一種車載設備用秒脈衝信號生成裝置的製作方法

2023-08-06 22:49:21 3

專利名稱：一種車載設備用秒脈衝信號生成裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於校時裝置技術領域，具體涉及一種車載設備用秒脈衝信號生成裝置。
背景技術：
目前很多設備用的秒脈衝信號都是由GPS接收機產生的，該秒脈衝信號存在隨機誤差與傳輸誤差，直接使用成本高，信號處理複雜。特別是在秒脈衝信號精度要求不高的情況下，造成設計資源浪費，而且還需要進行多種接口轉換，使用麻煩。為了克服上述缺點，特設計一種車載設備用秒脈衝信號生成裝置。中國專利文獻庫公布了一種名稱為《一種基於GPS秒脈衝的時鐘源裝置及其控制方法》(專利申請號20101(^61347. 3)的發明專利申請，該專利申請公開了一種基於GPS秒脈衝的時鐘源裝置及控制方法，利用閉環負反饋控制原理，將壓控晶振的輸出頻率控制在其標稱頻率上，供測量系統多臺設備同步使用。實驗結果表明，壓控晶振受閉環控制之後， 其累計誤差能控制在幾個脈衝之內。該專利申請誤差較大，實現麻煩，而且利用GPS成本較尚ο

發明內容
為了解決現有技術產生校準秒脈衝信號需要進行接口轉換，多次修正，反覆濾波， 使用麻煩等不足，減低設計成本，使得校準秒脈衝使用起來簡單易用，本發明提供一種車載設備用秒脈衝信號生成裝置。本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置，包括硬體部分和控制軟體，硬體部分含有秒脈衝信號產生模塊、恆溫晶振、外部誤差信號接口、被校準設備、傳輸總線接口、電源；恆溫晶振、外部誤差信號接口、被校準設備、傳輸總線接口分別與秒脈衝信號產生模塊連接；硬體部分以秒脈衝信號產生模塊為核心，電源給整個系統供電，恆溫晶振給秒脈衝信號產生模塊提供信號源，外部誤差信號接口對秒脈衝信號產生模塊提供誤差校準信號，通過秒脈衝信號產生模塊產生的秒脈衝信號通過傳輸總線接口送給被校準設備進行秒脈衝的校準；控制軟體設置在秒脈衝信號產生模塊的FPGA模塊中，用於秒脈衝信號的合成、誤差數據獲取、秒脈衝信號傳遞延遲計算以及接口的轉換控制。本發明中的恆溫晶振輸出信號頻率為10MHz。本發明中的秒脈衝信號產生模塊中的FPGA採用CPLD替代。本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置利用秒脈衝信號產生模塊把恆溫晶振輸入的信號進行合成，產生IPf3S的秒脈衝信號，然後利用外部誤差接口把外部的基準秒脈衝信號進行Is的誤差驗證，從而進行校準，經過校準後的秒脈衝信號可以送給被校準設備。本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置的秒脈衝信號產生模塊利用FPGA或者 CPLD，傳輸總線接口為ISA或者PCI接口。本發明中的外部誤差信號接口是RS232總線接口。
本發明中的車載設備為X86計算機、DSP、ARM、PowerPC。本發明中的外部誤差信號接口需要利用RS232物理晶片組合成RS232總線。本發明中的傳輸總線的ISA直接與被校準設備連接，PCI接口需要使用轉接口晶片與被校準設備連接。本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置可靠性高、精度高、成本低、接口靈活性強。


圖1為本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置硬體結構示意框圖。圖2為本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置軟體流程圖。圖中，1.秒脈衝信號產生模塊 2.恆溫晶振3.外部誤差信號接口 4.被校準設備 5.傳輸總線接口 6.電源。
具體實施例方式下面結合附圖和實施例對本發明作進一步描述。圖1為本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置硬體結構示意框圖。如圖1所示，本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置，包括硬體部分和控制軟體，硬體部分含有秒脈衝信號產生模塊1、恆溫晶振2、外部誤差信號接口 3、被校準設備4、傳輸總線接口 5、電源 6 ；恆溫晶振2、外部誤差信號接口 3、被校準設備4、傳輸總線接口 5分別與秒脈衝信號產生模塊1連接；硬體部分以秒脈衝信號產生模塊1為核心，電源6給整個系統供電，恆溫晶振 2給秒脈衝信號產生模塊1提供信號源，外部誤差信號接口 3對秒脈衝信號產生模塊1提供誤差校準信號，通過秒脈衝信號產生模塊1產生的秒脈衝信號通過傳輸總線接口 5送給被校準設備4進行秒脈衝的校準；控制軟體設置在秒脈衝信號產生模塊1的FPGA模塊中，用於秒脈衝信號的合成、誤差數據獲取、秒脈衝信號傳遞延遲計算以及接口的轉換控制。所述的恆溫晶振2輸出信號頻率為10MHz。所述秒脈衝信號產生模塊1中的FPGA採用CPLD替代本發明的秒脈衝信號產生模塊1主要採用CPLD或者FPGA，全局時鐘採用恆溫晶振2輸入的信號。本發明的外部誤差信號接口 3是RS232總線接口。本發明的被校準設備4可以是各種類型的X86管理計算機、DSP、ARM、PowerPC.本發明的電源6輸出為3.3V。本發明的外部誤差信號接口 3需要利用RS232物理晶片組合成RS232總線。本發明的傳輸總線接口 5的ISA可以直接與被校準設備連接，PCI接口需要使用轉接口晶片與被校準設備連接。圖2為本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置軟體流程圖。如圖2所示，本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置上電開始運行，秒脈衝信號產生模塊1接收恆溫晶振 2信號，然後進行計數，通過10000000次計數後，可以得到秒脈衝lPI^s信號，通過與外部誤差信號接口 3輸入的信號進行相位和時差對比，找出差值，進行修正後，即可送給被校準設備進行校準。本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置軟體設計時，在秒脈衝信號產生模塊1 產生的秒脈衝信號與外部誤差信號接口 3輸入的信號進行相位和時差對比時，具體流程如下
在信號長度方面，設外部誤差信號接口 3輸入的信號長度為 『，秒脈衝信號產生模塊1產生的秒脈衝信號長度為/ ,長度誤差為Δι/,可得
An^i- 4(O
由式1可得
4 = f - Δμ(2)
從而可得/-Δ /為校正值，該值可以作為校準信號輸出，該長度信號可以在計數時通過加減秒衝獲取；
在信號長度方面，設外部誤差信號接口 3輸入的信號相位為秒脈衝信號產生模塊 ι產生的秒脈衝信號相位為θ，相位誤差為Δ0,可以得到 =(3)
由式3可得
從式4可知Θ-ΑΘ即為校正後的相位，該相位信號可以通過移相得到。
本發明的車載設備用秒脈衝信號生成裝置中的秒脈衝信號長度誤差Al/與相位誤差Δ沒可以多次獲取並長期保存，然後獲取平均值進行校正秒脈衝信號產生模塊ι產生的秒脈衝信號，通過校正後，可以去掉外部誤差信號接口 3，使用時直接調用已經保存的誤差值。
權利要求
1.一種車載設備用秒脈衝信號生成裝置，其特徵在於所述的裝置包括硬體部分和控制軟體，硬體部分含有秒脈衝信號產生模塊(1)、恆溫晶振(2)、外部誤差信號接口(3)、被校準設備(4)、傳輸總線接口(5)、電源(6);恆溫晶振(2)、外部誤差信號接口(3)、被校準設備(4)、傳輸總線接口(5)分別與秒脈衝信號產生模塊(1)連接；硬體部分以秒脈衝信號產生模塊(1)為核心，電源(6)給整個系統供電，恆溫晶振(2)給秒脈衝信號產生模塊(1)提供信號源，外部誤差信號接口(3)對秒脈衝信號產生模塊(1)提供誤差校準信號，通過秒脈衝信號產生模塊(1)產生的秒脈衝信號通過傳輸總線接口(5)送給被校準設備(4)進行秒脈衝的校準；控制軟體設置在秒脈衝信號產生模塊(1)的FPGA模塊中，用於秒脈衝信號的合成、誤差數據獲取、秒脈衝信號傳遞延遲計算以及接口的轉換控制。
2.根據權利要求1所述的車載設備用秒脈衝信號生成裝置，其特徵在於所述的恆溫晶振(2)輸出信號頻率為10MHz。
3.根據權利要求1所述的車載設備用秒脈衝信號生成裝置，其特徵在於所述秒脈衝信號產生模塊(1)中的FPGA採用CPLD替代。
全文摘要
本發明提供了一種車載設備用秒脈衝信號生成裝置，包括硬體部分和控制軟體，硬體部分的恆溫晶振、外部誤差信號接口、被校準設備、傳輸總線接口分別與秒脈衝信號產生模塊連接；硬體部分以秒脈衝信號產生模塊為核心，恆溫晶振給秒脈衝信號產生模塊提供信號源，外部誤差信號接口對秒脈衝信號產生模塊提供誤差校準信號，通過秒脈衝信號產生模塊產生的秒脈衝信號通過傳輸總線接口送給被校準設備進行秒脈衝的校準；控制軟體設置在秒脈衝信號產生模塊的FPGA模塊中，用於秒脈衝信號的合成、誤差數據獲取、秒脈衝信號傳遞延遲計算以及接口的轉換控制。本發明能給被校準設備提供性價比較高的秒脈衝信號，具有結構簡單、成本低、性能穩定等優點。
文檔編號G04G7/00GK102323741SQ20111018399
公開日2012年1月18日 申請日期2011年7月4日 優先權日2011年7月4日
發明者嚴發寶, 仲麗萍, 官琴, 張文娟, 蘇豔蕊, 陳偉, 陳先玉, 陳琴, 黃銳 申請人:四川省綿陽西南自動化研究所