百米量级时频信号传递与恢复方法研究

发布时间：2017-10-04 15:32

  本文关键词：百米量级时频信号传递与恢复方法研究

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【摘要】：在时频信号传输领域,几十至几千千米的长距离传输一般采用无线或者光纤,而几米到几千米的中短距离传输一般采用同轴电缆。然而,由于导体本身特性和线缆结构局限,同轴电缆会造成时频信号精度不同程度降低。对于百米以下短距离传输,时频信号精度降低较少。但当达到百米以上、几千米以下中距离传输时,时频信号质量下降严重,尤其是频率信号可能出现无法被有效识别的情况。采用同轴电缆在中短距离传输时频信号时,为了提高传输信号的精度,传统做法是将信号传输路径时延作为系统误差进行修正。由于测量手段和使用环境不同,对路径时延的测量往往无法达到预期效果,从而影响用户获得的时间信号精度。因此,论文有针对性的提出了基于同轴电缆的时频信号高精度传递和恢复方法,并研制了样机进行验证。首先研究了同轴电缆的传输特性,指出了这些特性对矩形脉冲信号产生的具体影响。然后着重研究了基于电缆的时间信号双向传递原理和高精度恢复原理。在此基础之上,提出了基于同轴电缆百米量级时频信号传递与恢复方法。为此,专门设计开发了时间频率信号恢复板以及控制中心软件,最终研制出了原理验证样机。最后,设计性能测试分析系统,对样机输出的时频信号稳定度和准确性进行了测量和分析,并测试了电缆中断情况下的保持性能。实验结果表明,提出的基于同轴电缆百米量级传递和恢复时频信号方法切实可行。通过对测量数据的分析发现,利用该方法将时频信号传递300m距离后,时间信号的准确度在125ps以内,信号波动控制在500ps内,频率信号1s稳定度为3.62e-12,1000s稳定度为9.00e-13,1000s频率偏差为2.50e-12。利用该方法,不但实现了时频信号高精度传输,而且系统具有一定的保持功能。输入信号的短时间中断不会影响输出信号,提高了系统的可靠性。
【关键词】：时间传递 双向比对 时频恢复 可驯晶振 相对时差
【学位授予单位】：中国科学院研究生院（国家授时中心）
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TN911.2
【目录】：

• 致谢4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-12
• 1. 绪论12-16
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 国内外研究现状13
• 1.3 研究意义及目的13-14
• 1.4 论文内容及章节安排14-16
• 2. 时频信号传递与恢复原理16-24
• 2.1 同轴电缆对时间信号的影响16-20
• 2.2 基于电缆的双向传递原理20-21
• 2.3 时频信号的恢复原理21-23
• 2.4 小结23-24
• 3. 方案设计24-34
• 3.1 系统功能及性能指标24-25
• 3.1.1 系统功能24-25
• 3.1.2 性能指标25
• 3.2 技术路线分析25-28
• 3.2.1 技术路线25-26
• 3.2.2 关键技术分析26-28
• 3.3 系统设计方案28-33
• 3.3.1 总体方案28-29
• 3.3.2 前端和后端时差测量单元29-30
• 3.3.3 控制中心30-31
• 3.3.4 时间频率信号恢复单元31-33
• 3.4 小结33-34
• 4. 系统实现34-48
• 4.1 前后端时差测量单元34-38
• 4.1.1 PCI插卡式时间间隔计数器34-37
• 4.1.2 前后端时差测量单元37-38
• 4.2 控制中心38
• 4.3 时间频率信号恢复单元38-44
• 4.4 系统搭建44-47
• 4.4.1 具体实现45-46
• 4.4.2 运行结果46-47
• 4.5 小结47-48
• 5. 系统误差分析48-52
• 5.1 时间的误差分析48-50
• 5.1.1 系统误差的来源48-49
• 5.1.2 误差修正方法49-50
• 5.2 频率误差分析50-52
• 5.2.1 频率误差的来源50
• 5.2.2 频率固有误差50-52
• 6. 系统测试及结果分析52-62
• 6.1 时间信号准确度稳定度测试52-53
• 6.2 频率信号准确度稳定度测试53-55
• 6.3 时频信号保持性能测试55-57
• 6.4 时频信号其余参数测量57-58
• 6.5 时频信号性能分析58-59
• 6.6 小结59-62
• 7. 总结与展望62-64
• 7.1 总结62-63
• 7.2 展望63-64
• 参考文献64-66
• 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果66

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 陆加海;张同双;陶小红;陈浩谦;李春海;;基于TDC的GPS驯服恒温晶振系统设计[J];电讯技术;2011年12期

2 胡永辉,徐宇;一种自回归GPS校准晶振的实现[J];陕西天文台台刊;1998年01期

3 张天民;张晓波;;同轴电缆的特性与应用[J];有线电视技术;1996年01期

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本文编号：971474