gps時(shí)間的同步處理和發(fā)送的研究--畢業(yè)論文

1、<p><b>　　摘 要</b></p><p>　　時(shí)間統(tǒng)一技術(shù)是由導(dǎo)彈、航天試驗(yàn)的需要而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)技術(shù)，隨著現(xiàn)代武器裝備、導(dǎo)航、通信、電力等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的工程和科學(xué)領(lǐng)域需要時(shí)間統(tǒng)一。國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的IRIG-B格式時(shí)間碼（簡(jiǎn)稱(chēng)B碼）作為時(shí)間同步標(biāo)準(zhǔn)，在靶場(chǎng)測(cè)量、控制、通信、氣象等設(shè)備廣泛采用。</p><p>　　本課題根據(jù)國(guó)際通用的IRI

2、G-B格式時(shí)間碼，并遵照IV型B碼終端設(shè)計(jì)的要求，以Atmel公司的ATmega128單片機(jī)作為解調(diào)控制單元，Atmel公司的大規(guī)?？删幊唐骷嗀TF1508作為分頻鏈和計(jì)數(shù)鏈，輔以必要的模擬電路，設(shè)計(jì)出B碼時(shí)統(tǒng)終端。該終端可以解調(diào)B碼DC碼，AC碼GPS時(shí)間信號(hào)，將串行時(shí)間信息轉(zhuǎn)化為用戶要求的時(shí)間序列，并提供系統(tǒng)需要的各種同步信號(hào)。此系統(tǒng)同時(shí)帶有時(shí)間源發(fā)生器，并且內(nèi)部帶有B碼源，將時(shí)統(tǒng)終端的時(shí)間信息進(jìn)行調(diào)制成AC碼和DC碼，通過(guò)傳輸信道

3、發(fā)回B碼時(shí)間分站，以供時(shí)間分站對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行修時(shí)和控制。</p><p>　　關(guān)鍵詞：時(shí)統(tǒng)終端 B碼 GPS DC碼 AC碼</p><p><b>　　ABSTRACT</b></p><p>　　Timing system is a new technology accompanying with requirement ofmis

4、sile and spaceflight.With the developmeng of modern weapons,navigation,communication and electric power,more and more engineering and scientific fields need timing unification.International popular IRIG-B code is used as

5、 time synchronization standard,which,is adopted in device of testing inshooting range,contrlling, communication an weather. </p><p>　　The paper discusses the timing equipment according to format of IRIG-B

6、code and standard of IV timing equipment ,in which,ATmega128single chip computer of Atmel company is used as controlling unit ofdemodulation an ATF1508 FPGA is used as counter chain and frequency chain.The timing equipme

7、ntcan demodulate DC code,AC code of IRIG-B and GPS time,and then transfer serial time to the type that rser needs and give also the synchronization pulse that keep in phase with the time.The timing equipment </p>

8、<p>　　Key words: Timing Equipment B Code GPS DC code AC code</p><p><b>　　目 錄</b></p><p>　　第一章 緒論- 0 -</p><p>　　1.1時(shí)間的概念- 1 -</p><p>　　1.2時(shí)間統(tǒng)一

9、技術(shù)- 1 -</p><p>　　1.3論文研究的目的和內(nèi)容- 3 -</p><p>　　第二章 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)統(tǒng)設(shè)備與IRIG-B碼- 5 -</p><p>　　2.1時(shí)統(tǒng)終端- 5 -</p><p>　　2.2 IRIG-B時(shí)間碼- 6 -</p><p>　　2.3 GPS- 8 -</p>

10、;<p>　　第三章 B碼時(shí)統(tǒng)終端的設(shè)計(jì)- 10 -</p><p>　　3.1總體設(shè)計(jì)- 10 -</p><p>　　3.2 B碼時(shí)間解調(diào)部分的設(shè)計(jì)- 13 -</p><p>　　3.3 B碼時(shí)間調(diào)制部分的設(shè)計(jì)- 19 -</p><p>　　3.4 GPS時(shí)間信息的解調(diào)- 21 -</p>&l

11、t;p>　　第四章 可靠性分析- 23 -</p><p>　　4.1 B碼解調(diào)精度分析- 23 -</p><p>　　4.2 B碼終端可靠性分析- 24 -</p><p>　　第五章 發(fā)展和展望- 25 -</p><p>　　5.1時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的發(fā)展方向- 25 -</p><p>　　5.2時(shí)

12、間統(tǒng)一技術(shù)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用- 26 -</p><p>　　結(jié) 論- 28 -</p><p>　　參 考 文 獻(xiàn)- 29 -</p><p>　　致 謝- 30 -</p><p>　　附 錄1- 31 -</p><p><b>　　第一章 緒論</b></p&

13、gt;<p><b>　　1.1時(shí)間的概念</b></p><p>　　在世界上的多種語(yǔ)言中，時(shí)間一詞有著幾種不同的含義。國(guó)際電信聯(lián)盟（ITU）在其所推薦的有關(guān)時(shí)間頻率的術(shù)語(yǔ)中這樣解釋和定義時(shí)間：“在英語(yǔ)中，時(shí)間一詞用于說(shuō)明在一個(gè)選定的時(shí)間尺度上的一個(gè)瞬間。”在一種時(shí)間尺度中，它指的是2件事件之間的或1個(gè)事件所持續(xù)時(shí)間的時(shí)間間隔的量度。顯然,時(shí)間是一種不可逆的順序事件的連續(xù)集,

14、這和漢語(yǔ)中有關(guān)時(shí)間的結(jié)論不謀而合【1】。</p><p>　　至于“時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)”（Time Standard），ITU-R作了如下定義和解釋?zhuān)骸阿儆糜趯?shí)現(xiàn)時(shí)間單位的設(shè)備；②用于實(shí)現(xiàn)一個(gè)時(shí)間尺度的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)設(shè)備，該時(shí)間尺度符合于秒定義和一個(gè)適當(dāng)選擇的原點(diǎn)。”</p><p>　　顯然，其所定義的“時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)”指的是“設(shè)備”。易于理解的是，這顯然是與無(wú)線電計(jì)量中的“頻率標(biāo)準(zhǔn)”類(lèi)比而言的。不管是從其生

15、產(chǎn)的淵源的復(fù)雜性（頻率標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)生的尺度單位和天象決定的時(shí)刻的協(xié)調(diào)），還是從實(shí)際應(yīng)該的方便性上（時(shí)間尺度方便于量值傳遞），已遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出上述設(shè)備含義而形成一個(gè)重要的研究和應(yīng)用領(lǐng)域了。</p><p>　　從一般原理上說(shuō)，周期性的現(xiàn)象或物理過(guò)程可以用來(lái)計(jì)量時(shí)間。作為基準(zhǔn)，要求這種周期現(xiàn)象必須是惟一的，穩(wěn)定的，可長(zhǎng)期穩(wěn)定復(fù)現(xiàn)的。</p><p><b>　　1.2時(shí)間統(tǒng)一技術(shù)</b&g

16、t;</p><p>　　時(shí)間統(tǒng)一技術(shù)是由于導(dǎo)彈，航天試驗(yàn)的需要而發(fā)展起來(lái)的一門(mén)新技術(shù)，隨著現(xiàn)代武器裝備，導(dǎo)航，通信，電力等科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，越來(lái)越多的工程和科學(xué)領(lǐng)域需要時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)，并且在國(guó)防科研中應(yīng)用廣泛。</p><p>　　1.2.1時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)</p><p>　　時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)是向國(guó)防科研試驗(yàn)提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和頻率信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)時(shí)間和頻率的統(tǒng)一，有各種

17、電子設(shè)備組成的一套完整的系統(tǒng)。完整的時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的組成由圖1.1所示。</p><p>　　圖1.1 時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的組成</p><p>　　其中，國(guó)家時(shí)間頻率基準(zhǔn)根據(jù)各國(guó)不同情況，大多數(shù)位于天文臺(tái)，計(jì)量部門(mén)或時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室。對(duì)于某些工作地域較小的國(guó)防科研試驗(yàn)，可不需要與國(guó)家時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)保持一致，可以根據(jù)實(shí)際的需要，確定該試驗(yàn)中心的時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)作為本系統(tǒng)的時(shí)間頻率的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。<

18、;/p><p>　　授時(shí)臺(tái)可以通過(guò)無(wú)線電的方式傳遞時(shí)間頻率量值，時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)正是基于此，通過(guò)授時(shí)臺(tái)送至各個(gè)時(shí)統(tǒng)設(shè)備所在地，以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的時(shí)間統(tǒng)一。對(duì)于某些工作地域較小的國(guó)防科研試驗(yàn)，可不需要與國(guó)家時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)保持一致，可以根據(jù)實(shí)際的需要，可采用有線或無(wú)線信道，將該系統(tǒng)中心的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間頻率信號(hào)傳送到各個(gè)時(shí)統(tǒng)設(shè)備。</p><p>　　定時(shí)校頻接收機(jī)用來(lái)接收授時(shí)臺(tái)發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間頻率信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)本地

19、時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的同步和本地頻率信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的校準(zhǔn)。條件允許時(shí)，時(shí)統(tǒng)設(shè)備應(yīng)配置2種精度相當(dāng)?shù)亩〞r(shí)校頻接收機(jī)。</p><p>　　頻率標(biāo)準(zhǔn)是向時(shí)碼產(chǎn)生器提供標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)，以讓時(shí)碼產(chǎn)生器產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的源，其頻率準(zhǔn)確度和頻率穩(wěn)定度直接影響標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)的質(zhì)量。</p><p>　　時(shí)碼產(chǎn)生器將頻率標(biāo)準(zhǔn)送來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)通過(guò)分頻就可以得到秒、分、時(shí)、天等時(shí)間標(biāo)志，但這時(shí)的時(shí)間并未和標(biāo)準(zhǔn)

20、時(shí)間同步。與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間對(duì)時(shí)的過(guò)程稱(chēng)為定時(shí)，即用定時(shí)接收機(jī)送來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)同步時(shí)碼產(chǎn)生器的時(shí)間。時(shí)統(tǒng)設(shè)備與用戶設(shè)備的接口稱(chēng)為標(biāo)準(zhǔn)時(shí)碼信號(hào)。時(shí)碼產(chǎn)生器完成將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間編碼成標(biāo)準(zhǔn)時(shí)碼信號(hào)，為了保證其工作的可靠性均進(jìn)行冗余設(shè)計(jì)。</p><p>　　時(shí)碼分配放大器將時(shí)碼產(chǎn)生器送來(lái)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)碼信號(hào)，根據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，變換為與用戶設(shè)備接口的標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)碼信號(hào)并經(jīng)分路、放大后送給用戶設(shè)備[9]。</p><p&

21、gt;　　用戶部分采用國(guó)際通用的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)碼信號(hào)作為時(shí)統(tǒng)設(shè)備和用戶間的標(biāo)準(zhǔn)接口信號(hào)，用戶所需的各類(lèi)時(shí)間信號(hào)不是由時(shí)統(tǒng)設(shè)備直接提供，而是由用戶內(nèi)的時(shí)碼接口終端將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)碼信號(hào)作為同步信號(hào)來(lái)產(chǎn)生自己所需的各類(lèi)時(shí)間信號(hào)。</p><p>　　1.2.2時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)的要求</p><p><b>　　(1)時(shí)間同步誤差</b></p><p>　

22、　時(shí)間同步誤差可以說(shuō)是對(duì)時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)最基本的也是最關(guān)鍵的要求。時(shí)間同步誤差可分為絕對(duì)時(shí)間同步誤差（即時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的時(shí)間與時(shí)間基準(zhǔn)之差）和相對(duì)時(shí)間同步誤差（即時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)內(nèi)部各站同步時(shí)間誤差）2種。從國(guó)防科研試驗(yàn)測(cè)量的機(jī)理來(lái)看，對(duì)測(cè)量誤差起主要影響的是相對(duì)時(shí)間同步誤差。</p><p>　　(2)測(cè)量準(zhǔn)確度和頻率誤差</p><p>　　當(dāng)測(cè)量設(shè)備的本振頻率需要用時(shí)統(tǒng)設(shè)備的頻率標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)時(shí)，

23、就會(huì)對(duì)頻率標(biāo)準(zhǔn)的頻率準(zhǔn)確度提出要求。此時(shí)對(duì)頻率準(zhǔn)確度的要求是應(yīng)比欲校準(zhǔn)的頻率準(zhǔn)確度高1個(gè)數(shù)量級(jí)。</p><p><b>　　(3)頻率穩(wěn)定度</b></p><p>　　頻率穩(wěn)定度表征標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)噪聲的大小?，F(xiàn)在趨向于測(cè)速設(shè)備自配穩(wěn)定度滿足要求的本振源，其頻率準(zhǔn)確度可用時(shí)統(tǒng)設(shè)備的頻率設(shè)備來(lái)校準(zhǔn)。</p><p>　　時(shí)統(tǒng)設(shè)備本省出于對(duì)保證頻率

24、準(zhǔn)確度和所提供時(shí)間信號(hào)穩(wěn)定性要求等的考慮，也會(huì)提出相應(yīng)的對(duì)頻率穩(wěn)定度的要求</p><p>　　(4)取樣信號(hào)周期抖動(dòng)</p><p>　　取樣信號(hào)的周期應(yīng)該準(zhǔn)確、均勻，而且必須與秒信號(hào)保持嚴(yán)格的同步關(guān)系。大多數(shù)情況下，測(cè)量系統(tǒng)僅關(guān)心取樣信號(hào)的時(shí)刻是否準(zhǔn)確，即前面提到的時(shí)間同步誤差。但對(duì)于測(cè)速設(shè)備來(lái)說(shuō)，對(duì)取樣信號(hào)周期的一致性提出了很高的要求。</p><p>　　1

25、.3論文研究的目的和內(nèi)容</p><p>　　在靶場(chǎng)的許多設(shè)備中，其監(jiān)控系統(tǒng)需要實(shí)時(shí)記錄各種數(shù)據(jù),同時(shí)要打上正確的時(shí)間標(biāo)記。實(shí)現(xiàn)的方法是在監(jiān)控系統(tǒng)中配置適當(dāng)規(guī)模的B碼時(shí)統(tǒng)終端，它接收時(shí)統(tǒng)主站輸出的IRIG—B碼,產(chǎn)生出適合測(cè)控系統(tǒng)使用的時(shí)間信號(hào)。該終端設(shè)備，往往具備以下3種技術(shù)要求: ①能夠?qū)涣鰾碼和直流B碼進(jìn)行處理，最終將時(shí)、分、秒、毫秒等時(shí)間信息以串行BCD碼的形式送入計(jì)算機(jī)；②能夠準(zhǔn)確提取出和主站同步的幀

26、參考點(diǎn)，并提供各種同步脈沖；③在無(wú)B 碼的情況下,通過(guò)鍵盤(pán)預(yù)置時(shí)間,最終仍將時(shí)、分、秒、毫秒信息及同步脈沖送出。</p><p>　　本論文出于此目的，設(shè)計(jì)了基于ATmega128和FPGA技術(shù)的新型B碼解調(diào)終端和接口電路。在本設(shè)計(jì)中，采用高速的單片機(jī)、超大規(guī)?？删幊碳呻娐泛蜕倭磕M解調(diào)電路相配合的方法，不僅大大減小了B碼終端設(shè)備的體積,而且增強(qiáng)了系統(tǒng)穩(wěn)定性。本論文主要的工作點(diǎn)如下：</p>&l

27、t;p>　　(1)研究了國(guó)際通用的IRIG—B格式時(shí)間碼，并遵照IV型B碼終端設(shè)計(jì)的要求，設(shè)計(jì)出的時(shí)統(tǒng)終端可以接收B碼DC碼，AC碼和GPS時(shí)間信號(hào)，將串行時(shí)間信息轉(zhuǎn)化為用戶可以接受的時(shí)間序列，并提供系統(tǒng)需要的各種同步信號(hào)。</p><p>　　(2)該系統(tǒng)同時(shí)可以進(jìn)行時(shí)間源選擇，并內(nèi)部帶有時(shí)間源發(fā)生器，將時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)的時(shí)間信息進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制成DC碼和AC碼，通過(guò)無(wú)線信道發(fā)回B碼時(shí)間分站，以供時(shí)間分站對(duì)終端設(shè)備

28、進(jìn)行修時(shí)。</p><p>　　第二章 標(biāo)準(zhǔn)時(shí)統(tǒng)設(shè)備與IRIG-B碼</p><p><b>　　2.1時(shí)統(tǒng)終端</b></p><p>　　時(shí)統(tǒng)設(shè)備送給用戶的是標(biāo)準(zhǔn)格式的時(shí)間編碼信號(hào)。然而只有很少的用戶是直接使用這種時(shí)間編碼信號(hào)的，絕大多數(shù)用戶所需要的各種時(shí)間頻率信號(hào)都不能從時(shí)統(tǒng)設(shè)備直接獲得的。用戶設(shè)備需將接收到的時(shí)間編碼信號(hào)經(jīng)過(guò)譯碼后，使自

29、己產(chǎn)生的各種時(shí)間信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)實(shí)現(xiàn)同步，完成這一個(gè)功能的設(shè)備稱(chēng)為時(shí)統(tǒng)設(shè)備。時(shí)統(tǒng)設(shè)備是時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的重要組成，它是國(guó)防科研試驗(yàn)的重要設(shè)備之一。時(shí)統(tǒng)設(shè)備是向國(guó)防科研試驗(yàn)各個(gè)參試設(shè)備提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)和標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)的設(shè)備。由于參試各站的設(shè)備實(shí)現(xiàn)了時(shí)間統(tǒng)一，從而使整個(gè)國(guó)防科研試驗(yàn)系統(tǒng)也實(shí)現(xiàn)了時(shí)間統(tǒng)一。因此時(shí)統(tǒng)設(shè)備是國(guó)防科研試驗(yàn)重要設(shè)備之一。時(shí)統(tǒng)設(shè)備的組成如圖2.1所示[2]。</p><p>　　圖2.1 時(shí)統(tǒng)設(shè)備的組

30、成</p><p>　　時(shí)統(tǒng)設(shè)備提供給用戶設(shè)備的應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間和標(biāo)準(zhǔn)頻率信號(hào)。時(shí)統(tǒng)與用戶設(shè)備的關(guān)系如圖2.2所示。</p><p>　　圖2.2 時(shí)統(tǒng)設(shè)備向用戶設(shè)備發(fā)送標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間碼信號(hào)</p><p>　　時(shí)統(tǒng)設(shè)備向各個(gè)用戶設(shè)備送出的是與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間碼信號(hào)，這個(gè)信號(hào)既應(yīng)該有用戶設(shè)備所需要的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)，還應(yīng)該有與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間保持高精度同步的時(shí)間信號(hào)，如秒信號(hào)。&

31、lt;/p><p>　　保證系統(tǒng)的時(shí)間統(tǒng)一是時(shí)統(tǒng)設(shè)備的最根本的任務(wù)。絕大多數(shù)情況下國(guó)家時(shí)頻基準(zhǔn)對(duì)系統(tǒng)時(shí)間統(tǒng)一的誤差是可以忽略不計(jì)的，只有當(dāng)系統(tǒng)的時(shí)間統(tǒng)一的精度達(dá)到10ns量級(jí)時(shí)才需考慮國(guó)家時(shí)頻基準(zhǔn)對(duì)時(shí)間統(tǒng)一的影響。</p><p>　　時(shí)統(tǒng)設(shè)備設(shè)計(jì)或配置也需根據(jù)系統(tǒng)對(duì)時(shí)間同步精度的要求來(lái)確定。尤其是時(shí)統(tǒng)設(shè)備中的頻率標(biāo)準(zhǔn)對(duì)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的時(shí)間同步精確度起十分關(guān)鍵的作用。守時(shí)就是設(shè)備保持精密時(shí)間的能力。

32、守時(shí)的能力是時(shí)統(tǒng)設(shè)備實(shí)現(xiàn)時(shí)間統(tǒng)一關(guān)鍵的指標(biāo)。</p><p>　　2.2 IRIG-B時(shí)間碼 </p><p>　　時(shí)統(tǒng)設(shè)備的體制標(biāo)準(zhǔn)化的關(guān)鍵，是使時(shí)統(tǒng)設(shè)備向用戶設(shè)備發(fā)送的時(shí)間信號(hào)實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。標(biāo)準(zhǔn)化的時(shí)間信號(hào)應(yīng)是含有時(shí)間信息編碼的串行時(shí)間碼，該碼應(yīng)有與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間精確同步的時(shí)間信號(hào)，適應(yīng)于信道傳輸，起碼位最好留有適當(dāng)空位，以便于特殊情況的需要和為今后的發(fā)展留有余地。常見(jiàn)的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間碼有IRIG

33、-A時(shí)間碼，IRIG-B時(shí)間碼, IRIG-G時(shí)間碼，NASA36時(shí)間碼，XR3時(shí)間碼【15】。下面著重對(duì)IRIG-B碼進(jìn)行介紹。</p><p>　　IRIG-B時(shí)間碼的實(shí)際應(yīng)用廣泛，IRIG-B時(shí)間碼中控制功能有27個(gè)碼元可供使用。控制功能是在制定編碼標(biāo)準(zhǔn)時(shí)保留一些碼元用于各種控制、識(shí)別和其他特殊目的的功能編碼，規(guī)定了它僅用于靶場(chǎng)內(nèi)部而不應(yīng)用靶場(chǎng)間。IRIG-B時(shí)間碼的時(shí)幀周期為1s，每刷新1次時(shí)間信息，用戶

34、可每秒與時(shí)統(tǒng)設(shè)備同步一次，或每秒鐘1次監(jiān)視同步情況，一般情況下這已滿足系統(tǒng)的要求，因此選用每秒1幀的時(shí)間碼是較為合適的。IRIG-B時(shí)間碼由于速率適中，編碼的信息量較為豐富，因而是國(guó)外大多數(shù)時(shí)統(tǒng)設(shè)備采用IRIG-B時(shí)間碼的主要原因。</p><p>　　IRIG-B(DC)碼是每秒一幀的時(shí)間串碼，每個(gè)碼元寬度為10ms，一個(gè)時(shí)幀周期包括100個(gè)碼元，為脈寬編碼。碼元的“準(zhǔn)時(shí)”參考點(diǎn)是其脈沖前沿，時(shí)幀的參考標(biāo)志由一

35、個(gè)位置識(shí)別標(biāo)志和相鄰的參考碼元組成，其寬度為8ms；每10個(gè)碼元有一個(gè)位置識(shí)別標(biāo)志：P1、P2、P3、…、P9、P0，它們均為8ms寬度；PR為幀參考點(diǎn)；“1”和“0”分別代表寬為5ms和2ms． </p><p>　　一個(gè)時(shí)間格式幀從幀參考標(biāo)志開(kāi)始。因此連續(xù)兩個(gè)8ms寬脈沖表明秒的開(kāi)始，如果從第2個(gè)8ms開(kāi)始對(duì)碼元進(jìn)行編碼，分別為第0，1，2，…，99個(gè)碼元。在B碼時(shí)間格式中含有天、時(shí)、分、秒，時(shí)序?yàn)?/p>

36、秒－分－時(shí)－天，所占信息位為秒7位、分7位、時(shí)6位、天10位，其位置在P0～P5之間，P6～P0包含其他控制信息。其中“秒”信息：第1，2，3，4，6，7，8碼元；“分”信息：第10，ll，12，13，15，16，17碼元；“時(shí)”信息：第20，21，22，23，25，26，27碼元；第5，14，24碼元為索引標(biāo)志，寬度為2ms。時(shí)、分、秒均用BCD碼表示，低位在前，高位在后，個(gè)位在前，十位在后。圖2-3為IRIG-B格式時(shí)間碼原始碼.

37、</p><p>　　圖2.3 IRIG-B格式碼原碼</p><p>　　對(duì)遠(yuǎn)離時(shí)統(tǒng)設(shè)備而只有窄帶信道相聯(lián)系的用戶，可以采用B(DC)碼調(diào)制的方法，即將B(DC)碼調(diào)制成B(AC)碼(交流碼也是沿用IRIG標(biāo)準(zhǔn)的稱(chēng)呼)再進(jìn)行傳輸【10】。</p><p>　　圖2.4 B(DC)碼與B(AC)碼</p><p>　　B(DC)碼調(diào)制成B(

38、AC)碼的方法如圖2.4所示。它是用B(DC)碼對(duì)1kHz正弦信號(hào)進(jìn)行幅度調(diào)制，但是由于B(AC)碼傳送的是精確時(shí)間信號(hào)，因此與一般的幅度調(diào)制不同：一是1kHz正弦信號(hào)必須與產(chǎn)生B(DC)碼的信號(hào)共源，這樣可以保持兩者的時(shí)間關(guān)系一直不變；二是為了使用戶能得到精確的時(shí)間信號(hào)，要求B(AC)碼從低幅到高幅的正弦信號(hào)的正交過(guò)零點(diǎn)(如圖2.4中的A點(diǎn))與B(DC)碼的準(zhǔn)時(shí)點(diǎn)(即脈沖前沿)嚴(yán)格保持一致。這樣用戶可從對(duì)B(AC)碼從低幅到高幅的正交

39、過(guò)零點(diǎn)的精密檢測(cè)得到精確的時(shí)間信號(hào)。B(AC)碼高幅與低幅之比，稱(chēng)為調(diào)制比。</p><p><b>　　2.3 GPS</b></p><p>　　2.3.1 GPS介紹</p><p>　　1973年，為了建立安全的衛(wèi)星導(dǎo)航裝置，美國(guó)批準(zhǔn) Timation項(xiàng)目，開(kāi)始GPS (Global Positioning System)系統(tǒng)的建設(shè)工作

40、。1978年，第一顆GPS衛(wèi)星發(fā)射成功。到1993，共發(fā)射了24顆衛(wèi)星，建成了新一代衛(wèi)星導(dǎo)航、定位和授時(shí)系統(tǒng)。它由分布在6條軌道上距地球大約2萬(wàn)公里的24顆衛(wèi)星組成，能全球覆蓋、全天候工作、全天24小時(shí)連續(xù)實(shí)時(shí)地向地面用戶提供高精度位置、速度和時(shí)間信息。GPS傳遞的時(shí)間能在全球范圍內(nèi)與世界協(xié)調(diào)時(shí)(UTC) 保持高精度同步，是迄今為止傳播范圍最廣、精度最高的無(wú)線電時(shí)鐘信號(hào)源。</p><p>　　GPS的設(shè)計(jì)目的是

41、用于美國(guó)的軍事領(lǐng)域，具有很高的可靠性,同時(shí)在降低精度的條件下兼供全世界民用領(lǐng)域。因此，在一定意義上講，GPS已成為一項(xiàng)全球共享的高技術(shù)資源。</p><p>　　GPS系統(tǒng)由24顆衛(wèi)星和五個(gè)地面站組成，其中21顆為工作衛(wèi)星，3顆備用，可以保證地球上每一個(gè)地點(diǎn)在任何時(shí)刻都有四顆衛(wèi)星覆蓋。每一顆衛(wèi)星上都裝有一個(gè)精確到十億分之一秒的原子鐘，GPS衛(wèi)星不斷發(fā)射包含其位置和精確時(shí)間的數(shù)字無(wú)線電信號(hào)，同時(shí)，每當(dāng)衛(wèi)星飛越地面站

42、，地面站就對(duì)其位置和時(shí)間進(jìn)行校正。GPS接收裝置和當(dāng)?shù)氐臉?biāo)準(zhǔn)時(shí)間構(gòu)成了一個(gè)四維方程，因此，利用四顆衛(wèi)星的信號(hào)，便可以精確確定接收裝置的位置和時(shí)間。假設(shè)GPS接收裝置的位置為P0 (x, y, z)，接收到第一顆衛(wèi)星的時(shí)間和地點(diǎn)信息為T(mén)1和P1的當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)時(shí)間為t0，接收到第二顆衛(wèi)星時(shí)間和地點(diǎn)信息T2和P2的當(dāng)?shù)貥?biāo)準(zhǔn)時(shí)間為t0+dtl，接收到第三顆衛(wèi)星時(shí)間和地點(diǎn)信息T3和P3的當(dāng)?shù)貢r(shí)間為t0+dt2，接收到第四顆衛(wèi)星時(shí)間和地點(diǎn)信息T4和P4

43、的當(dāng)?shù)貢r(shí)間為t0+dt3，其中dtl, dt2, dt3由GPS接收裝置本身較為精確的時(shí)鐘源提供，通常只需要這個(gè)時(shí)鐘源的精度同普通石英手表類(lèi)似就能滿足要求，則可以列出四個(gè)方程：</p><p>　　(P1-P0)/(t0-T1)=光速 (2.1)</p><p>　　(P2-P0)/(t0+dtl-T2)=光速

44、 (2.2)</p><p>　　(P3-P0)/(t0+dt2-T3)=光速 (2.3)</p><p>　　(P4-P0)/(t0+dt3-T4)=光速 (2.4)</p><p>　　由此四個(gè)方

45、程，可以非常方便地求解出GPS 接收器位置的時(shí)間和地點(diǎn)信息。因此，利用GPS 信號(hào)，可以非常方便地構(gòu)成一個(gè)精確的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同步方法。</p><p>　　2.3.2 GPS授時(shí)的優(yōu)勢(shì)</p><p>　　GPS不僅是高精度的全球定位系統(tǒng)，也是高精度的實(shí)時(shí)時(shí)間信號(hào)源。分散數(shù)千米之遙的各GPS接收機(jī)輸出的時(shí)間信號(hào)1PPS（秒脈沖）與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的最大誤差不超過(guò)1uS,授時(shí)型OEM板1PPS精度可達(dá)5

46、0ns ，所以可以認(rèn)為是同步的。另外，GPS授時(shí)具有抗干擾能力強(qiáng)，保密性好的優(yōu)點(diǎn)。GPS接收機(jī)有秒脈沖、毫秒脈沖及時(shí)間信息、方位信息輸出，具有標(biāo)準(zhǔn)RS－232串行接口，可供計(jì)算機(jī)及其它設(shè)備使用。它也能為遙測(cè)站的合理布局提供定位依據(jù)[11]。</p><p>　　因此，若分散在各地的各測(cè)控設(shè)備都采用GPS時(shí)間，則可免去各測(cè)控設(shè)備與測(cè)控中心之間的時(shí)間信息傳遞，減少通訊線路傳遞各種信號(hào)的負(fù)擔(dān)，簡(jiǎn)化測(cè)控設(shè)備的構(gòu)成，實(shí)現(xiàn)高

47、精度的時(shí)間同步，而且現(xiàn)在許多靶場(chǎng)測(cè)控設(shè)備都采用移動(dòng)方式，有的甚至沒(méi)有傳輸通道，所以GPS授時(shí)是靶場(chǎng)測(cè)控設(shè)備在未來(lái)發(fā)展中的需要，具有良好的應(yīng)用價(jià)值。</p><p>　　第三章 B碼時(shí)統(tǒng)終端的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.1總體設(shè)計(jì)</b></p><p>　　3.1.1系統(tǒng)功能模塊劃分</p><p>　　時(shí)統(tǒng)

48、終端為系統(tǒng)提供絕對(duì)時(shí)間和各種同步脈沖信號(hào)。該終端接受中心時(shí)統(tǒng)的IRIG-B碼，如果加裝GPS授時(shí)板，具備GPS天文授時(shí)功能。同時(shí)，該系統(tǒng)回送一路AC碼和DC碼作為修時(shí)用，向各單元送出各種同步脈沖。系統(tǒng)通過(guò)按鍵與液晶顯示與用戶進(jìn)行交互。</p><p>　　時(shí)統(tǒng)終端由主機(jī)板、顯示板、接口板、GPS授時(shí)板組成，可根據(jù)機(jī)箱結(jié)構(gòu)需要靈活組裝。如圖3.1所示。</p><p>　　圖3.1時(shí)統(tǒng)終端硬

49、件框圖</p><p>　　各個(gè)模塊完成的功能如下：</p><p><b>　　(1)主控板 </b></p><p>　　解調(diào)IRIG-B碼；</p><p><b>　　接收GPS時(shí)間；</b></p><p>　　延時(shí)修正，修時(shí)范圍±999999µ

50、s；</p><p>　　產(chǎn)生秒脈沖以及各種頻率同步脈沖；</p><p>　　產(chǎn)生終端解調(diào)后調(diào)制的回送B碼；</p><p><b>　　(2)顯示板</b></p><p>　　顯示時(shí)間、工作方式、工作狀態(tài)等信息；</p><p><b>　　掃描鍵盤(pán)；</b></

51、p><p>　　與通信系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換；</p><p><b>　　設(shè)置工作方式。</b></p><p>　　(3)接口板完成TTL-RS485接口的轉(zhuǎn)換功能。</p><p>　　(4)GPS授時(shí)板產(chǎn)生GPS時(shí)間。</p><p>　　(5)電源模塊采用穩(wěn)壓電源輸入，通過(guò)穩(wěn)壓模塊得到+12，-1

52、2,+5，-5伏各種電壓，并自帶濾波電路，保證電壓的穩(wěn)定度。</p><p><b>　　3.1.2原理框圖</b></p><p>　　時(shí)統(tǒng)終端原理框圖如圖3.2所示。其中，解調(diào)單片機(jī)為ATmega128,利用單片機(jī)的內(nèi)部A/D口將AC碼轉(zhuǎn)化成數(shù)字量，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化處理，進(jìn)行數(shù)字化解調(diào)。該單片機(jī)內(nèi)部的定時(shí)計(jì)數(shù)器有三個(gè)，利用其定時(shí)器1的輸入捕獲功能可以完成DC碼的解調(diào)。在

53、解調(diào)單片機(jī)完成時(shí)間同步碼元的檢測(cè)后，發(fā)出粗解調(diào)信號(hào)給FPGA,以提供精確的準(zhǔn)時(shí)時(shí)刻。</p><p>　　接口電路完成差分信號(hào)和TTL電平的轉(zhuǎn)換，并帶有保護(hù)功能，保護(hù)整個(gè)系統(tǒng)的工作不受外界干擾的侵入。</p><p>　　總之，該系統(tǒng)將解調(diào)單元和控制單元進(jìn)行合理的功能劃分，主控單元完成用戶的按鍵輸入和時(shí)間信息的顯示；解調(diào)單元完成時(shí)間的解調(diào)和調(diào)制，并給出各種同步脈沖。該系統(tǒng)以國(guó)軍標(biāo)中對(duì)B碼終

54、端的要求為藍(lán)本，實(shí)現(xiàn)了B碼AC碼、DC碼、GPS時(shí)間的解調(diào)，并產(chǎn)生與時(shí)間同步的各種脈沖，統(tǒng)一了測(cè)控系統(tǒng)的時(shí)間和頻率標(biāo)準(zhǔn)。</p><p>　　圖3.2 時(shí)統(tǒng)終端原理框圖</p><p>　　3.1.3總體軟件設(shè)計(jì)</p><p>　　解碼程序放在解調(diào)單片機(jī)ATmega128內(nèi)部程序內(nèi)，能夠完成對(duì)FPGA的解碼控制和粗解調(diào)脈沖的發(fā)出，以及GPS時(shí)間的解碼處理。其解碼程

55、序流程圖如圖3.3所示。 </p><p>　　圖3.3 解碼程序流程圖</p><p>　　3.1.4 B碼時(shí)統(tǒng)終端的技術(shù)指標(biāo)</p><p>　　(1)具有守時(shí)功能，一小時(shí)漂移≤300µs</p><p><b>　　(2)輸入接口</b></p><p&

56、gt;　　(a) IRIG-B交流 （AC） 碼</p><p>　　幅度：0.5Vp_p～10Vp_p</p><p>　　調(diào)制比：2：1～6：1</p><p>　　負(fù)載：600Ω平衡輸入</p><p>　　(b) IRIG-B（DC）碼</p><p>　　RS-485接口和GB11014-90標(biāo)準(zhǔn)</p

57、><p><b>　　(c) GPS授時(shí)</b></p><p>　　信息：異步通訊接口，TTL電平</p><p>　　授時(shí)秒（1Hz）：接口，TTL電平</p><p>　　種類(lèi)：定位和定時(shí)信號(hào)</p><p><b>　　(d) 頻標(biāo)</b></p><

58、p>　　5MHz高精度頻標(biāo)；</p><p><b>　　精度優(yōu)于10-7</b></p><p><b>　　穩(wěn)定度優(yōu)于10－7</b></p><p>　　(3)同步精度及延時(shí)修正</p><p>　　IRIG-B（AC）≤10µs</p><p>　　I

59、RIG-B（DC）≤1µs</p><p><b>　　GPS授時(shí)≤1µs</b></p><p>　　延時(shí)修正：±999999µs</p><p>　　(4)輸出信號(hào)及接口</p><p>　　輸出采樣頻率為25Hz絕對(duì)時(shí)間碼，RS-232接口，串行異步通</p>

60、<p>　　訊方式波特率9600bps。</p><p>　　輸出各分系統(tǒng)工作需要的同步脈沖，RS-232接口,信號(hào)為負(fù)脈沖，脈寬3～10µs</p><p>　　3.2 B碼時(shí)間解調(diào)部分的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.2.1解調(diào)原理</b></p><p>　　(1)直流碼的解調(diào) &l

61、t;/p><p>　　直流碼采用RS—485電平接口輸入與輸出．經(jīng)TTL～RS—485電平轉(zhuǎn)換芯片輸入，經(jīng)一或非門(mén)送給選擇及延時(shí)修正FPGA，經(jīng)選擇后(直流碼中斷DCINT)反送到解碼ATmega128單片機(jī)的ICP入口。Atmega128利用ICP功能，通過(guò)定時(shí)器1測(cè)量直流碼高電平的寬度，解出時(shí)間信息和秒頭脈沖，產(chǎn)生解調(diào)秒，供控制電路清零分頻鏈，使之與B碼的基準(zhǔn)秒頭同步。</p><p>　

62、　(2)交流碼的解調(diào) </p><p>　　設(shè)計(jì)的新型時(shí)統(tǒng)終端采用Atmega128單片機(jī)進(jìn)行數(shù)字解調(diào)，解調(diào)IRIG-B交流碼，采用自動(dòng)增益控制電路，將輸入AC碼的幅值進(jìn)行調(diào)整，利用Atmega128單片機(jī)的AD口，通過(guò)模數(shù)轉(zhuǎn)換，將IRIG-B碼轉(zhuǎn)換為數(shù)字量，進(jìn)行數(shù)字化解調(diào)處理，簡(jiǎn)化了硬件電路。</p><p>　　IRIG—B交流碼(AC)經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)接口后，分為兩路，一路輸入給單片機(jī)的AD

63、口；一路經(jīng)過(guò)零檢測(cè)電路形成時(shí)間基準(zhǔn)脈沖，供單片機(jī)中斷采樣。硬件示意圖如圖3.4所示。</p><p>　　圖3.4 AC碼解碼硬件圖</p><p>　　3.2.2輸入接口單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　(1)DC碼接口單元電路設(shè)計(jì)</p><p>　　直流碼有兩種接口，一種是TTL接口，另一種是485接口。本系統(tǒng)中采用485接口輸入，，

64、用戶選擇DC碼后送入單片機(jī)解調(diào)。 (2)AC碼接口單元電路設(shè)計(jì)。</p><p>　　交流碼通過(guò)變壓器隔離輸入，一路經(jīng)LM393過(guò)零比較產(chǎn)生1KHZ脈沖信號(hào)，一路經(jīng)數(shù)字電位器控制的LM324絕對(duì)值放大器，形成0～5V的正弦信號(hào)，并把輸入的B碼信號(hào)分檔進(jìn)行放大，將AC碼分為ACC1，ACC2（兩者相位差180度），選擇Atmega128不同的AD口進(jìn)行采集，拓寬對(duì)B碼輸入更寬范圍的適應(yīng)。</p>&l

65、t;p>　　3.2.3 AC碼解碼電路</p><p>　　(1)過(guò)零檢測(cè)單元電路的設(shè)計(jì)</p><p>　　過(guò)零檢測(cè)單元電路的功能是產(chǎn)生2KHZ的AC碼時(shí)間基準(zhǔn)脈沖和1KHZ的識(shí)別各種信息內(nèi)容的定位信號(hào)。交流碼通過(guò)變壓器隔離輸入后，經(jīng)LM393過(guò)零比較產(chǎn)生1 KHZ連續(xù)方波脈沖信號(hào)，作為識(shí)別各種信息內(nèi)容的定位信號(hào)。過(guò)零比較產(chǎn)生的1KHZ信號(hào)，上升沿經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123觸發(fā)，

66、產(chǎn)生250μs寬的脈沖信號(hào)AC1，下降沿經(jīng)單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器74LS123觸發(fā)產(chǎn)生250μs寬的脈沖信號(hào)AC2，兩路信號(hào)經(jīng)過(guò)FPGA控制相或后取反，形成2KHZ的時(shí)間基準(zhǔn)脈沖。硬件連線圖如圖3.5所示。</p><p>　　圖3.5 AC碼過(guò)零比較單元電路</p><p>　　(2) AC碼幅值調(diào)整電路</p><p>　　一路經(jīng)LM324組成的放大器，形成0-5V

67、的正弦信號(hào)，并把輸入的IRIG-B交流碼信號(hào)通過(guò)數(shù)字電位計(jì)進(jìn)行縮放，調(diào)整AC碼的幅值，拓寬對(duì)IRIG-B交流碼輸入更寬范圍的適應(yīng)。其中ACC1,ACC2為1：1輸出，相位相差180，進(jìn)入單片機(jī)的ADC口進(jìn)行采集，電路圖見(jiàn)圖3.6。 </p><p>　　圖3.6 AC碼幅值調(diào)整電路</p><p>　　(3)基于TL431A的基準(zhǔn)電壓模塊</p><p>　　在本設(shè)

68、計(jì)中,解碼單片機(jī)和AC碼調(diào)制電路中，具有AD變換模塊，需要精確的參考電壓，由此，設(shè)計(jì)了基于TL431A的基準(zhǔn)電壓電路。</p><p>　　TL431A 為三端可調(diào)節(jié)精密基準(zhǔn)源。通過(guò)兩個(gè)外接電阻，輸出電壓可在 Vref ( 約 2.5 V )到 20V 連續(xù)調(diào)節(jié)。該電路輸出阻抗小（0.2Ω）。開(kāi)啟特性好，在許多應(yīng)用場(chǎng)合，它能較好地替換齊納二極管。硬件示意圖如圖3.7。</p><p>　　

69、圖3.7 基準(zhǔn)電壓模塊</p><p>　　其中，Vref為參考極和陽(yáng)極之間的電壓差，其值為2.5V，一般將陽(yáng)極接地，則Vref=2.5V。利用歐姆定律，由Vo=(1+R1/R2)Vref，R2為固定電阻，R1可調(diào)，調(diào)整R1，使V0輸出為5V。</p><p>　　3.2.4 AC碼解調(diào)程序分析</p><p>　　本系統(tǒng)中，利用單片機(jī)的AD口進(jìn)行AC幅值的提取。

70、AC碼的幅值最小值為：高幅VHmin＝0．25V，低幅：Vlmin=0．25V／6＝0.042V?？紤]到Atmega128的A／D為l0位，參考電壓為5V，分辨率為5mV，對(duì)應(yīng)B碼最低幅度的轉(zhuǎn)換結(jié)果為：高幅對(duì)應(yīng)50(Dec),低幅對(duì)應(yīng)8(Dec)。由上述結(jié)果可見(jiàn)，高低幅度很容易。由于采用數(shù)字電位器，可以首先對(duì)AC碼的幅值進(jìn)行判斷，如果幅值較低，可以調(diào)整數(shù)字電位器將AC碼進(jìn)行放大。</p><p>　　圖3.8 A

71、C碼解碼流程圖</p><p>　　AC碼幅值是在2KHZ的ACINT中獲得的，ACINT的下降沿對(duì)準(zhǔn)AC碼的峰值點(diǎn)，計(jì)算兩個(gè)采樣值之間的差值(或解調(diào)出峰值的最大值和最小值，計(jì)算出中間值，根據(jù)中間值解調(diào)出高幅個(gè)數(shù))，解調(diào)出高幅個(gè)數(shù)，單片機(jī)根據(jù)高幅個(gè)數(shù)解調(diào)出IRIG-B交流碼(AC)的基準(zhǔn)秒頭，產(chǎn)生解調(diào)秒。程序流程圖如圖3.8所示。</p><p>　　3.2.5 DC碼解調(diào)程序</p

72、><p>　　DC碼的基本解調(diào)原理為測(cè)脈寬法，在本設(shè)計(jì)中，充分利用了新型Atmega128單片機(jī)的功能，利用其輸入捕獲功能，通過(guò)翻轉(zhuǎn)捕獲邊沿，測(cè)到DC碼的脈寬，解調(diào)出DC碼時(shí)間。其程序流程圖如圖3.9所示。</p><p>　　圖3.9 DC解碼流程圖</p><p>　　3.2.6 FPGA模塊在解碼中的應(yīng)用</p><p>　　在解碼模塊中，

73、單片機(jī)負(fù)責(zé)幀頭的判讀和發(fā)出粗解調(diào)脈沖，F(xiàn)PGA在接收粗解碼脈沖后，利用高精度溫補(bǔ)晶振，發(fā)出清零秒脈沖，來(lái)裝載清零分頻鏈，形成與清零秒脈沖下降沿同步的同步脈沖輸出[7]。</p><p>　　粗解調(diào)脈沖形成清零秒脈沖的波形仿真圖如圖3.10所示。其中，jsec是單片機(jī)發(fā)出的粗解調(diào)脈沖，clrsec是FPGA發(fā)出的清零秒脈沖，其脈寬為0.2us。</p><p>　　圖3-10解調(diào)秒形成清零秒

74、的波形圖</p><p>　　在解調(diào)秒下降沿同步下發(fā)出的同步脈沖波形仿真圖如圖3-11所示。</p><p>　　圖3.11 清零秒與同步脈沖關(guān)系波形圖</p><p>　　3.3 B碼時(shí)間調(diào)制部分的設(shè)計(jì)</p><p><b>　　3.3.1設(shè)計(jì)原理</b></p><p>　　B碼調(diào)制單元電路

75、的功能是將目前系統(tǒng)時(shí)間調(diào)制成DC碼和AC碼，通過(guò)有線或無(wú)線信道發(fā)回B碼基站，供時(shí)統(tǒng)中心站進(jìn)行延時(shí)檢查和解調(diào)檢查用。該模塊分為DC碼調(diào)制和AC碼調(diào)制。DC碼調(diào)制通過(guò)調(diào)制FPGA取到目前系統(tǒng)的時(shí)間信息，并利用FPGA內(nèi)部的電路將時(shí)間信息調(diào)制成DC碼。與此同時(shí)，調(diào)制FPGA產(chǎn)生AC碼波形數(shù)據(jù)的地址，與DC碼配合，將存儲(chǔ)在EEPROM數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)輸入到DAC0832,進(jìn)行數(shù)模轉(zhuǎn)換，產(chǎn)生一路標(biāo)準(zhǔn)的1KHZ IRIG—B碼的交流信號(hào)，經(jīng)變壓器回送

76、給時(shí)統(tǒng)分站或總站[8]。下面分別予以介紹。</p><p>　　3.3.2 DC碼調(diào)制</p><p>　　內(nèi)部時(shí)間的產(chǎn)生是用9個(gè)十進(jìn)制計(jì)數(shù)器級(jí)聯(lián)組成時(shí)鐘電路，用以產(chǎn)生內(nèi)部時(shí)間信號(hào)：天、時(shí)、分、秒信號(hào)。四種信號(hào)經(jīng)過(guò)緩存后順序送入并串轉(zhuǎn)換單元，將并行碼串行輸出，由7個(gè)產(chǎn)生時(shí)序脈沖的4017級(jí)聯(lián)產(chǎn)生B碼所需的三種脈沖形式，經(jīng)過(guò)邏輯門(mén)的控制將輸出的時(shí)間碼轉(zhuǎn)化成B碼。內(nèi)部電路示意圖如圖3.12所示

77、。</p><p>　　圖3.12 DC碼調(diào)制電路示意圖</p><p>　　經(jīng)過(guò)內(nèi)部模塊的合理劃分，將365進(jìn)制計(jì)數(shù)器和緩沖電路封裝為一個(gè)模塊，其輸出是100ms內(nèi)部對(duì)應(yīng)的碼元并行序列；將并串轉(zhuǎn)換和時(shí)序脈沖發(fā)生器封裝為1個(gè)模塊，其輸出為三種碼元，參考碼元，位置識(shí)別標(biāo)志和時(shí)間碼元，將這三個(gè)碼元經(jīng)過(guò)一個(gè)或門(mén)，就會(huì)得到實(shí)際的B碼輸出。最終的輸出合成的情況如圖3.13所示[4]。</p&

78、gt;<p>　　圖3.13 合成的DC碼信號(hào)</p><p>　　三種碼元輸出如圖3.14所示。其中,pluse8是脈寬為8ms 的脈沖pulse5是脈寬為5ms的脈沖，pulse2是脈寬為2ms的脈沖。</p><p>　　圖3.14 三種碼元輸出</p><p>　　3.3.3 AC碼調(diào)制</p><p>　　單片機(jī)A

79、Tmega128根據(jù)解調(diào)出的時(shí)間信息和基準(zhǔn)秒信號(hào)，控制調(diào)制FPGA產(chǎn)生直流碼和EEPROM的低12位地址信號(hào)，直流碼控制EEPROM 的最高位地址信號(hào)，將存貯在2764中的波形數(shù)據(jù)取出，送入DAC0832，在1MHz的脈沖控制下進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換，然后進(jìn)行電流到電壓的轉(zhuǎn)化，再進(jìn)行有源濾波，經(jīng)變壓器耦合后送出。在DC碼為高的情況下，A12=1,對(duì)應(yīng)地址范圍為0x1000～0x1fff；在DC碼為低的情況下，A12=0,對(duì)應(yīng)地址范圍為0x0000

80、～0x0fff。考慮到一個(gè)波形為1ms，DAC0832的轉(zhuǎn)化時(shí)間為1us，所以一個(gè)正弦波形占據(jù)1024個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn)，由此,DC碼高電平對(duì)應(yīng)的地址分別為0x1000～0x13ff，DC碼低電平對(duì)應(yīng)地址為0x0000～0x03ff。調(diào)制FPGA需要產(chǎn)生10個(gè)地址線[3]。AC調(diào)制電路見(jiàn)附錄1。</p><p>　　3.4 GPS時(shí)間信息的解調(diào)</p><p><b>　　3.4.1解調(diào)原

81、理</b></p><p>　　GPS時(shí)間由解調(diào)單片機(jī)通過(guò)串口接收GPS接收機(jī)的時(shí)間信息和秒脈沖來(lái)完成。GPS秒脈沖在整形后送入選擇及延時(shí)修正FPGA，GPS輸出信息業(yè)進(jìn)入選擇及延時(shí)修正FPGA。在用戶選擇GPS時(shí)間后，GPS時(shí)間標(biāo)志置1，接收單片機(jī)使能串口接收，接收GPS接收機(jī)發(fā)出NMEA1083語(yǔ)句并完成GPS語(yǔ)句的解析，得到UTC時(shí)間和跟蹤的衛(wèi)星的數(shù)目。單片機(jī)解調(diào)成功，通知FPGA已解調(diào)成功，F(xiàn)

82、PGA對(duì)GPS秒脈沖進(jìn)行同步整形，以形成解調(diào)秒脈沖，在此脈沖下，內(nèi)部25Hz脈沖啟動(dòng)，利用前面板單片機(jī)的串口發(fā)送得到B碼解調(diào)后的時(shí)間信息。</p><p>　　3.4.2 GPS模塊介紹</p><p>　　GPS模塊選用GARMIN公司的OEM接收板，具有以下特點(diǎn):</p><p>　　(1)并行12通道瞬間鎖定可視衛(wèi)星 (2)長(zhǎng)壽命后備鋰電使重捕速度更快

83、 (3)全屏敝封裝具備優(yōu)秀抗電磁干擾特點(diǎn) (4)1PPS秒脈沖輸出精度可達(dá)到士1us (5)標(biāo)準(zhǔn)NMEA0183語(yǔ)句可選擇輸出 (6)二進(jìn)制格式輸出和motoroLa格式兼容 (7)多種供電模式、電平輸出模式可供選擇 (8)輸出電壓 3.6V－6V (9)電平輸出： RS232 (10)差分精度可達(dá)5米</p><p>　　3.4.3 GPS解調(diào)流

84、程圖</p><p>　　GPS接收采用中斷方式，并利用單片機(jī)內(nèi)部的RAM做出一個(gè)接收隊(duì)列，利用隊(duì)列的指針將GPS數(shù)據(jù)依次接收，實(shí)時(shí)處理。根據(jù)GPS規(guī)定的語(yǔ)法進(jìn)行判讀，得到時(shí)間信息，發(fā)出解調(diào)秒，解調(diào)流程圖，如圖3.15所示。</p><p>　　圖3.15 GPS時(shí)間解調(diào)流程圖</p><p><b>　　第四章 可靠性分析</b></p

85、><p>　　4.1 B碼解調(diào)精度分析</p><p>　　4.1.1 直流（DC）碼解調(diào)精度</p><p>　　DC碼解調(diào)精度示意圖如圖5.1所示，解碼單元的單片機(jī)根據(jù)B碼找到基準(zhǔn)秒頭（兩個(gè)連續(xù)的8ms），發(fā)出解調(diào)秒送給解調(diào)單元的FPGA，同直流碼相與形成清零秒，再形成0.2µs寬的清零秒脈沖對(duì)修時(shí)分頻鏈進(jìn)行裝載，使其與B碼基準(zhǔn)秒同步。直流碼的解調(diào)精度就是

86、直流碼的基準(zhǔn)秒前沿和清零秒脈沖寬度。</p><p>　　圖4.1 直流碼清零秒的形成過(guò)程</p><p>　　4.1.2 交流（AC）碼解調(diào)精度</p><p>　　AC碼解調(diào)精度示意圖如圖4.2所示，解碼單元的單片機(jī)根據(jù)B碼（AC碼）找到基準(zhǔn)秒頭（兩個(gè)連續(xù)的8個(gè)高幅），發(fā)出解調(diào)秒送給控制單元，同AC碼過(guò)零比較的AC1和AC2相或后的2KHZ脈沖信號(hào)相與形成清零秒

87、，再形成0.2µs寬的清零秒脈沖對(duì)修時(shí)分頻鏈進(jìn)行裝載，使其與B碼基準(zhǔn)秒同步。交流碼的解調(diào)精度就是過(guò)零比較的精度。</p><p>　　圖4.2 交流碼清零秒的形成過(guò)程</p><p>　　4.1.3 GPS解調(diào)精度</p><p>　　在GPS授時(shí)狀態(tài)下的對(duì)時(shí)精度由GPS授時(shí)板輸出的秒信號(hào)精度決定，其形成清零秒的過(guò)程如圖4.3所示。</p>

88、<p>　　圖4.3 GPS清零秒的形成過(guò)程</p><p>　　4.2 B碼終端可靠性分析</p><p><b>　　可靠性分析：</b></p><p>　　(1)傳輸線路的可靠性分析</p><p>　　B碼DC碼必須通過(guò)有線信道傳輸，AC碼可以通過(guò)有線或無(wú)線信道傳輸。AC通過(guò)信道傳輸?shù)浇K端時(shí)，經(jīng)常容易

89、造成波形失真和波形畸變，甚至誤碼,要求時(shí)統(tǒng)終端必須有一定的糾錯(cuò)能力。同時(shí)，由于GPS工作的不可預(yù)知性，GPS信號(hào)可能出現(xiàn)時(shí)有時(shí)無(wú)的現(xiàn)象，要求系統(tǒng)有守時(shí)能力。</p><p>　　(2)接口電路的可靠性分析</p><p>　　DC碼輸入輸出均采用雙線，傳輸距離可達(dá)1千米。同時(shí)DC碼接收采用max485接口芯片使DC碼傳輸距離更遠(yuǎn)，使DC碼盡量恢復(fù)原貌。</p><p&g

90、t;　　AC碼采用變壓器輸入和輸出，提高了AC碼的抗干擾能力。</p><p>　　(3)解調(diào)模塊的可靠性分析</p><p>　　解調(diào)模塊盡量采用較少的模擬器件，同時(shí)FPGA內(nèi)部電路合理劃分</p><p>　　功能，盡量提高系統(tǒng)的可靠性。電路設(shè)計(jì)時(shí)，每個(gè)芯片電源和地之間連接1個(gè)0.1uF和10uF的濾波電容，減少電源波動(dòng)對(duì)芯片工作的影響。由于采用溫度補(bǔ)償晶振，具

91、有很高的頻率穩(wěn)定度，使同步脈沖的周期抖動(dòng)性很低，守時(shí)能力提高。為滿足國(guó)軍標(biāo)對(duì)IV型B碼時(shí)統(tǒng)終端的低溫要求，所有芯片均為軍品。</p><p>　　(4)調(diào)制模塊的可靠性分析</p><p>　　DC碼調(diào)制由FPGA內(nèi)部電路完成，與清零秒的同步精度很高。同時(shí)，AC碼采用數(shù)字電路+模擬電路產(chǎn)生，減少了模擬器件，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。</p><p><b>

92、　　第五章 發(fā)展和展望</b></p><p>　　5.1時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)的發(fā)展方向</p><p>　　時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)是隨著國(guó)防科研試驗(yàn)的需要而誕生的，幾十年來(lái)從無(wú)到有，已經(jīng)有了指標(biāo)越來(lái)越先進(jìn)、性能越來(lái)越完善的時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)。經(jīng)過(guò)這些年的發(fā)展，時(shí)統(tǒng)技術(shù)日趨成熟，時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)所實(shí)現(xiàn)的時(shí)間和頻率統(tǒng)一的精度已可滿足絕大多數(shù)試驗(yàn)的需要。隨著國(guó)防科研試驗(yàn)的飛速發(fā)展，對(duì)時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)必然會(huì)提出越來(lái)

93、越高的要求。半個(gè)世紀(jì)來(lái)科學(xué)技術(shù)和國(guó)防科研得到了迅猛的發(fā)展，越來(lái)越多的民用和軍事部門(mén)甚至日常生活十分需要時(shí)間和頻率的統(tǒng)一，時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)已不再是國(guó)防科研試驗(yàn)專(zhuān)用的系統(tǒng)，它在國(guó)防、國(guó)民經(jīng)濟(jì)、基礎(chǔ)研究等領(lǐng)域得到了越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。</p><p>　　5.1.1在導(dǎo)彈、航天實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用擴(kuò)展</p><p>　　(1) 時(shí)統(tǒng)設(shè)備從靜態(tài)到動(dòng)態(tài) </p><p>　　以往的時(shí)統(tǒng)設(shè)

94、備無(wú)論是固定站使用的還是車(chē)載或船載的，在使用時(shí)都是靜態(tài)的。隨著導(dǎo)彈機(jī)動(dòng)作戰(zhàn)能力的提高，需要時(shí)統(tǒng)設(shè)備能夠適應(yīng)動(dòng)態(tài)工作條件，如在車(chē)載和機(jī)載的工作環(huán)境中可靠的工作；而對(duì)航天器的測(cè)量正在由陸基向天基發(fā)展，要求時(shí)統(tǒng)設(shè)備能適應(yīng)星載條件下工作。</p><p>　　(2）納秒量級(jí)時(shí)間同步的實(shí)現(xiàn)為采用新測(cè)量體制創(chuàng)造條件 </p><p>　　一種新的測(cè)量體制要求相距幾十公里的站間時(shí)間同步誤差達(dá)到納秒量級(jí)。

95、如果站間的時(shí)間同步能達(dá)到納秒量級(jí)，目標(biāo)發(fā)出的信號(hào)同時(shí)被幾個(gè)站所接收，經(jīng)數(shù)據(jù)處理后就可精確的測(cè)量其位置。這種測(cè)量機(jī)制會(huì)使原本較難實(shí)現(xiàn)的多目標(biāo)跟蹤測(cè)量迎刃而解[13]。</p><p>　　(3)深空測(cè)量將開(kāi)辟時(shí)間統(tǒng)一應(yīng)用的新領(lǐng)域</p><p>　　隨著航天事業(yè)的不斷發(fā)展，深空測(cè)量甚至星際旅行也提到議事日程，而要實(shí)現(xiàn)航天器從近空到深空的發(fā)展，必須解決深空目標(biāo)的測(cè)量。深空測(cè)量要求時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)能

96、實(shí)現(xiàn)相距遙遠(yuǎn)的測(cè)量站間的時(shí)間同步達(dá)到ns量級(jí)。</p><p><b>　　(4）天地時(shí)間統(tǒng)一</b></p><p>　　天地時(shí)間統(tǒng)一并不是現(xiàn)在才提出來(lái)的，時(shí)間上在導(dǎo)彈、衛(wèi)星試驗(yàn)的初級(jí)階段已經(jīng)有了天地時(shí)間統(tǒng)一的要求。隨著導(dǎo)彈、遙感等應(yīng)用衛(wèi)星的發(fā)展，對(duì)天地時(shí)間統(tǒng)一提出了越來(lái)越高的要求。要實(shí)現(xiàn)天地時(shí)間統(tǒng)一，要解決兩個(gè)問(wèn)題：歷元和時(shí)間尺度[14]。 </p>

97、<p>　　5.1.2新技術(shù)在時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)中的應(yīng)用 </p><p>　　(1)新型工程化頻率標(biāo)準(zhǔn)</p><p>　　頻率標(biāo)準(zhǔn)是時(shí)統(tǒng)設(shè)備的心臟，由于對(duì)站間時(shí)間同步誤差要求和時(shí)統(tǒng)設(shè)備守時(shí)能力要求的提高，對(duì)用于時(shí)統(tǒng)設(shè)備的頻率標(biāo)準(zhǔn)的要求越來(lái)越高。以往時(shí)統(tǒng)設(shè)備多數(shù)配置高穩(wěn)石英晶體頻率標(biāo)準(zhǔn)，由于受頻率準(zhǔn)確度的限制以及需要較長(zhǎng)的開(kāi)機(jī)過(guò)程，已越來(lái)越不適用工程的需要。近年來(lái)，出現(xiàn)了銣原子頻

98、率標(biāo)準(zhǔn)，氫原子頻率標(biāo)準(zhǔn)，銫原子頻率標(biāo)準(zhǔn)和組合型頻率標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)用化的步伐正在加快，相信不久可應(yīng)用于工程。</p><p>　　(2)方便實(shí)用的定時(shí)校頻手段</p><p>　　傳統(tǒng)的時(shí)統(tǒng)設(shè)備采用長(zhǎng)、短波定時(shí)校頻手段，近年來(lái)GPS定時(shí)校頻也以用于時(shí)統(tǒng)設(shè)備。目前還有如下的授時(shí)手段：北斗一號(hào) ，第二代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，冗余型定時(shí)校頻設(shè)備。</p><p>　　(3)遠(yuǎn)距離特高精度

99、時(shí)間同步方法</p><p>　　隨著原子鐘的研制取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，各國(guó)研制的準(zhǔn)確度和穩(wěn)定度越來(lái)越高的原子鐘急需解決遠(yuǎn)距離的對(duì)比。目前技術(shù)上較為成熟的遠(yuǎn)距離特高精度時(shí)間同步的方法有衛(wèi)星雙向時(shí)間傳遞方式和激光時(shí)間傳遞方法。 </p><p>　　(4)時(shí)統(tǒng)設(shè)備新技術(shù)</p><p>　　時(shí)統(tǒng)設(shè)備目前的發(fā)展趨勢(shì)是智能化，數(shù)字化，高精度。高精度體現(xiàn)在低損耗頻標(biāo)切換技術(shù)

100、，精密實(shí)踐同步技術(shù)。實(shí)踐證明，B碼只能適用微妙量級(jí)時(shí)間同步誤差的應(yīng)用場(chǎng)合。當(dāng)時(shí)間同步誤差為10ns量級(jí)時(shí)，可采用IRIG-G格式時(shí)間碼。</p><p>　　5.2時(shí)間統(tǒng)一技術(shù)在其他領(lǐng)域中的應(yīng)用</p><p><b>　　5.2.1 國(guó)防</b></p><p>　　現(xiàn)代國(guó)防對(duì)時(shí)間頻率統(tǒng)一的需要十分迫切。眾所周知，無(wú)線電導(dǎo)航和定位離不開(kāi)高精度

101、的時(shí)間和頻率，地面遠(yuǎn)程雙曲線導(dǎo)航系統(tǒng)——羅蘭—C導(dǎo)航系統(tǒng)就是根據(jù)測(cè)得的到羅蘭—C導(dǎo)航鏈主、副站的精密時(shí)差來(lái)確定艦船的位置。在這些主、副站上都配置有原子鐘，它們發(fā)播的導(dǎo)航信號(hào)都保持嚴(yán)格的時(shí)間同步。星基導(dǎo)航定位系統(tǒng)如GPS，它的每一顆衛(wèi)星上都有原子鐘組，它們的時(shí)間和頻率都由地面主控站控制保持統(tǒng)一，正因?yàn)槿绱瞬攀菇邮諜C(jī)隨時(shí)知道自己的位置成為可能。</p><p>　　除航天和戰(zhàn)略武器試驗(yàn)需要時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)外，常規(guī)兵器(包

102、括戰(zhàn)術(shù)導(dǎo)彈、火炮、航彈等)試驗(yàn)都離不開(kāi)時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)。與航天和戰(zhàn)略武器試驗(yàn)相比，常規(guī)兵器試驗(yàn)的場(chǎng)地要小得多，但其試驗(yàn)的頻度卻高得多。因此要求時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)能適應(yīng)這種試驗(yàn)的特點(diǎn)：快速、機(jī)動(dòng)、自成體系。這種常規(guī)兵器試驗(yàn)對(duì)時(shí)間統(tǒng)一更關(guān)心的是在試驗(yàn)場(chǎng)范圍內(nèi)保持一定精度的時(shí)間同步。</p><p>　　雷達(dá)對(duì)目標(biāo)參數(shù)的測(cè)量無(wú)論是速度參數(shù)還是位置參數(shù)都是建立在精密頻率或精密時(shí)間間隔測(cè)量的基礎(chǔ)上。大部分雷達(dá)單套設(shè)備就可以獨(dú)立工作，

103、但也有些雷達(dá)需要不在同一地點(diǎn)的多臺(tái)設(shè)備聯(lián)合工作，此時(shí)這些不同站的設(shè)備的頻率和時(shí)間的統(tǒng)一就是一件十分關(guān)鍵的工作。</p><p>　　戰(zhàn)略導(dǎo)彈的發(fā)射、預(yù)警、核爆炸的探測(cè)、自動(dòng)化指揮等關(guān)系到國(guó)家安全的重大活動(dòng)都需要時(shí)間統(tǒng)一。</p><p><b>　　5.2.2 通信</b></p><p>　　通信部門(mén)十分關(guān)心時(shí)間頻率的統(tǒng)一，過(guò)去作為主要的長(zhǎng)途

104、通信手段——載波通信就是通過(guò)導(dǎo)頻的發(fā)送和接收實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的頻率統(tǒng)一，因?yàn)橹挥羞@樣才能將調(diào)制在載波上的各路信號(hào)加以區(qū)分。現(xiàn)代通信事業(yè)發(fā)展迅速，尤其是數(shù)字通信在采用了光纖信道后碼速率越來(lái)越高。正因?yàn)榇a速率越來(lái)越高，高速數(shù)字通信對(duì)網(wǎng)同步的要求也就越來(lái)越高。網(wǎng)同步是建立在嚴(yán)格的時(shí)間同步基礎(chǔ)上的，為此數(shù)字通信網(wǎng)根據(jù)需要已在不同級(jí)別的站點(diǎn)配置銫原子鐘、銣原子鐘和高穩(wěn)石英晶體鐘。目前洲際網(wǎng)間的時(shí)間同步已提出了優(yōu)于1ns的要求。數(shù)字網(wǎng)的網(wǎng)同步有4種方式，第

105、1種為主從同步方式。網(wǎng)內(nèi)設(shè)置基準(zhǔn)鐘，網(wǎng)內(nèi)其余的鐘為從鐘，它用鎖相技術(shù)使其輸出信號(hào)的相位鎖定在由基準(zhǔn)鐘控制的同步信號(hào)的相位上，從而實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)的同步。第2種為準(zhǔn)同步方式。網(wǎng)內(nèi)各鐘獨(dú)立運(yùn)行，互不控制，它們的同步是靠各自所采用的高精度鐘自身的質(zhì)量來(lái)保證。它省去了鐘的控制問(wèn)題，但存在著周期性的滑碼現(xiàn)象。第3種為混合同步方式。它實(shí)際上是上述2種方式的結(jié)合，即區(qū)域內(nèi)為主從同步方式，而區(qū)域間為準(zhǔn)同步方式。第4種為互同步方式。網(wǎng)內(nèi)不設(shè)基準(zhǔn)鐘，各個(gè)鐘通過(guò)鎖相

106、環(huán)路受所有接收到的同步信號(hào)加權(quán)控制。在各個(gè)鐘的相互作用下，如果網(wǎng)絡(luò)參數(shù)</p><p>　　與國(guó)防科研試驗(yàn)的時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)相比，通信網(wǎng)的網(wǎng)同步系統(tǒng)有著其得天獨(dú)厚的與優(yōu)越條件——豐富的通信信道資源。正因此，它成為了現(xiàn)實(shí)網(wǎng)同步時(shí)同步信號(hào)傳輸?shù)闹饕侄巍?lt;/p><p><b>　　結(jié) 論</b></p><p>　　本次畢業(yè)設(shè)計(jì)，根據(jù)國(guó)際通用的

107、IRIG—B格式時(shí)間碼，并遵照IV型B碼終端設(shè)計(jì)的要求，以Atmel公司的ATmega128單片機(jī)作為解調(diào)控制單元，設(shè)計(jì)出B碼時(shí)統(tǒng)終端。該終端以數(shù)字方法解調(diào)B碼DC碼，AC碼和GPS時(shí)間信號(hào)，通過(guò)解調(diào)單片機(jī)和FPGA的配合，將串行時(shí)間信息轉(zhuǎn)化為用戶可以接受的時(shí)間序列，并提供系統(tǒng)需要的各種同步信號(hào)。此系統(tǒng)同時(shí)可以進(jìn)行時(shí)間源選擇，并在FPGA內(nèi)部設(shè)計(jì)了B碼源發(fā)生器，將時(shí)統(tǒng)系統(tǒng)的時(shí)間信息進(jìn)行調(diào)制，調(diào)制成AC碼和DC碼，通過(guò)傳輸信道發(fā)回B碼時(shí)間

108、分站，以供時(shí)間分站對(duì)終端設(shè)備進(jìn)行修時(shí)。</p><p>　　目前，時(shí)間統(tǒng)一的精度要求越來(lái)越高，應(yīng)用的場(chǎng)合也越來(lái)越多。對(duì)需要準(zhǔn)確時(shí)間的場(chǎng)合，需要利用更為準(zhǔn)確的授時(shí)手段和守時(shí)手段。對(duì)于本設(shè)計(jì)，可以采用DSP技術(shù)提高解調(diào)的速度，也可采用FPGA技術(shù)進(jìn)一步縮小電路板的面積，對(duì)于更復(fù)雜的應(yīng)用需要對(duì)本設(shè)計(jì)進(jìn)行完善和改良。</p><p><b>　　參 考 文 獻(xiàn)</b><

109、/p><p>　　[1] 童寶潤(rùn).時(shí)間統(tǒng)一系統(tǒng)．北京：國(guó)防工業(yè)出版社，2003：50～150</p><p>　　[2] 中華人民共和國(guó)國(guó)家軍用標(biāo)準(zhǔn)GJB2997-97．北京：國(guó)防科工委均表出版發(fā)行部出版，1997.</p><p>　　[3] 孟敏.基于CPLD的IRIG-B碼解碼器的設(shè)計(jì)．電子技術(shù)，2002，12.</p><p>　　[4]

110、 李頡.一種新型的IRIG-B碼解碼器．無(wú)線電工程：2001，21（8）.</p><p>　　[5] 張履效.略述時(shí)統(tǒng)信息[J]．現(xiàn)代通信，1995 ，12（6）.</p><p>　　[6] 金功偉，金雪雁.GPS技術(shù)在常規(guī)兵器遠(yuǎn)程遙測(cè)中的應(yīng)用。遙測(cè)遙感：2002，9.</p><p>　　[7] 蘇守寶，方厚加.一種基于異步串口的B碼解調(diào)技．合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)：