶体振荡器的锁相控制系统的实现方案。论文介绍了锁相环原理以及锁相环各组成模块的线性化模型,并进行了软、硬件设计。选用高精度时间数字转换芯片TDC(Time to Digital Converter)使得鉴相精度达到0.5ns;采用双12 位D/A 转换芯片与高精度低噪声运算放大器的组合,用低成本的方法改善了执行机构的精度和动态范围;进行了相关数字电路与软件的设计。论文研究了信号滤波、外推和闭环控制算法。针对系统存在噪声水平高和控制精度要求高的特点,分析、设计和试验了两种滤波和控制算法,使系统最后的输出保持了本地振荡器的短稳,又利用参考信号改善了系统输出的长稳。论文最后给出了实验结果,通过实验调试,VCXO 的准确度达1.5×10-11,接近或达到国内外各种GPS 控制晶体振荡器的水平。
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