基于GPS的LXI主時鐘模塊研制.pdf

1、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和總線技術(shù)的進(jìn)步極大的推動了自動化測試系統(tǒng)的發(fā)展。基于網(wǎng)絡(luò)的LXI總線技術(shù)自2005年發(fā)布第一個版本的規(guī)范后一直成為眾多企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)的研究熱門。目前,市場上已經(jīng)有了各種功能的LXI儀器,隨著技術(shù)的發(fā)展, LXI儀器的應(yīng)用范圍必將越來越廣泛。在LXI儀器的三個功能類中,A類和B類儀器需要IEEE1588精密時鐘同步協(xié)議的支持。出于降低成本考慮, LXI系統(tǒng)的主時鐘一般由普通的晶體振蕩器來驅(qū)動,由于普通晶振的輸出頻率精度不高,且易

2、受環(huán)境溫度影響、長期穩(wěn)定性差,因此導(dǎo)致主時鐘與物理時間有較大偏差。這個偏差的存在導(dǎo)致主時鐘與從時鐘之間有較大誤差,為了提高IEEE1588同步精度必須研制精度高穩(wěn)定性好的主時鐘模塊。
　　本文研究和設(shè)計了基于GPS的LXI主時鐘模塊,利用GPS發(fā)布的高精度和高穩(wěn)定度時間信息來修正LXI儀器上的實時時鐘模塊,提高了精密時鐘同步協(xié)議的同步精度。為了獲取GPS面向全球發(fā)布的時間信息,本文設(shè)計了一款低成本的GPS接收機(jī)。GPS接收機(jī)是一種

3、典型的嵌入式系統(tǒng),在硬件上主要包括微處理器、相關(guān)通道、射頻前端和存儲器,在軟件上包括嵌入式操作系統(tǒng)、設(shè)備驅(qū)動程序和實現(xiàn)時間解算的應(yīng)用程序。GPS接收機(jī)的核心是偽碼跟蹤環(huán)和載波跟蹤環(huán),本文設(shè)計了一階鎖頻環(huán)輔助的二階鎖相環(huán)來實現(xiàn)載波和偽碼的捕獲與跟蹤。在跟蹤鎖定載波和偽碼后,GPS接收機(jī)提取導(dǎo)航電文,算出UTC時間,并輸出與UTC高度同步的秒脈沖。LXI儀器接收GPS輸出的UTC時間信息和秒脈沖,以秒脈沖為觸發(fā)信號對LXI儀器上的實時時鐘模