CN102759884A - 一种脉冲星频率信号模拟器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种脉冲星频率信号模拟器，包括GPS授时模块，随机延迟脉冲信号发生器和随机信号发生器；GPS授时模块的秒脉冲1PPS输出端随机延迟脉冲信号发生器和随机信号发生器的秒脉冲1PPS的输入端相连；所述随机信号发生器的随机数输出端与随机延迟脉冲信号发生器2的随机数输入端相连。本发明是基于X射线脉冲星时间同步技术是一项新兴的时间同步技术，该同步技术是利用脉冲星的辐射信号进行时间同步，提供了一种与脉冲星频率特性一致的信号源，同时提出一种利用GPS秒脉冲加随机延迟技术来模拟脉冲星的频率信号源的技术，因而本发明具有灵敏度高，结构简单，成本低等特点。

Description

一种脉冲星频率信号模拟器
技术领域
本发明属于模拟技术领域，涉及一种频率信号模拟技术，尤其是一种脉冲星频率信号模拟器。
背景技术
脉冲星是高速自转的中子星，其自转周期稳定，不受人为干扰破坏，可以作为绝对的时间测量的参考量。脉冲星距离太阳系遥远可见性好，覆盖范围广，对于各种低地轨道、中高轨道和深空探测轨道均适用。
基于X射线脉冲星时间同步技术是一项新兴的时间同步技术。该同步技术是利用脉冲星的辐射信号进行时间同步。与现有的时间同步技术（无线电波授时、卫星授时、网络授时等）相比脉冲星时间同步技术主要具有以下几方面的优点:它是完全被动的；它适用于整个太空，能够为太空中任意位置的航天器提供位置、姿态和时间等信息；在敌对环境下，它不易受到干扰；它的时间同步精度较高，并且不会随时间下降。
基于X射线脉冲星的时间同步技术主要依赖于对脉冲星频率信号的观测，然而由于X射线难以穿透大气层，在地面上很难观测X射线脉冲星的频率信号；而且由于脉冲星的特殊性，在地面上也难以找到与脉冲星频率特性一致的信号源。在这种情况下，为了在地面能够开展脉冲星时间同步技术的研究，必须要研制一种可以模拟脉冲星频率信号的模拟器。为此，本发明设计一种脉冲星频率信号模拟器，该装置具有其具有灵敏度高，结构简单，成本低的特点。
发明内容
本发明为了解决在地面难于找到与脉冲星频率特性一致的信号源的问题，提供一种脉冲星频率信号模拟器，该模拟器利用GPS秒脉冲加随机延迟技术来模拟脉冲星的频率信号源，其具有灵敏度高，结构简单，成本低的特点。
本发明的目的是通过以下技术方案来解决的：
一种脉冲星频率信号模拟器，包括GPS授时模块，随机延迟脉冲信号发生器和随机信号发生器；GPS授时模块的秒脉冲1PPS输出端随机延迟脉冲信号发生器和随机信号发生器的秒脉冲1PPS的输入端相连；所述随机信号发生器的随机数输出端与随机延迟脉冲信号发生器2的随机数输入端相连。
上述随机延迟脉冲信号发生器由延迟线阵列和复杂可编程逻辑器件CPLD组成，每个延迟线的输入输出引脚均与复杂可编程逻辑器件CPLD的引脚相连。
上述的延迟线阵列包含2ns延迟线4个，10ns，20ns，20ns，50ns，100ns，200ns的延迟线各1个。
本发明是基于X射线脉冲星时间同步技术，该技术是一项新兴的时间同步技术，其是利用脉冲星的辐射信号进行时间同步，提供一种与脉冲星频率特性一致的信号源，同时提出一种利用GPS秒脉冲加随机延迟技术来模拟脉冲星的频率信号源的技术，本发明具有灵敏度高，结构简单，成本低等特点。
附图说明
图1为本发明的脉冲星时间同步技术试验系统结构图；
图2为本发明的随机脉冲延迟阵列结构图。
其中：1为GPS授时模块；2为随机延迟脉冲信号发生器；3为随机信号发生器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步详细描述：
参见图1-2，这种脉冲星频率信号模拟器，包括GPS授时模块1，随机延迟脉冲信号发生器2和随机信号发生器3；GPS授时模块1的秒脉冲1PPS输出端随机延迟脉冲信号发生器2和随机信号发生器3的秒脉冲1PPS的输入端相连；所述随机信号发生器3的随机数输出端与随机延迟脉冲信号发生器2的随机数输入端相连。随机延迟脉冲信号发生器2由延迟线阵列和复杂可编程逻辑器件CPLD（不限于CPLD）组成，每个延迟线的输入输出引脚均与复杂可编程逻辑器件CPLD的引脚相连。延迟线阵列包含2ns延迟线4个（不限于4个），10ns，20ns，20ns，50ns，100ns，200ns的延迟线各1个（不限于1个）。
GPS授时模块1发送一个秒脉冲1PPS信号分别到随机延迟脉冲发生器2和随机信号发生器3。随机信号发生器3根据接收到的GPS授时模块1发出的信号产生一个随机信号（这个信号是根据已有的脉冲星的频率信号设置的）到复杂可编程逻辑器件CPLD，复杂可编程逻辑器件CPLD根据接收到的随机信号发生器3发出的随机信号，连接相应的延迟线组合的引脚，从而可以产生相应的延迟。
下面结合图1对本发明的工作过程作进一步描述：
实施例：
如需延迟70ns，随机数发生器3产生的随机数发送给复杂可编程逻辑器件CPLD，复杂可编程逻辑器件CPLD根据接收到的随机数连接相应的延迟线组合的引脚，将50ns输入引脚和20ns输出引脚的连接，再将20ns输入线连至输入引脚即GPS授时模块1的秒脉冲1PPS输出引脚，50ns的输出线连接到随机延迟脉冲信号发生器2的输出引脚，即实现了70ns延迟的功能。
通过不同的随机数，就能产生不同的延迟，进而就能模拟短期脉冲星的频率信号。将这个延迟叠加到标准的秒脉冲1PPS上即可实现脉冲星频率信号的模拟。
本发明是基于X射线脉冲星时间同步技术是一项新兴的时间同步技术，该同步技术是利用脉冲星的辐射信号进行时间同步。与现有的时间同步技术（无线电波授时、卫星授时、网络授时等）相比脉冲星时间同步技术主要具有以下几方面的优点：它是完全被动的；它适用于整个太空，能够为太空中任意位置的航天器提供位置、姿态和时间等信息；在敌对环境下，它不易受到干扰；它的时间同步精度较高，并且不会随时间下降。同时本发明还具有灵敏度高，结构简单，成本低等特点。

Claims (3)

1.一种脉冲星频率信号模拟器，其特征在于：包括GPS授时模块（1），随机延迟脉冲信号发生器（2）和随机信号发生器（3）；GPS授时模块（1）的秒脉冲1PPS输出端随机延迟脉冲信号发生器（2）和随机信号发生器（3）的秒脉冲1PPS的输入端相连；所述随机信号发生器（3）的随机数输出端与随机延迟脉冲信号发生器（2）的随机数输入端相连。
2.根据权利要求1所述的一种脉冲星频率信号模拟器，其特征在于：所述随机延迟脉冲信号发生器（2）由延迟线阵列和复杂可编程逻辑器件CPLD组成，每个延迟线的输入输出引脚均与复杂可编程逻辑器件CPLD的引脚相连。
3.根据权利要求2所述的一种脉冲星频率信号模拟器，其特征在于：所述的延迟线阵列包含2ns延迟线4个，10ns，20ns，20ns，50ns，100ns，200ns的延迟线各1个。
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