CN108107711A - 一种时钟源装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种时钟源装置，属于时钟源技术领域。该装置包括：提供第一时钟信号的本地参考时钟；提供第二时钟信号的原子钟；GPS时钟模块，用于提供GPS时钟信号；信号处理模块，用于以第一时钟信号作为参考对外部脉冲信号进行倍频，输出第三时钟信号；同步模块，用于根据第一时钟信号、第二时钟信号和GPS时钟信号生成相位调整信号；中央处理器，用于根据相位调整信号控制第一时钟信号、第二时钟信号和GPS时钟信号相位同步；人机交互模块，用于根据用户按键指令，生成按键信号；中央处理器，用于根据按键信号对应的输出信号生成输出控制指令；输出模块，用于根据输出控制指令采用第三时钟信号、第二时钟信号和GPS时钟信号中的一个作为输出信号。

Description

一种时钟源装置
技术领域
本发明涉及时钟源技术领域，特别涉及一种时钟源装置。
背景技术
在现有的无线通信系统中，通信设备需要采用时钟源作为内部时间参考。现有的时钟源包括国家授时中心维护的中国协调世界时(Coordinated UniversalTime，UTC)、北斗卫星时间、全球定位系统(Global Positioning System，GPS)卫星时间、各种高精度的原子钟等。
在不同的应用条件下，通信设备可能需要使用不同的时钟源，但目前的各种时钟源装置均只能提供一种时钟源，如果需要更换不同的时钟源，不但要花费大量时间，而且需要专业人员才能完成，普通用户难以完成该操作。
发明内容
为了解决现有技术中更换不同的时钟源，时间花费大、且操作难度大的问题，本发明实施例提供了一种时钟源装置。所述技术方案如下：
本发明实施例提供了一种时钟源装置，所述装置包括：
本地参考时钟，用于提供第一时钟信号；
原子钟，用于提供第二时钟信号；
GPS时钟模块，用于提供GPS时钟信号；
信号处理模块，用于接收外部脉冲信号和所述本地参考时钟提供的第一时钟信号，以所述第一时钟信号作为参考对所述外部脉冲信号进行倍频，输出第三时钟信号，所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述第三时钟信号的频率相同；
同步模块，用于接收所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，并根据所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号生成相位调整信号；
中央处理器，用于获取所述相位调整信号，并根据所述相位调整信号对所述本地参考时钟和所述原子钟进行控制，以使所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号相位同步；
人机交互模块，用于根据用户按键指令，生成按键信号；
所述中央处理器，还用于根据所述按键信号确定对应的输出信号，并根据所述输出信号生成输出控制指令；
输出模块，用于接收所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，根据所述输出控制指令选择所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号中的一个作为输出信号。
在本发明实施例的一种实现方式中，所述人机交互模块为触摸屏。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述信号处理模块包括：计数器和信号发生单元；
所述计数器，用于接收所述外部脉冲信号和所述本地参考时钟提供的第一时钟信号，以所述第一时钟信号作为参考对所述外部脉冲信号进行计数，得到计数值；
所述中央处理器，用于根据所述计数值生成指令，并采用所述指令对所述信号发生单元的倍频系数进行控制，使所述信号发生单元对所述外部脉冲信号进行倍频，以输出所述第三时钟信号。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述信号发生单元为CY22150型可编程时脉发生器。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述同步模块包括：第一秒脉冲产生单元、第二秒脉冲产生单元、第一相位比较单元和第二相位比较单元；
所述第一秒脉冲产生单元，用于接收所述第二时钟信号，并对所述第二时钟信号进行分频得到第一秒脉冲信号；
所述第二秒脉冲产生单元，用于接收所述第一时钟信号，并对所述第一时钟信号进行分频得到第二秒脉冲信号；
所述第一相位比较单元，用于以所述GPS时钟信号为基准，比较所述第一秒脉冲信号和所述GPS时钟信号之间的第一相位差，并根据所述第一相位差生成第一相位调整信号；
所述第二相位比较单元，用于以所述第一秒脉冲信号为基准，比较所述第二秒脉冲信号和所述第一秒脉冲信号之间的第二相位差，并根据所述第二相位差生成第二相位调整信号。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述输出模块包括三选一选择器，所述三选一选择器的三个输入端分别用于接收所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，所述三选一选择器的控制端用于接收输出控制指令，并根据所述输出控制指令控制所述三选一选择器的输出端输出所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号中的一个。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述原子钟为铷原子钟。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述第一时钟信号的频率为10MHz。
在本发明实施例的另一种实现方式中，所述人机交互模块，用于根据用户在所述人机交互模块的三种不同的按键位置按键，生成三种不同的按键信号，所述三种不同的按键信号分别用于控制所述输出模块输出所述第三时钟信号、所述第二时钟信号或所述GPS时钟信号。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：
本申请通过信号处理模块接收外部脉冲信号和所述本地参考时钟提供的第一时钟信号，以所述第一时钟信号作为参考对所述外部脉冲信号进行倍频，输出第三时钟信号，通过同步模块接收所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，并根据所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号生成相位调整信号，中央处理器根据所述相位调整信号对所述本地参考时钟和所述原子钟进行控制，以使所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号相位同步；经过上述处理的第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号输入到输出模块中，输出模块根据所述输出控制指令选择所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号中的一个作为输出信号。其中，输出控制指令由用户在人机交互模块上按键产生的按键信号生成，也即在切换时钟源时，用户只需一键操作即可完成，花费时间少，且操作简单，无需专业人员即可完成。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种时钟源装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
图1是本发明实施例提供的一种时钟源装置的结构示意图，参见图1，该装置包括：本地参考时钟101、原子钟102、GPS时钟模块103、信号处理模块104、同步模块105、中央处理器106、人机交互模块107和输出模块108，所述本地参考时钟101同时与信号处理模块104、同步模块105和中央处理器106电连接，所述原子钟102同时与同步模块105、中央处理器106和输出模块108电连接，所述GPS时钟模块103同时与同步模块105和输出模块108电连接，所述信号处理模块104同时与中央处理器106和输出模块108电连接，所述同步模块105与中央处理器106电连接，所述中央处理器106同时与人机交互模块107和输出模块108电连接。
本地参考时钟101，用于提供第一时钟信号；原子钟102，用于提供第二时钟信号；GPS时钟模块103，用于提供GPS时钟信号；信号处理模块104，用于接收外部脉冲信号和所述本地参考时钟101提供的第一时钟信号，以所述第一时钟信号作为参考对所述外部脉冲信号进行倍频，输出第三时钟信号，所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述第三时钟信号的频率相同；同步模块105，用于接收所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，并根据所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号生成相位调整信号；中央处理器106，用于获取所述相位调整信号，并根据所述相位调整信号对所述本地参考时钟101和所述原子钟102进行控制，以使所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号相位同步；人机交互模块107，用于根据用户按键指令，生成按键信号；中央处理器106，用于根据所述按键信号确定对应的输出信号，并根据所述输出信号生成输出控制指令；输出模块108，用于接收所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，根据所述输出控制指令选择所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号中的一个作为输出信号。
本申请通过信号处理模块104接收外部脉冲信号和所述本地参考时钟101提供的第一时钟信号，以所述第一时钟信号作为参考对所述外部脉冲信号进行倍频，输出第三时钟信号，通过同步模块105接收所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，并根据所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号生成相位调整信号，中央处理器106根据所述相位调整信号对所述本地参考时钟101和所述原子钟102进行控制，以使所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号相位同步；经过上述处理的第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号输入到输出模块108中，输出模块108根据所述输出控制指令选择所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号中的一个作为输出信号。其中，输出控制指令由用户在人机交互模块107上按键产生的按键信号生成，也即在切换时钟源时，用户只需一键操作即可完成，花费时间少，且操作简单，无需专业人员即可完成。
具体地，人机交互模块107可以为触摸屏。
在本发明实施例中，所述人机交互模块107，用于根据用户在所述人机交互模块的三种不同的按键位置按键，生成三种不同的按键信号，所述三种不同的按键信号分别用于控制所述输出模块108输出所述第三时钟信号、所述第二时钟信号或所述GPS时钟信号。
以触摸屏为例，该触摸屏上显示可作为输出的信号，例如所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，具体可以以按键形式显示，增强用户的交互感。
用户点击触摸屏上显示的这三路信号可以生成对应的按键信号，该按键信号携带与三路信号相对应的标识，例如分别携带00、01、10对应所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，这种按键信号的设计，能够简化控制逻辑。
中央处理器106在接收到触摸屏产生的按键信号时，获取按键信号中携带的标识，根据按键信号中携带的标识确定用户所要输出的信号，例如，当按键信号中携带的标识为01时，确定用户所要输出的信号为第二时钟信号。其中，按键信号中携带的标识与信号的对应关系存储在中央处理器106内。中央处理器106在确定出用户想要输出的信号后，产生与之对应的控制指令，采用该控制指令控制输出模块108进行输出。
在本发明实施例中，所述信号处理模块104包括：计数器141和信号发生单元142；计数器141同时本地参考时钟101、中央处理器106和信号发生单元142电连接，信号发生单元142还与中央处理器106以及输出模块108电连接。
所述计数器141，用于接收所述外部脉冲信号和所述本地参考时钟101提供的第一时钟信号，以所述第一时钟信号作为参考对所述外部脉冲信号进行计数，得到计数值；所述中央处理器106，用于根据所述计数值生成指令，并采用所述指令对所述信号发生单元142的倍频系数进行控制，使所述信号发生单元142对所述外部脉冲信号进行倍频，以输出所述第三时钟信号。
具体地，通过计数器141计数得到的计数值指示了该外部脉冲信号的频率，根据外部脉冲信号的频率和第一时钟信号的频率，即可确定出目标倍频系数，进而根据该目标倍频系数生成指令去控制信号发生单元142，使信号发生单元142的倍频系数达到目标倍频系数，从而完成对外部脉冲信号的倍频。
在本发明实施例中，所述信号发生单元142可以为CY22150型可编程时脉发生器，CY22150型可编程时脉发生器内部集成有一个锁相环，能够产生低偏移、低抖动、高精确度的频率输出。
在本发明实施例中，所述第一时钟信号的频率可以为10MHz。
以10MHz的第一时钟信号为例，系统上电后，计数器141在10MHz的第一时钟信号的参考下对外部信号源输入的外部脉冲信号进行计数，并将计数结果传送至中央处理器106存储，中央处理器106根据计数值通过总线命令对信号发生单元142的倍频系数寄存器进行配置，使外部输入的外部脉冲信号倍频至10MHz，得到所述第三时钟信号。
在本发明实施例中，所述原子钟102可以为铷原子钟。
在本发明实施例中，所述本地参考时钟101同样也可以采用铷原子钟实现。
在本发明实施例中，所述同步模块105包括：第一秒脉冲产生单元151、第二秒脉冲产生单元152、第一相位比较单元153和第二相位比较单元154；第一秒脉冲产生单元151同时与本地参考时钟101、第一相位比较单元153和第二相位比较单元154电连接，第二秒脉冲产生单元152同时与原子钟102和第二相位比较单元154电连接，第一相位比较单元153同时与GPS时钟模块103和中央处理器106电连接，第二相位比较单元154还与中央处理器106电连接。
所述第一秒脉冲产生单元151，用于接收所述第二时钟信号，并对所述第二时钟信号进行分频得到第一秒脉冲信号；所述第二秒脉冲产生单元152，用于接收所述第一时钟信号，并对所述第一时钟信号进行分频得到第二秒脉冲信号；所述第一相位比较单元153，用于以所述GPS时钟信号为基准，比较所述第一秒脉冲信号和所述GPS时钟信号之间的第一相位差，并根据所述第一相位差生成第一相位调整信号；所述第二相位比较单元154，用于以所述第一秒脉冲信号为基准，比较所述第二秒脉冲信号和所述第一秒脉冲信号之间的第二相位差，并根据所述第二相位差生成第二相位调整信号。
以原子钟102为铷原子钟为例，铷原子钟提供的第二时钟信号经第一秒脉冲产生单元151分频得到1PPS秒脉冲信号。第一相位比较单元153对第一秒脉冲产生单元151输出的1PPS秒信号和GPS时钟信号(GPS卫星标准秒信号)进行相差测量，计算出调相值，以数字形式(第一相位调整信号)发送给中央处理器106。中央处理器106依据接收的调相值对铷原子钟的输出信号进行调相，使其输出信号同步于GPS输出的信号。第二秒脉冲产生单元152和第二相位比较单元154的工作过程与前述步骤类似，最终实现对本地参考时钟的输出信号进行调相，使其输出信号同步于原子钟102输出的信号。
在本发明实施例中，所述输出模块108包括三选一选择器，所述三选一选择器的三个输入端分别用于接收所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，所述三选一选择器的控制端用于接收输出控制指令，并根据所述输出控制指令控制所述三选一选择器的输出端输出所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号中的一个。
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种时钟源装置，其特征在于，所述装置包括：
本地参考时钟，用于提供第一时钟信号；
原子钟，用于提供第二时钟信号；
GPS时钟模块，用于提供GPS时钟信号；
信号处理模块，用于接收外部脉冲信号和所述本地参考时钟提供的第一时钟信号，以所述第一时钟信号作为参考对所述外部脉冲信号进行倍频，输出第三时钟信号，所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述第三时钟信号的频率相同；
同步模块，用于接收所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，并根据所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号生成相位调整信号；
中央处理器，用于获取所述相位调整信号，并根据所述相位调整信号对所述本地参考时钟和所述原子钟进行控制，以使所述第一时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号相位同步；
人机交互模块，用于根据用户按键指令，生成按键信号；
所述中央处理器，还用于根据所述按键信号确定对应的输出信号，并根据所述输出信号生成输出控制指令；
输出模块，用于接收所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，根据所述输出控制指令选择所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号中的一个作为输出信号。
2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述人机交互模块为触摸屏。
3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述信号处理模块包括：计数器和信号发生单元；
所述计数器，用于接收所述外部脉冲信号和所述本地参考时钟提供的第一时钟信号，以所述第一时钟信号作为参考对所述外部脉冲信号进行计数，得到计数值；
所述中央处理器，用于根据所述计数值生成指令，并采用所述指令对所述信号发生单元的倍频系数进行控制，使所述信号发生单元对所述外部脉冲信号进行倍频，以输出所述第三时钟信号。
4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述信号发生单元为CY22150型可编程时脉发生器。
5.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述同步模块包括：第一秒脉冲产生单元、第二秒脉冲产生单元、第一相位比较单元和第二相位比较单元；
所述第一秒脉冲产生单元，用于接收所述第二时钟信号，并对所述第二时钟信号进行分频得到第一秒脉冲信号；
所述第二秒脉冲产生单元，用于接收所述第一时钟信号，并对所述第一时钟信号进行分频得到第二秒脉冲信号；
所述第一相位比较单元，用于以所述GPS时钟信号为基准，比较所述第一秒脉冲信号和所述GPS时钟信号之间的第一相位差，并根据所述第一相位差生成第一相位调整信号；
所述第二相位比较单元，用于以所述第一秒脉冲信号为基准，比较所述第二秒脉冲信号和所述第一秒脉冲信号之间的第二相位差，并根据所述第二相位差生成第二相位调整信号。
6.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述输出模块包括三选一选择器，所述三选一选择器的三个输入端分别用于接收所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号，所述三选一选择器的控制端用于接收输出控制指令，并根据所述输出控制指令控制所述三选一选择器的输出端输出所述第三时钟信号、所述第二时钟信号和所述GPS时钟信号中的一个。
7.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述原子钟为铷原子钟。
8.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述第一时钟信号的频率为10MHz。
9.根据权利要求1或2所述的装置，其特征在于，所述人机交互模块，用于根据用户在所述人机交互模块的三种不同的按键位置按键，生成三种不同的按键信号，所述三种不同的按键信号分别用于控制所述输出模块输出所述第三时钟信号、所述第二时钟信号或所述GPS时钟信号。
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