CN110176982A - 单信道时间频率高精度传递装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种单信道时间频率高精度传递装置,包括通过单信道传输的本地端和远地端,分别包括第一分时模块和第二分时模块,分时完成秒脉冲信号和频率信号在本地端和远地端之间传输,每1秒分成2N时段;T1时段,本地端向远地端发送秒脉冲信号,远地端接收秒脉冲信号;T2时段,切换到远地端发送秒脉冲信号,本地端接收状态;T2n‑1时段,n=2~N,切换至本地端发送频率信号、远地端接收频率信号状态;T2n时段,切换至远地端发送频率信号、本地端接收频率信号状态,频率信号和秒脉冲信号作为时刻信号标记,秒脉冲信号作为时刻粗标记,频率信号相位作为时刻精细标记用,频率信号相位和秒脉冲信号保持固定对齐关系。
Description
技术领域
本发明涉及时间频率传递同步技术领域,更为具体地,涉及一种单信道时间频率高精度传递装置。
背景技术
通常时间频率高精度传递中,时刻信号的传递和频率信号的传递是分开进行的。秒脉冲传递同步占一个信道;频率信号传递占两个信道,一个信道用于传递本地端至远地端的正弦波信号,另一个信道用于传递远地端返回本地端的正弦波信号,以消除线路时延变化的影响。
通常只使用秒脉冲信号作为时刻信号的标记,因此时间传递的准确度难以提高,通常很难超过20ps。
为了节约信道资源,现有技术中有利用一个波长信道同时对秒脉冲信号、时码信号以及10MHz信号进行传递,并使用时分多址和净化再生的方式实现多站点光纤时间同步传输的方法,具体地:各个站点的远程端都具有各自惟一的设备地址,本地端采用时分多址的方式实现对各个远程端进行轮询同步,秒脉冲信号用于时间传递同步,10MHz信号用于内部守时模块,降低内部时钟抖动。
上述方法与秒脉冲传递同步占一个信道、频率信号传递占两个信道的方法相比,秒脉冲传递的准确度和稳定度两者基本一致,但频率传递的性能恶化几个数量级,严重损伤获得的原子钟信号的短期频率稳定度。因此频率信号通常只作为时间传递装置内部辅助手段使用,不输出给用户使用。
现有技术实现了本地端正弦波信号相位与远地端正弦波信号相位的亚皮秒级以上稳定,但装置重新上电、重接光纤等造成锁相环重锁后,本地端与远地端正弦波信号的相位差值通常会出现跳变,并不固定,因此现有技术还没有将正弦波信号相位作为时刻的精细标记与秒脉冲联合使用。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的是提供一种既提高时间频率传递同步精度又节约信道资源的单信道时间频率高精度传递装置。
为了实现上述目的,本发明所述单信道时间频率高精度传递装置包括本地端和远地端,所述本地端和远地端之间的信号通过单信道传输,所述本地端包括第一分时模块,所述远地端包括第二分时模块,所述第一分时模块和所述第二分时模块分时完成秒脉冲信号和频率信号在本地端和远地端之间的传输,其中,将单信道信号传输的每1秒分成2N时段,N≥2;在T1时段,本地端向远地端发送秒脉冲信号,远地端接收所述秒脉冲信号;在T2时段,切换到远地端发送秒脉冲信号,本地端接收状态;在T2n-1时段,n=2~N,切换至本地端发送频率信号、远地端接收频率信号状态;在T2n时段,切换至远地端发送频率信号、本地端接收频率信号状态,其中,所述频率信号相位和秒脉冲信号作为时刻信号标记,所述秒脉冲信号作为时刻粗标记,所述频率信号相位作为时刻精细标记用,所述频率信号相位和秒脉冲信号保持固定对齐关系。
优选地,所述第一分时模块和所述第二分时模块分时完成秒脉冲信号、数据编码脉冲信号和频率信号在本地端和远地端之间的传输,在T1时段,本地端向远地端依次发送秒脉冲信号和数据编码脉冲信号,远地端依次接收所述秒脉冲信号和数据编码脉冲信号;在T2时段,切换到远地端依次发送秒脉冲信号和数据编码脉冲信号,本地端接收状态,其中,所述数据编码脉冲信号表征源头原子钟及传输路径的特征。
优选地,所述第一分时模块和第二分时模块将单信道信号传输的的每1秒分成2N+1时段,在T2N+1时段,单信道处于空闲状态。
优选地,所述频率信号为正弦波信号,所述正弦波信号的频率为整数,所述固定对齐关系为所述正弦波信号的过零点与所述秒脉冲信号的上升沿对齐。
优选地,所述本地端还包括:
第一信号综合调制模块,在本地端发送时段将要发送的秒脉冲信号和频率信号进行按照第一分时模块的指令在不同时间调制在单信道的载波上向远地端发送出去;
第一信号探测解调模块,在本地端接收时段,从单信道调制的载波中解调出秒脉冲信号和频率信号,分别输出给秒脉冲发送处理模块和第一下变频模块;
秒脉冲发送处理模块,获得秒脉冲信号的时延提前量,其中,通过第一信号综合调制模块向远地端发送初始秒脉冲信号,收到远地端发回的经过第一信号探测解调模块解调的秒脉冲信号,测量两个秒脉冲信号上升沿之间的时间间隔,将此时间间隔扣除发送和接收时延后除以2,得到单信道中信号单程传递的时延值,再加上本地端的发送时延和远地端的接收时延作为下次时延提前量发送秒脉冲信号;
第一晶振模块,产生晶振频率信号,发送给第一下变频模块;将经过第一信号采集处理控制模块处理的晶振频率信号作为本地端发送时段将要发送的频率信号,发送给第一信号综合调制模块;
多个第一下变频模块,对输入的标准频率信号进行下变频,发送给第一信号采集处理控制模块;对第一晶振模块产生的晶振频率信号进行下变频,并发送给第一信号采集处理控制模块;将远地端返回的经过第一信号探测解调模块后的频率信号进行下变频,发送给第一信号采集处理控制模块;
第一信号采集处理控制模块,包括多通道的第一A/D采集单元和第一D/A单元,第一A/D采集单元采集经过下变频后的晶振频率信号和标准频率信号以及接收远地端返回的经过第一信号探测解调模块解调和第一下变频模块下变频的频率信号,得出上述各信号间的相对相位,用D/A单元控制第一晶振模块输出的晶振频率信号,使晶振频率信号经单信道单程传输后信号相位与标准频率信号的相位一致。
进一步,优选地,所述本地端还包括:
第一数据发送接收模块,将待发送的数据信号加在秒脉冲信号之后,生成数据编码脉冲信号,发送给第一信号综合调制模块;接收远地端发回的经过第一探测解调模块解调的数据信号,并根据本地端的运行状况生成待发数据信号,将待发的数据信号加在秒脉冲发送处理模块产生的秒脉冲信号之后,形成本地端发送时段将要发送的数据编码脉冲信号,发送给第一信号综合调制模块。
优选地,所述远地端还包括:
第二信号探测解调模块,在远地端接收时段,从单信道调制的载波中解调出秒脉冲信号和频率信号,分别输出给秒脉冲接收处理模块和第二下变频模块;
第二晶振模块,产生晶振频率信号,发送给第二下变频模块;将经过第二信号采集处理控制模块处理的晶振频率信号作为远地端发送时段将要返回的频率信号,发送给第二信号综合调制模块;将经过第二信号采集处理控制模块处理的晶振频率信号作为时刻精细标记的标准频率信号输出,并发送给秒脉冲接收处理模块;
多个第二下变频模块,对经过第二信号探测解调模块解调的频率信号和第二晶振模块输出的晶振频率信号进行下变频,发送给第二信号采集处理控制模块;
第二信号采集处理控制模块,包括多通道的第二A/D采集单元和第二D/A单元,第二A/D采集单元采集经过下变频后的晶振频率信号和经过第二信号探测解调模块解调的频率信号,得出上述晶振频率信号和频率信号间的相对相位,用第二D/A单元控制第二晶振模块输出的晶振频率信号,使输出的晶振频率信号的相位与接收到的经过第二信号探测解调模块解调的本地端发送的频率信号相位一致;
秒脉冲接收处理模块,接收本地端发来经第二信号探测解调模块解调的秒脉冲信号,以所述秒脉冲信号作为生成秒脉冲信号的参考信号,从第二晶振模块输出频率信号过零点作为秒脉冲的上升沿,生成多个秒脉冲信号,从多个脉冲中选出与所述参考信号最接近的秒脉冲作为远地端的秒脉冲信号输出;
第二信号综合调制模块,在远地端发送时段将要发送的秒脉冲信号、数据编码脉冲信号及频率信号按照第二分时模块的指令在不同时间调制在单信道载波上向本地端发送出去。
进一步,优选地,所述远地端还包括:
第二数据发送接收模块,接收第二信号探测解调模块解调的本地端发送的数据信号,并根据远地端的运行状况生成待发数据信号,将待发的数据信号加在秒脉冲接收处理模块产生秒脉冲信号之后,形成远地端发送时段将要返回的数据编码脉冲信号,发送给第二信号综合调制模块。
本发明所述单信道时间频率高精度传递装置具有以下有益效果:
1.单信道实现数据通信及时间、频率高精度传递,节约了信道资源,本发明采用分时传输不同信号,在一个信道中实现了数据通信及时间和频率高精度传递,节约了信道资源。
2.使用单信道传递信号,保证了信道时延双向对称性,大幅度提高时间传递同步的准确度。使用秒脉冲信号上升沿作为时刻的粗标记,频率信号的相位作为时刻的精细标记,具有很好的技术优势。为了实现正弦波信号相位作为时刻的精细标记使用,需实现本地端的正弦波信号相位与远地端正弦波信号相位一致。这需要保证线路中从本地端至远地端的正弦波信号相位延时与从远地端返回本地端的正弦波信号相位延时完全一致。由于通常正弦波信号是一个不间断的连续波,从本地端至远地端的正弦波信号与从远地端返回本地端的正弦波信号是同时存在的,在一个信道中同时双向传递会相互产生干扰,因此通常采用二个信道传递正弦波信号。本发明采用分时传输信号,实现一段正弦波信号在同一个信道中既可以从本地端至远地端,也可以从远地端至本地端,在实现节约信道资源的同时,保证了线路时延的双向对称性。在线路对称性的基础上,采用数字测控技术测量和调整正弦波的相位,最终保障本地端的正弦波信号相位与远地端正弦波信号相位一致。
3.本发明采用秒脉冲信号与频率信号(正弦波信号)的相位关联技术,频率信号某一个过零点位置与秒脉冲信号上升沿位置严格对齐,秒脉冲信号上升沿作为时刻的粗标记,频率信号相位作为时刻的精细标记。本发明首先实现了频率信号更高精度的相位同步和秒脉冲初步同步,在此基础上实现秒脉冲高精度同步。由于同时使用秒脉冲信号的上升沿和正弦波的相位来表示时刻信号,大幅度减小时间同步标准差至亚ps级。
4.本发明的装置采用数字测控代替原有模拟器件控制正弦波相位同步,大幅度减小温度系数较大的大量模拟器件环节,使得时延随各种因素的变化大幅度减小,提高了时间传递同步的准确度至ps级。
5.本发明采用分时技术实现单信道时间和频率传递,相比单独使用双信道传递频率信号的方法,频率传递稳定度略有下降,但是远地端信号性能的最终受制于源头原子钟信号的性能。本发明装置传递到远地端频率信号的秒级稳定度与微波原子钟的秒级稳定度相当,10秒级以上频率传递稳定度远高于微波原子钟的指标,完全满足微波原子钟的频率传递同步要求,可实现频率信号正常输出供用户使用。
6.本发明不仅实现数据通信及时间、频率高精度传递时节约信道资源,还可实现时间同步准确度比原有提高接近一个数量级,技术优势明显。
附图说明
图1是本发明所述单信道时间频率高精度传递装置的示意图;
图2是本发明所述单信道时间频率高精度传递装置的构成框图。
具体实施方式
在下面的描述中,出于说明的目的,为了提供对一个或多个实施例的全面理解,阐述了许多具体细节。然而,很明显,也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。
图1是本发明所述单信道时间频率高精度传递装置的构成框图,如图1所示,所述单信道时间频率高精度传递装置包括本地端1和远地端2,所述本地端1和远地端2之间的信号通过单信道传输,所述本地端1包括第一分时模块11,所述远地端2包括第二分时模块21,所述第一分时模块11和所述第二分时模块21分时完成秒脉冲信号和频率信号在本地端1和远地端2之间的传输,其中,将单信道信号传输的每1秒分成2N时段,N≥2,具体地:
在T1时段,本地端1向远地端2发送秒脉冲信号,远地端2接收秒脉冲信号;在T2时段,切换到远地端2发送秒脉冲信号,本地端1接收状态;本地端收到远地端发回的秒脉冲信号后,测量出秒脉冲信号发送到接收的时差,扣除本地端和远地端的发送和接收的固定时延后,得出线路的信号单次传输延时,可通过控制延时器件的时延值,实现远地端秒脉冲信号与本地端秒脉冲的初步同步;
在T2n-1时段,n=2~N,切换至本地端1发送频率信号、远地端2接收频率信号状态,测量出远地端接收到的频率信号相位与远地端晶振输出的晶振频率信号的相位关系;
在T2n时段,切换至远地端2发送频率信号、本地端1接收频率信号状态,测量出本地端1接收到的频率信号相位与本地端晶振输出的晶振频率信号的相位关系,控制晶振频率相位变化,实现远地端晶振输出的晶振频率信号相位与输入本地端的标准频率信号相位一致,
其中,所述频率信号和秒脉冲信号作为时刻信号标记,所述秒脉冲信号作为时刻粗标记,所述频率信号相位作为时刻精细标记用,所述频率信号相位和秒脉冲信号保持固定对齐关系。
上述单信道时间频率高精度传递装置在单信道中利用数字测控和分时操作,实现数据通信及时间、频率高精度传递同步。
优选地,所述第一分时模块11和所述第二分时模块21分时完成秒脉冲信号、数据编码脉冲信号和频率信号在本地端1和远地端2之间的传输,在T1时段,本地端1向远地端2依次发送秒脉冲信号和数据编码脉冲信号,远地端2依次接收秒脉冲信号和数据编码脉冲信号;在T2时段,切换到远地端2依次发送秒脉冲信号和数据编码脉冲信号,本地端1接收状态,其中,所述数据编码脉冲信号表征源头原子钟及传输路径的特征等。
优选地,所述第一分时模块11和第二分时模块21将单信道信号传输的的每1秒分成2N+1时段,在T2N+1时段,单信道处于空闲状态,本地端不向远地端发信号,远地端也不向本地端发信号,在光纤中激光作载波或空间中定向传播受干扰小的光作载波时,可以没有T2N+1这个空闲时段,对于无线电波这种定向性不是很好的波作载波时,T2N+1这个空闲时段是用于对附近别的本地端与远地端互相通信传递时频信号时不产生干扰。
优选地,所述频率信号为正弦波信号,所述正弦波信号的频率为整数,所述固定对齐关系为所述正弦波信号的过零点与所述秒脉冲信号的上升沿对齐。
上述单信道时间频率高精度传递装置在远地端实现频率信号(正弦波信号)相位与本地端频率信号(正弦波信号)相位一致及远地端秒脉冲信号与本地端秒脉冲初步同步的基础上,通过将频率信号过零点转换成秒脉冲的上升沿,初步同步的秒脉冲作为秒脉冲选择开关,在大量的过零点为上升沿的脉冲中,选出与初步同步的秒脉冲最接近的脉冲作为秒脉冲,恢复出精确的秒脉冲信号。
优选地,如图2所示,所述本地端1还包括:
第一信号综合调制模块15,在本地端1发送时段将要发送的秒脉冲信号和频率信号进行按照第一分时模块11的指令在不同时间调制在单信道的载波上向远地端2发送出去;
第一信号探测解调模块16,在本地端1接收时段,从单信道调制的载波中解调出远地端2发送的秒脉冲信号和频率信号,分别输出给秒脉冲发送处理模块14和第一下变频模块17;
秒脉冲发送处理模块14,获得秒脉冲信号的时延提前量,其中,通过第一信号综合调制模块15向远地端2发送初始秒脉冲信号,收到远地端2发回的经过第一信号探测解调模块16解调的秒脉冲信号,测量两个秒脉冲信号上升沿之间的时间间隔,将此时间间隔扣除远地端和本地端的发送和接收时延后除以2,得到单信道中信号单程传递的时延值,再加上本地端1的发送时延和远地端2的接收时延作为下次时延提前量发送秒脉冲信号;
第一晶振模块12,产生晶振频率信号,发送给第一下变频模块17;将经过第一信号采集处理控制模块13处理的晶振频率信号作为本地端1发送时段将要发送的频率信号,发送给第一信号综合调制模块15;
多个第一下变频模块17,对输入的标准频率信号进行下变频,发送给第一信号采集处理控制模块13;对第一晶振模块12产生的晶振频率信号进行下变频,并发送给第一信号采集处理控制模块13;将远地端2返回的经过第一信号探测解调模块16后的频率信号进行下变频,发送给第一信号采集处理控制模块13;
第一信号采集处理控制模块13,包括多通道的第一A/D采集单元和第一D/A单元,第一A/D采集单元采集经过下变频后的晶振频率信号和标准频率信号以及接收远地端2返回的经过第一信号探测解调模块16解调和第一下变频模块17下变频的频率信号,得出上述各信号间的相对相位,用D/A单元控制第一晶振模块12输出的晶振频率信号,使晶振频率信号经单信道单程传输后信号相位与标准频率信号的相位一致。
在上述本地端中,标准频率信号输入第一下变频模块和秒脉冲信号输入秒脉冲发送处理模块,优选地,输入本地端1的标准频率信号的过零点和秒脉冲信号的上升沿对齐。
进一步,优选地,所述本地端1还包括:
第一数据发送接收模块18,将待发送的数据信号加在秒脉冲信号之后,生成数据编码脉冲信号,发送给第一信号综合调制模块15;接收远地端2发回的经过第一探测解调模块解调的数据信号,并根据本地端1的运行状况生成待发数据信号,将待发的数据信号加在秒脉冲发送处理模块14产生的秒脉冲信号之后,形成本地端1发送时段将要发送的数据编码脉冲信号,发送给第一信号综合调制模块15。
优选地,如图2所示,所述远地端2还包括:
第二信号探测解调模块26,在远地端2接收时段,从单信道调制的载波中解调出接收的本地端发送的秒脉冲信号和频率信号,分别输出给秒脉冲接收处理模块24和第二下变频模块27;
第二晶振模块22,产生晶振频率信号,发送给第二下变频模块27;将经过第二信号采集处理控制模块23处理的晶振频率信号作为远地端2发送时段将要返回的频率信号,发送给第二信号综合调制模块25;将经过第二信号采集处理控制模块处理的晶振频率信号作为时刻精细标记的标准频率信号输出,并发送给秒脉冲接收处理模块24;
多个第二下变频模块27,对经过第二信号探测解调模块26解调的频率信号和第二晶振模块22输出的晶振频率信号进行下变频,发送给第二信号采集处理控制模块23;
第二信号采集处理控制模块23,包括多通道的第二A/D采集单元和第二D/A单元,第二A/D采集单元采集经过下变频后的晶振频率信号和经过第二信号探测解调模块26解调的频率信号,得出上述晶振频率信号和频率信号间的相对相位,用第二D/A单元控制第二晶振模块22输出的晶振频率信号,使输出的晶振频率信号的相位与输入本地端的标准频率信号相位一致;
秒脉冲接收处理模块24,接收本地端1发来经第二信号探测解调模块26解调的秒脉冲信号,以所述秒脉冲信号作为生成秒脉冲信号的参考信号,从第二晶振模块22输出频率信号过零点作为秒脉冲的上升沿,生成多个秒脉冲信号,从多个脉冲中选出与所述参考信号最接近的秒脉冲作为远地端2的秒脉冲信号输出,接收到的本地端发来经第二信号探测解调模块解调的秒脉冲信号经固定延时后发送给第二信号综合调制模块25;
第二信号综合调制模块25,在远地端2发送时段将要发送的秒脉冲信号、数据编码脉冲信号及频率信号按照第二分时模块21的指令在不同时间调制在单信道载波上向本地端1发送出去。
进一步,优选地,所述远地端2还包括:
第二数据发送接收模块28,接收第二信号探测解调模块26解调的本地端1发送的数据信号,并根据远地端2的运行状况生成待发数据信号,将待发的数据信号加在秒脉冲接收处理模块24产生秒脉冲信号之后,形成远地端2发送时段将要返回的数据编码脉冲信号,发送给第二信号综合调制模块25。
本发明所述单信道时间频率高精度传递装置采取先高精度传递同步频率信号(正弦波)相位到秒级抖动约0.1ps、准确度不大于6ps(通常约3ps),再利用此精确同步的正弦波信号过零点作标准,初步同步的秒脉冲信号作参考,生成精确秒脉冲信号,并采用正弦波相位与秒脉冲联合表征时刻的方法:使用秒脉冲信号上升沿作为时刻的粗标记,正弦波信号的相位作为时刻的精细标记。本发明装置在单信道上能不失真传递微波原子钟的频率信号(不恶化频率稳定度)、秒脉冲信号(时刻的粗标记)和正弦波相位(时刻的精细标记)。这与现有技术截然不同。现有的单信道时间传递装置,虽然也采用分时技术传递了秒脉冲和频率信号,由于采用先同步秒脉冲、不直接同步频率信号相位,然后通过秒脉冲反过来控制频率信号(正弦波)相位,因此频率信号短期稳定度严重恶化,因此频率信号通常只作为单信道时间传递装置内部时钟使用,不输出给用户使用。用户为了能不失真(不恶化频率稳定度)获得微波原子钟的频率信号,仍需在另外信道上依靠另外的频率传递装置来实现,这也就是将该装置称做单信道时间传递装置,而不称作单信道时间频率传递装置的原因。此外,该装置也只有秒脉冲信号输出给用户使用,没有实现时刻更精确表征的正弦波相位输出,因此该单信道时间传递装置与现有的单信道上只传递秒脉冲实现时间同步的装置对用户而言也没有太大区别,都只有秒脉冲信号的单一输出,只是指标上略有不同。本发明装置通过单信道进行时间频率高精度传递,节约信道资源的同时,实现秒脉冲信号、频率信号及相位三者的精确输出,是真正的单信道时间频率高精度传递装置。
尽管前面公开的内容示出了本发明的示例性实施例,但是应当注意,在不背离权利要求限定的本发明的范围的前提下,可以进行多种改变和修改。此外,尽管本发明的元素可以以个体形式描述或要求,但是也可以设想多个,除非明确限制为单数。
Claims (8)
1.一种单信道时间频率高精度传递装置,其特征在于,包括本地端和远地端,所述本地端和远地端之间的信号通过单信道传输,所述本地端包括第一分时模块,所述远地端包括第二分时模块,所述第一分时模块和所述第二分时模块分时完成秒脉冲信号和频率信号在本地端和远地端之间的传输,其中,将单信道信号传输的每1秒分成2N时段,N≥2;在T1时段,本地端向远地端发送秒脉冲信号,远地端接收秒脉冲信号;在T2时段,切换到远地端发送秒脉冲信号,本地端接收状态;在T2n-1时段,n=2~N,切换至本地端发送频率信号、远地端接收频率信号状态;在T2n时段,切换至远地端发送频率信号、本地端接收频率信号状态,其中,所述频率信号相位和秒脉冲信号作为时刻信号标记,所述秒脉冲信号作为时刻粗标记,所述频率信号相位作为时刻精细标记用,所述频率信号相位和秒脉冲信号保持固定对齐关系。
2.根据权利要求1所述的单信道时间频率高精度传递装置,其特征在于,所述第一分时模块和所述第二分时模块分时完成秒脉冲信号、数据编码脉冲信号和频率信号在本地端和远地端之间的传输,在T1时段,本地端向远地端依次发送秒脉冲信号和数据编码脉冲信号,远地端依次接收所述秒脉冲信号和数据编码脉冲信号;在T2时段,切换到远地端依次发送秒脉冲信号和数据编码脉冲信号,本地端接收状态,其中,所述数据编码脉冲信号表征源头原子钟及传输路径的特征。
3.根据权利要求1或2所述的单信道时间频率高精度传递装置,其特征在于,所述第一分时模块和第二分时模块将单信道信号传输的的每1秒分成2N+1时段,在T2N+1时段,单信道处于空闲状态。
4.根据权利要求1所述的单信道时间频率高精度传递装置,其特征在于,所述频率信号为正弦波信号,所述正弦波信号的频率为整数,所述固定对齐关系为所述正弦波信号的过零点与所述秒脉冲信号的上升沿对齐。
5.根据权利要求1所述的单信道时间频率高精度传递装置,其特征在于,所述本地端还包括:
第一信号综合调制模块,在本地端发送时段将要发送的秒脉冲信号和频率信号进行按照第一分时模块的指令在不同时间调制在单信道的载波上向远地端发送出去;
第一信号探测解调模块,在本地端接收时段,从单信道调制的载波中解调出秒脉冲信号和频率信号,分别输出给秒脉冲发送处理模块和第一下变频模块;
秒脉冲发送处理模块,获得秒脉冲信号的时延提前量,其中,通过第一信号综合调制模块向远地端发送初始秒脉冲信号,收到远地端发回的经过第一信号探测解调模块解调的秒脉冲信号,测量两个秒脉冲信号上升沿之间的时间间隔,将此时间间隔扣除发送和接收时延后除以2,得到单信道中信号单程传递的时延值,再加上本地端的发送时延和远地端的接收时延作为下次时延提前量发送秒脉冲信号;
第一晶振模块,产生晶振频率信号,发送给第一下变频模块;将经过第一信号采集处理控制模块处理的晶振频率信号作为本地端发送时段将要发送的频率信号,发送给第一信号综合调制模块;
多个第一下变频模块,对输入的标准频率信号进行下变频,发送给第一信号采集处理控制模块;对第一晶振模块产生的晶振频率信号进行下变频,并发送给第一信号采集处理控制模块;将远地端返回的经过第一信号探测解调模块后的频率信号进行下变频,发送给第一信号采集处理控制模块;
第一信号采集处理控制模块,包括多通道的第一A/D采集单元和第一D/A单元,第一A/D采集单元采集经过下变频后的晶振频率信号和标准频率信号以及接收远地端返回的经过第一信号探测解调模块解调和第一下变频模块下变频的频率信号,得出上述各信号间的相对相位,用D/A单元控制第一晶振模块输出的晶振频率信号,使晶振频率信号经单信道单程传输后信号相位与标准频率信号的相位一致。
6.根据权利要求5所述的单信道时间频率高精度传递装置,其特征在于,
所述本地端还包括:
第一数据发送接收模块,将待发送的数据信号加在秒脉冲信号生成数据编码脉冲信号,发送给第一信号综合调制模块;接收远地端发回的经过第一探测解调模块解调的数据信号,并根据本地端的运行状况生成待发数据信号,将待发的数据信号加在秒脉冲发送处理模块产生的秒脉冲信号之后,形成本地端发送时段将要发送的数据编码脉冲信号,发送给第一信号综合调制模块。
7.根据权利要求1所述的单信道时间频率高精度传递装置,其特征在于,所述远地端还包括:
第二信号探测解调模块,在远地端接收时段,从单信道调制的载波中解调出秒脉冲信号和频率信号,分别输出给秒脉冲接收处理模块和第二下变频模块;
第二晶振模块,产生晶振频率信号,发送给第二下变频模块;将经过第二信号采集处理控制模块处理的晶振频率信号作为远地端发送时段将要返回的频率信号,发送给第二信号综合调制模块;将经过第二信号采集处理控制模块处理的晶振频率信号作为时刻精细标记的标准频率信号输出,并发送给秒脉冲接收处理模块;
多个第二下变频模块,对经过第二信号探测解调模块解调的频率信号和第二晶振模块输出的晶振频率信号进行下变频,发送给第二信号采集处理控制模块;
第二信号采集处理控制模块,包括多通道的第二A/D采集单元和第二D/A单元,第二A/D采集单元采集经过下变频后的晶振频率信号和经过第二信号探测解调模块解调的频率信号,得出上述晶振频率信号和频率信号间的相对相位,用第二D/A单元控制第二晶振模块输出的晶振频率信号,使输出的晶振频率信号的相位与输入本地端的标准频率信号相位一致;
秒脉冲接收处理模块,接收本地端发来经第二信号探测解调模块解调的秒脉冲信号,以所述秒脉冲信号作为生成秒脉冲信号的参考信号,从第二晶振模块输出频率信号过零点作为秒脉冲的上升沿,生成多个秒脉冲信号,从多个脉冲中选出与所述参考信号最接近的秒脉冲作为远地端的秒脉冲信号输出,接收到的本地端发来经第二信号探测解调模块解调的秒脉冲信号经固定延时后发送给第二信号综合调制模块;
第二信号综合调制模块,在远地端发送时段将要发送的秒脉冲信号、数据编码脉冲信号及频率信号按照第二分时模块的指令在不同时间调制在单信道载波上向本地端发送出去。
8.根据权利要求7所述的单信道时间频率高精度传递装置,其特征在于,所述远地端还包括:
第二数据发送接收模块,接收第二信号探测解调模块解调的本地端发送的数据信号,并根据远地端的运行状况生成待发数据信号,将待发的数据信号加在秒脉冲接收处理模块产生秒脉冲信号之后,形成远地端发送时段将要返回的数据编码脉冲信号,发送给第二信号综合调制模块。
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Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110752877A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-02-04 | 深圳市慧宇系统有限公司 | 光纤中传递时间频率信号的系统和方法 |
CN110989327A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 中国计量科学研究院 | 分布式高精度时间频率实时综合系统 |
CN111106870A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-05 | 中国计量科学研究院 | 超长距离双纤互联的多级光纤时间频率传递系统 |
CN112671464A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-16 | 中国计量科学研究院 | 双信道时间频率高精度传递中间节点装置 |
CN112688734A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-20 | 中国计量科学研究院 | 一种环网单信道时间频率传递装置 |
CN112751614A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-04 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种基于两站间的阿秒级光纤时间传递方法 |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020135509A1 (en) * | 1998-07-24 | 2002-09-26 | Talbot Nicholas C. | Self-calibrating electronic distance measurement instrument |
CN101231337A (zh) * | 2008-02-15 | 2008-07-30 | 哈尔滨工程大学 | 高精度时间同步装置 |
CN201266923Y (zh) * | 2008-09-09 | 2009-07-01 | 北京七维航测科技发展有限公司 | Gps组合时间频率仪 |
CN102299742A (zh) * | 2011-09-23 | 2011-12-28 | 中国科学院国家授时中心 | 光纤时间传递编码调制与解调解码的方法 |
CN102590825A (zh) * | 2012-02-17 | 2012-07-18 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种导航卫星主备卫星钟的无缝切换方法 |
CN102801469A (zh) * | 2012-09-11 | 2012-11-28 | 中国人民解放军理工大学 | 一种光纤时间频率混合传递方法 |
CN103957069A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 基于物理层时间信息的网络授时ied时间同步检测方法 |
CN204631463U (zh) * | 2015-01-27 | 2015-09-09 | 国家无线电频谱管理研究所 | 一种辐射源监测定位的gps时钟同步系统 |
US9276678B1 (en) * | 2014-07-23 | 2016-03-01 | Google Inc. | Scalable multi-source GPS signal distribution network |
CN109412691A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-01 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种秒脉冲信号驯服的光纤双向时频同步方法和系统 |
-
2019
- 2019-04-19 CN CN201910318706.5A patent/CN110176982B/zh active Active
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20020135509A1 (en) * | 1998-07-24 | 2002-09-26 | Talbot Nicholas C. | Self-calibrating electronic distance measurement instrument |
CN101231337A (zh) * | 2008-02-15 | 2008-07-30 | 哈尔滨工程大学 | 高精度时间同步装置 |
CN201266923Y (zh) * | 2008-09-09 | 2009-07-01 | 北京七维航测科技发展有限公司 | Gps组合时间频率仪 |
CN102299742A (zh) * | 2011-09-23 | 2011-12-28 | 中国科学院国家授时中心 | 光纤时间传递编码调制与解调解码的方法 |
CN102590825A (zh) * | 2012-02-17 | 2012-07-18 | 北京空间飞行器总体设计部 | 一种导航卫星主备卫星钟的无缝切换方法 |
CN102801469A (zh) * | 2012-09-11 | 2012-11-28 | 中国人民解放军理工大学 | 一种光纤时间频率混合传递方法 |
CN103957069A (zh) * | 2014-05-14 | 2014-07-30 | 国家电网公司 | 基于物理层时间信息的网络授时ied时间同步检测方法 |
US9276678B1 (en) * | 2014-07-23 | 2016-03-01 | Google Inc. | Scalable multi-source GPS signal distribution network |
CN204631463U (zh) * | 2015-01-27 | 2015-09-09 | 国家无线电频谱管理研究所 | 一种辐射源监测定位的gps时钟同步系统 |
CN109412691A (zh) * | 2018-10-29 | 2019-03-01 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种秒脉冲信号驯服的光纤双向时频同步方法和系统 |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
胡永辉,张道农,李延,陈泽青,: ""现代授时技术"", 《2013年中国电机工程学会年会》 * |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110752877A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-02-04 | 深圳市慧宇系统有限公司 | 光纤中传递时间频率信号的系统和方法 |
CN110989327A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-04-10 | 中国计量科学研究院 | 分布式高精度时间频率实时综合系统 |
CN111106870A (zh) * | 2019-12-26 | 2020-05-05 | 中国计量科学研究院 | 超长距离双纤互联的多级光纤时间频率传递系统 |
CN110989327B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-03-30 | 中国计量科学研究院 | 分布式高精度时间频率实时综合系统 |
CN111106870B (zh) * | 2019-12-26 | 2021-08-17 | 中国计量科学研究院 | 超长距离双纤互联的多级光纤时间频率传递系统 |
CN112671464A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-16 | 中国计量科学研究院 | 双信道时间频率高精度传递中间节点装置 |
CN112688734A (zh) * | 2020-12-10 | 2021-04-20 | 中国计量科学研究院 | 一种环网单信道时间频率传递装置 |
CN112688734B (zh) * | 2020-12-10 | 2022-03-15 | 中国计量科学研究院 | 一种环网单信道时间频率传递装置 |
CN112751614A (zh) * | 2020-12-24 | 2021-05-04 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种基于两站间的阿秒级光纤时间传递方法 |
CN112751614B (zh) * | 2020-12-24 | 2022-03-04 | 北京无线电计量测试研究所 | 一种基于两站间的阿秒级光纤时间传递方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110176982B (zh) | 2021-12-03 |
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