北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)授時設(shè)備領(lǐng)域，涉及一種利用我國北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)的高精度北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]時統(tǒng)系統(tǒng)是一種同步于北斗或GPS衛(wèi)星系統(tǒng)參考其高精度時間頻率的服務(wù)器設(shè)備，隨著北斗終端設(shè)備的不斷發(fā)展，其北斗時統(tǒng)系統(tǒng)也在向著多功能、高精度、高穩(wěn)定性、高集成度等方向發(fā)展?，F(xiàn)已廣泛應(yīng)用于通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、數(shù)字廣播電視系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、氣象天文系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、專用通訊等領(lǐng)域，以上各領(lǐng)域均需要精密、穩(wěn)定可靠的時頻服務(wù)設(shè)備。但受到時鐘校準(zhǔn)技術(shù)的缺陷，目前的時統(tǒng)系統(tǒng)中存在著守時精度不高，難以滿足現(xiàn)場需求等不足。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于，克服現(xiàn)有時統(tǒng)系統(tǒng)服務(wù)器時頻服務(wù)精度低、系統(tǒng)功能單一、系統(tǒng)可擴展性較差等，提供一種北斗多功能、高精度、高穩(wěn)定性的時統(tǒng)系統(tǒng)，提高系統(tǒng)功能的可擴展性，滿足多種條件下系統(tǒng)多功能服務(wù)的需求。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)思路是系統(tǒng)在硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計上主要采用靈活的插卡式設(shè)計，支持熱插拔，實現(xiàn)不同用戶多種功能之間的任意切換；采用多種授時信號，各種授時信號及接口類型可靈活選擇配置設(shè)計，所有信號均經(jīng)過光電隔離輸出的技術(shù)方案，實現(xiàn)系統(tǒng)運行的高穩(wěn)定性；系統(tǒng)主要采用主時鐘和擴展鐘銣鐘配置的選擇設(shè)計，系統(tǒng)采用對銣鐘精確校正的設(shè)計，增加其系統(tǒng)的時頻服務(wù)精度。
[0005]本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下:
[0006]—種北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)，包括天線模塊、衛(wèi)星接收模塊、NTP模塊、守時板模塊、B碼輸出模塊、母板、顯控單元和電源模塊；天線模塊的輸出與衛(wèi)星接收模塊相連，衛(wèi)星接收模塊的輸出/輸入端與母板相連，NTP模塊的輸入/輸出端與母板相連，守時板模塊的輸入輸出端與母板相連，B碼模塊的輸入/輸出端與母板相連，顯控單元的輸入模塊與母板相連，電源模塊的輸出與母板相連。
[0007]守時模塊包括總線接口、銣鐘、STM32模塊、FPGA主控模塊、JTAG接口、Flash存儲、時鐘倍頻芯片、IPPS輸入、IPPS輸出和DC輸入，守時模塊的總線輸入/輸出端與母板相連，總線接口與FPGA主控模塊相連，F(xiàn)PGA主控模塊輸出與總線接口相連，銣鐘輸出與FPGA主控模塊相連，STM32模塊與FPGA主控模塊相連，F(xiàn)PGA主控模塊輸入/輸出與JTAG接口和Flash存儲相連，時鐘倍頻芯片輸出與FPGA主控模塊相連，IPPS輸入輸出與FPGA主控模塊相連，IPPS輸出輸入與FPGA主控模塊相連，DC輸入輸出與FPGA主控模塊相連；
[0008]FPGA主控模塊包括干擾信號處理單元、頻差計算單元、參數(shù)轉(zhuǎn)換單元、分頻單元和倍頻單元，來自IPPS輸入的信號經(jīng)過干擾信號處理單元處理后得到穩(wěn)定的信號作為衛(wèi)星基準(zhǔn)同步信號；FPGA主控模塊經(jīng)過分頻單元產(chǎn)生固定脈沖信號，在頻差計算單元內(nèi)與衛(wèi)星基準(zhǔn)同步信號的前沿進行比較，最后由參數(shù)轉(zhuǎn)換單元轉(zhuǎn)換為對應(yīng)的頻率參數(shù)后與銣鐘對接，完成對銣鐘頻率值的閉環(huán)校準(zhǔn)。
[0009]上述北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)中，衛(wèi)星接收模塊包括天線接口、北斗接收模塊、FPGA主控模塊、時鐘倍頻芯片、總線接口、JTAG接口、Flash存儲、RS -232接口和IPPS輸出，衛(wèi)星接收模塊的總線輸入/輸出端與母板相連，總線接口與FPGA主控模塊和時鐘倍頻芯片相連，時鐘倍頻芯片與FPGA主控模塊相連，F(xiàn)PGA主控模塊的輸入/輸出與北斗接收模塊相連，北斗接收模塊的輸入與天線接口的輸出相連，F(xiàn)PGA主控模塊的輸入/輸出同時也與JTAG接口和Flash存儲相連，F(xiàn)PGA主控模塊的輸出與IPPS輸出相連，F(xiàn)PGA主控模塊與RS -232接口相連。
[0010]上述北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)中，NTP模塊包括總線接口、時鐘倍頻芯片、FPGA主控模塊、JTAG接口、Flash存儲、STM32模塊和NTP服務(wù)器，NTP模塊的總線輸入/輸出端與母板相連，總線接口與FPGA主控模塊和時鐘倍頻芯片相連，時鐘倍頻芯片與FPGA主控模塊相連，F(xiàn)PGA主控模塊的輸入/輸出與JTAG接口和Flash存儲相連，F(xiàn)PGA主控模塊的輸入/輸出與STM32模塊相連，STM32模塊與NTP服務(wù)器相連。
[0011]上述北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)中，B碼輸出模塊包括總線接口、時鐘倍頻芯片、JTAG接口、Flash存儲、DAC控制器、AC輸出、碼盤控制、DC輸出和FPGA主控模塊，B碼輸出模塊的總線輸入/輸出端與母板相連，總線接口與FPGA主控模塊和時鐘倍頻芯片相連，時鐘倍頻芯片輸出與FPGA主控模塊相連，F(xiàn)PGA主控模塊的輸入/輸出與JTAG接口和Flash存儲相連，碼盤控制輸出與FPGA主控模塊相連，F(xiàn)PGA主控模塊輸出與DC輸出相連，F(xiàn)PGA主控模塊輸入/輸出與DAC控制器相連，DAC控制器輸出與AC輸出相連。
[0012]上述北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)中，母板包括總線接口、數(shù)據(jù)總線和顯示接口，外部各功能模塊的總線接口分別與母板總線接口相連，總線接口與數(shù)據(jù)總線相連，顯示接口輸入與數(shù)據(jù)總線相連，顯示接口輸出與顯示單元相連，母板與電源相連。
[0013]上述北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)中，衛(wèi)星接收模塊、NTP模塊、守時模塊、B碼輸出模塊均可以在母板上進行熱插拔操作，并且各功能模塊均采用光電隔離設(shè)計。
[0014]本發(fā)明具有的有益技術(shù)效果如下:
[0015]—、本發(fā)明采用了北斗、GPS雙模授時模式，在現(xiàn)有技術(shù)上設(shè)計更高精度時頻服務(wù)，可根據(jù)不同用戶需求配置恒溫晶振或銣鐘滿足不同守時技術(shù)。其系統(tǒng)的總線架構(gòu)設(shè)計采用模塊化設(shè)計技術(shù)，可提供衛(wèi)星多頻點信號、NTP(Network Time Protocol，網(wǎng)絡(luò)時間協(xié)議)服務(wù)、精確時間信息、標(biāo)準(zhǔn)頻率信號、B碼(IRIG - B，InterRange Instrumentat1n Group)信號。實現(xiàn)時統(tǒng)服務(wù)器時頻服務(wù)精度高、功能可擴展性強、穩(wěn)定性較高等優(yōu)勢。
[0016]二、本發(fā)明的時統(tǒng)系統(tǒng)采用對銣鐘進行校頻設(shè)計，將被測頻標(biāo)進行分頻處理，得到其固定脈沖，將其與衛(wèi)星接收模塊輸出的脈沖前沿進行比較，通過測量在一段時間內(nèi)2個脈沖之間的時間間隔的變化量，即可測出被測頻標(biāo)的頻率準(zhǔn)確度，通過處理器轉(zhuǎn)換成對銣鐘校頻的控制參數(shù)，該設(shè)計滿足更高精度的時頻服務(wù)；
[0017]三、本發(fā)明在現(xiàn)有產(chǎn)品技術(shù)基礎(chǔ)上，增加了功能的自由組合性、功能的可擴展性、支持熱插拔、銣鐘選配設(shè)計、光電隔離設(shè)計等技術(shù)優(yōu)點，實現(xiàn)了在一個系統(tǒng)上可同時實現(xiàn)北斗NTP服務(wù)器，B碼服務(wù)器，北斗報文服務(wù)器，北斗信號擴展服務(wù)器，北斗綜合頻率服務(wù)器，打破現(xiàn)有產(chǎn)品系統(tǒng)單一性、穩(wěn)定性的局限，大大增強了系統(tǒng)的通用性與實用性。
[0018]四、本發(fā)明結(jié)構(gòu)設(shè)計靈活，時統(tǒng)系統(tǒng)采用插卡式結(jié)構(gòu)技術(shù)，該技術(shù)與現(xiàn)有的采用單一型北斗人防時統(tǒng)系統(tǒng)產(chǎn)品相比，具有功能多、可擴展性強，并且安裝方便，易于應(yīng)用推廣等優(yōu)點，可廣泛應(yīng)用于、通信系統(tǒng)、電力系統(tǒng)、數(shù)字廣播電視系統(tǒng)、金融系統(tǒng)、氣象天文系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)、專用通訊等需要精密時間服務(wù)等領(lǐng)域。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明專利北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)主機結(jié)構(gòu)原理圖。
[0020]圖2是本發(fā)明專利北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)一種實例的衛(wèi)星接收模塊原理圖。
[0021]圖3是本發(fā)明專利北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)一種實例的NTP模塊原理圖。
[0022]圖4是本發(fā)明專利北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)一種實例的守時模塊原理圖。
[0023]圖5是本發(fā)明專利北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)一種實例的B碼輸出模塊原理圖。
[0024]圖6是本發(fā)明專利北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)一種實例的母板模塊原理圖。
【具體實施方式】
[0025]以下將結(jié)合附圖和實施例對本
【發(fā)明內(nèi)容】
做進一步說明，但本發(fā)明的實際制作結(jié)構(gòu)并不僅限于下述的實施例。
[0026]參見圖1，本發(fā)明專利所述的北斗多功能時統(tǒng)系統(tǒng)包括天線模塊1、衛(wèi)星接收模塊2、NTP模塊3、守時板模塊4、B碼輸出模塊5、母板6、顯控單元7、電源模塊8。天線模塊I的輸出與衛(wèi)星接收模塊2相連，衛(wèi)星接收模塊2的輸出/輸入端與母板6相連，NTP模塊3的輸入/輸出端與母板6相連，守時板模塊4的輸入輸出端與母板6相連，B碼模塊5的輸入/輸出端與母板6相連，顯控單元7的輸入模塊與母板6相連，電源模塊8的輸出與母板6相連。
[0027]參見圖2，衛(wèi)星接收模塊2包括天線接口 21、北斗接收模塊22、FPGA主控模塊23、時鐘倍頻芯片24、總線接口 25、JTAG接口 26、Flash存儲27、RS - 232接口和IPPS輸出29組成，衛(wèi)星接收模塊2的總線輸入/輸出端與母板6相連，總線接口 25與FPGA主控模塊23和時鐘倍頻芯片24相連，時鐘倍頻芯片24與FPGA主控模塊23相連，F(xiàn)PGA主控模塊23的輸入/輸出與北斗接收模塊22相連，北斗接收模塊22的輸入與天線接口 21的輸出相連，F(xiàn)PGA主控模塊23的輸入/輸出同時也與JTAG接口 26和Flash存儲27相連，F(xiàn)PGA主控模塊23的輸出與IPPS輸出29相連，F(xiàn)PGA主控模塊23與RS - 232接口 28相連。
[0028]參見圖3，NTP模塊3包括總線接口 31、時鐘倍頻芯片32、FPGA主控模塊33、JTAG接口 34、Flash存儲35、STM32模塊36和NTP服務(wù)器37，NTP模塊3的總線輸入/輸出端與母板6相連，總線接口 31與FPGA主控模塊33和時鐘倍頻芯片32相連，時鐘倍頻芯片32與FPGA主控模塊33相連，F(xiàn)PGA主控模塊33的輸入/輸出與JTAG接口 34和Flash存儲35相連，F(xiàn)PGA主控模塊33的輸入/輸出與STM32模塊36相連，STM32模塊36與NTP服務(wù)器37相連。
[0029]參見圖4，守時模塊4包括總線接口 41、銣鐘42、STM32模塊43、FPGA主控模塊44、JTAG接口 45、Flash存儲46、時鐘