CN112737509A - 一种晶振频率漂移补偿方法和系统 - Google Patents

一种晶振频率漂移补偿方法和系统 Download PDF

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    • H03BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03BGENERATION OF OSCILLATIONS, DIRECTLY OR BY FREQUENCY-CHANGING, BY CIRCUITS EMPLOYING ACTIVE ELEMENTS WHICH OPERATE IN A NON-SWITCHING MANNER; GENERATION OF NOISE BY SUCH CIRCUITS
    • H03B5/00Generation of oscillations using amplifier with regenerative feedback from output to input
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    • H03B5/04Modifications of generator to compensate for variations in physical values, e.g. power supply, load, temperature

Abstract

本发明提供了一种晶振频率漂移补偿方法和系统,其方法包括:通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的信号转化为第一时钟信号;通过FPGA芯片对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号;获取恒温晶体振荡器的实时温度和实时电压;通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率;在实际输出频率不变的情况下,调整AD9543芯片的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,获得温度、电压参数与AD9543芯片的寄存器值的关系曲线;在信号丢失时,根据当前温度和当前电压调整AD9543芯片的寄存器值。该方案能够在北斗/GPS信号源丢失时,通过反向补偿的方式避免相位漂移,从而有利于保证时钟的稳定,避免影响正常的通信。

Description

一种晶振频率漂移补偿方法和系统
技术领域
本发明涉及无线通信技术领域,尤指一种晶振频率漂移补偿方法和系统。
背景技术
频率漂移指在某些频率标准长时间连续工作时,其输出频率值会随着时间的变化,缓慢地单方向变化,从而影响其精度。在4G/5G的通信中,频率的精度是一个非常重要的指标,通常情况下,其频率的漂移要求低于+/-50ppb。
现有技术中,通常依靠OCXO(恒温晶体振荡器)自适的频率稳定来避免频率漂移。但是,在TDD模式,运营商要求在北斗/GPS信号源丢失的情况下,在24小时内,其相位漂移要低于1.5us,每天有24*60*60=86400秒,则每秒的频率相位漂移要低于1.5us/86400=17.36ps才能满足24小时相位漂移低于1.5us,如果只是简单的依靠OCXO自适的频率稳定来避免频率漂移,那么对OCXO的频率稳定要求非常高,需要用非常昂贵、精密的OCXO设备才能实现,不利于普及。因此,需要一种对恒温晶体振荡器精度要求不高,且能够在北斗/GPS信号源丢失时,避免相位漂移的晶振频率漂移补偿方法,以便于获得高稳定度的时钟。
发明内容
本发明的目的是提供一种晶振频率漂移补偿方法和系统,该方案对恒温晶体振荡器精度要求不高,且能够在北斗/GPS信号源丢失时,通过反向补偿的方式避免相位漂移,从而有利于保证时钟的稳定,避免影响正常的通信。
本发明提供的技术方案如下:
本发明提供一种晶振频率漂移补偿方法,包括步骤:
通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号;
通过所述FPGA芯片对所述第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号;
获取所述恒温晶体振荡器的实时温度和实时电压;
通过计数器计算在1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率;
在所述实际输出频率不变的情况下,调整所述AD9543芯片的寄存器值,并将所述实时温度和所述实时电压作为深度学习的参数进行训练,获得温度、电压参数与所述AD9543芯片的寄存器值的关系曲线;
在卫星信号丢失时,根据当前温度和当前电压调整所述AD9543芯片的寄存器值。
通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号,通过FPGA芯片对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号,使得改变AD9543芯片的寄存器值后,第一时钟信号以及第二时钟信号的值会跟着改变;通过获取恒温晶体振荡器的实时温度和实时电压,并通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率,使得在实际输出频率不变的情况下,调整所述AD9543芯片的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,能够获得温度、电压参数与所AD9543芯片的寄存器值的关系曲线,从而在卫星信号丢失时,能够根据当前温度和当前电压,通过反向补偿的方式调整AD9543芯片的寄存器值,使得输出频率保持不变,避免相位漂移,有利于保证时钟的稳定,避免影响正常的通信。
进一步地,所述的通过计数器计算在1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,具体包括:
通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内所述第二时钟信号的平均脉冲个数;
所述计数器在每预设次数个1pps后清零,并存储所述平均脉冲个数。
由于卫星信号的多径等因素需要,1pps信号抖动比较大,为了避免影响测试精度,可以选择通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内第二时钟信号的平均脉冲个数,如FPGA的计数器可以在30个1pps脉冲内一直计数,以消除1pps抖动的影响。
进一步地,所述的在卫星信号丢失时,根据当前温度和当前电压调整所述AD9543芯片的寄存器值,具体包括:
通过计数器计算在当前1pps内所述第二时钟信号的当前脉冲个数;
将所述当前脉冲个数与所述平均脉冲个数进行比较,获得在当前温度和当前电压下的频率偏差比率;
根据所述频率偏差比率调整所述AD9543芯片的寄存器值。
将FPGA的计数器计算的当前脉冲个数和平均脉冲个数进行比较,能够得到当前的频率偏差比例,然后将AD9543的寄存器值按相同的比例调整,就可以修正AD9543的输出频率偏差。例如发现FPGA的计数器值比标准值低了1%,那么将AD9543的寄存器值减小1%,AD9543输出的频率偏差就能够被修正。
进一步地,所述的通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号之前,还包括:
调整所述AD9543芯片的寄存器值,使所述恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为预设数值的所述第一时钟信号;
所述的通过所述FPGA芯片对所述第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号之前,还包括:
调整所述FPGA芯片的寄存器值,使所述第一时钟信号倍频至预设数值的所述第二时钟信号。
进一步地,所述的通过计数器计算在1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率之后,在所述实际输出频率不变的情况下,调整所述AD9543芯片的寄存器值之前,还包括:
根据所述实际输出频率,调整所述AD9543芯片的寄存器值,使所述AD9543芯片输出的所述第一时钟信号的真实频率等于预定的所述第一时钟信号的频率值。
在进行训练之前,根据实际输出频率,调整AD9543芯片的寄存器值,能够使所AD9543芯片输出的第一时钟信号的真实频率等于预定的第一时钟信号的频率值,如保证AD9543芯片输出122.88MHz信号的真实频率也是122.88MHz,避免在训练前真实频率便是有偏差的。
进一步地,所述稳定时钟信号为20MHz,所述第一时钟信号为122.88MHz,所述第二时钟信号为2.4GHz。
另外,本发明还提供一种晶振频率漂移补偿系统,包括:
恒温晶体振荡器,用于输出稳定时钟信号;
AD9543芯片,与所述恒温晶体振荡器连接,用于将所述稳定时钟信号转化为第一时钟信号;
FPGA芯片,与所述AD9543芯片连接,用于对所述第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号;
中央处理器,所述中央处理器与所述AD9543芯片和所述FPGA芯片连接;
北斗/GPS模块,与所述中央处理器连接,用于输出1pps信号;
温度传感器,与所述中央处理器连接,用于获取所述恒温晶体振荡器的实时温度;
电压传感器,与所述中央处理器连接,用于获取所述恒温晶体振荡器的实时电压;
其中,所述FPGA芯片通过计数器计算在1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率;
在所述实际输出频率不变的情况下,所述中央处理器控制调整所述AD9543芯片的寄存器值,并将所述实时温度和所述实时电压作为深度学习的参数进行训练,获得温度、电压参数与所述AD9543芯片的寄存器值的关系曲线;
在卫星信号丢失时,所述中央处理器根据当前温度和当前电压调整所述AD9543芯片的寄存器值。
通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号,通过FPGA芯片对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号,使得通过中央处理器改变AD9543芯片的寄存器值后,第一时钟信号以及第二时钟信号的值会跟着改变;通过温度传感器和电压传感器获取恒温晶体振荡器的实时温度和实时电压,并通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率,使得在实际输出频率不变的情况下,通过中央处理器调整所述AD9543芯片的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,能够获得温度、电压参数与所AD9543芯片的寄存器值的关系曲线,从而在卫星信号丢失时,能够根据当前温度和当前电压,通过反向补偿的方式调整AD9543芯片的寄存器值,使得输出频率保持不变,避免相位漂移,有利于保证时钟的稳定,避免影响正常的通信。
进一步地,还包括:存储器,所述FPGA芯片通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内所述第二时钟信号的平均脉冲个数,所述存储器存储所述平均脉冲个数。
进一步地,所述FPGA芯片通过计数器计算在当前1pps内所述第二时钟信号的当前脉冲个数;
所述中央处理器将所述当前脉冲个数与所述平均脉冲个数进行比较,获得在当前温度和当前电压下的频率偏差比率,并根据所述频率偏差比率控制调整所述AD9543芯片的寄存器值。
进一步地,所述中央处理器调整所述AD9543芯片的寄存器值,使所述恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为预设数值的所述第一时钟信号,并调整所述FPGA芯片的寄存器值,使所述第一时钟信号倍频至预设数值的所述第二时钟信号;
所述中央处理器还根据所述实际输出频率,调整所述AD9543芯片的寄存器值,使所述AD9543芯片输出的所述第一时钟信号的真实频率等于预定的所述第一时钟信号的频率值。
根据本发明提供的一种晶振频率漂移补偿方法,通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号,通过FPGA芯片对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号,使得改变AD9543芯片的寄存器值后,第一时钟信号以及第二时钟信号的值会跟着改变;通过获取恒温晶体振荡器的实时温度和实时电压,并通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率,使得在实际输出频率不变的情况下,调整所述AD9543芯片的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,能够获得温度、电压参数与所AD9543芯片的寄存器值的关系曲线,从而在卫星信号丢失时,能够根据当前温度和当前电压,通过反向补偿的方式调整AD9543芯片的寄存器值,使得输出频率保持不变,避免相位漂移,有利于保证时钟的稳定,避免影响正常的通信。
附图说明
下面将以明确易懂的方式,结合附图说明优选实施方式,对本方案的上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。
图1是本发明实施例的整体流程示意图;
图2是本发明另一个实施例的流程示意图;
图3是本发明实施例的系统结构示意图。
图中标号:1-恒温晶体振荡器;2-AD9543芯片;3-FPGA芯片;4-中央处理器;5-北斗/GPS模块;6-温度传感器;7-电压传感器;8-存储器。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对照附图说明本发明的具体实施方式。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,并获得其他的实施方式。
为使图面简洁,各图中只示意性地表示出了与本发明相关的部分,它们并不代表其作为产品的实际结构。另外,以使图面简洁便于理解,在有些图中具有相同结构或功能的部件,仅示意性地绘示了其中的一个,或仅标出了其中的一个。在本文中,“一个”不仅表示“仅此一个”,也可以表示“多于一个”的情形。
实施例1
本发明的一个实施例,如图1所示,本发明提供一种晶振频率漂移补偿方法,包括步骤:
S1、通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器(即OCXO)输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号。
优选的,在本实施例中,稳定时钟信号为20MHz,第一时钟信号为122.88MHz,在其它实施例中,可以根据需求,对稳定时钟信号和第一时钟信号的大小进行调整。
优选的,通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号之前,还包括:调整AD9543芯片的寄存器值,使恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为预设数值的第一时钟信号。
具体的,将AD9543芯片设置为Force Freerun模式,调节46位的freerun tuningword寄存器的值,就可以改变输出频率值的大小。
S2、通过FPGA芯片对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号。
优选的,在本实施例中,第二时钟信号为2.4GHz,在其它实施例中,可以根据需求,对第二时钟信号的大小进行调整。
优选的,通过FPGA芯片对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号之前,还包括:调整FPGA芯片的寄存器值,使第一时钟信号倍频至预设数值的第二时钟信号。
S3、获取恒温晶体振荡器的实时温度和实时电压。
在本实施例中,主要是针对温度和电压对频率漂移的影响。实际上,频率的漂移还会受到其它条件影响,如设备、线路的老化程度等因素,因此,在实际操作中,还可以添加时间等其它参考因素进行漂移补偿。
S4、通过计数器计算在1pps(即秒脉冲)内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率。
具体的,FPGA芯片连接北斗/GPS模块,用于获取北斗/GPS模块输出的1pps信号,计数器可以采用FPGA芯片自带的计数器。
S5、在实际输出频率不变的情况下,调整AD9543芯片的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,获得温度、电压参数与AD9543芯片的寄存器值的关系曲线。
优选的,为了提高OCXO的频率漂移与电压、温度、时间等因素的非线性关系的精度,深度学习采用3层以上的神经网络算法,单个的人工神经元模型中,激活函数可以采用sigmoid函数。
S6、在卫星信号丢失时,根据当前温度和当前电压调整AD9543芯片的寄存器值。
通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号,通过FPGA芯片对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号,使得改变AD9543芯片的寄存器值后,第一时钟信号以及第二时钟信号的值会跟着改变;通过获取恒温晶体振荡器的实时温度和实时电压,并通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率,使得在实际输出频率不变的情况下,调整AD9543芯片的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,能够获得温度、电压参数与所AD9543芯片的寄存器值的关系曲线,从而在卫星信号丢失时,能够根据当前温度和当前电压,通过反向补偿的方式调整AD9543芯片的寄存器值,使得输出频率保持不变,避免相位漂移,有利于保证时钟的稳定,避免影响正常的通信。
实施例2
本发明的一个实施例,在实施例1的基础上,通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,具体包括:通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内第二时钟信号的平均脉冲个数;计数器在每预设次数个1pps后清零,并存储平均脉冲个数。
由于卫星信号的多径等因素需要,1pps信号抖动比较大,为了避免影响测试精度,可以选择通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内第二时钟信号的平均脉冲个数,如FPGA的计数器可以在30个1pps脉冲内一直计数,以消除1pps抖动的影响。
优选的,在卫星信号丢失时,根据当前温度和当前电压调整AD9543芯片的寄存器值,具体包括:通过计数器计算在当前1pps内第二时钟信号的当前脉冲个数;将当前脉冲个数与平均脉冲个数进行比较,获得在当前温度和当前电压下的频率偏差比率;根据频率偏差比率调整AD9543芯片的寄存器值。
将FPGA的计数器计算的当前脉冲个数和平均脉冲个数进行比较,能够得到当前的频率偏差比例,然后将AD9543的寄存器值按相同的比例调整,就可以修正AD9543的输出频率偏差。例如发现FPGA的计数器值比标准值低了1%,那么将AD9543的寄存器值减小1%,AD9543输出的频率偏差就能够被修正。
优选的,通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率之后,在实际输出频率不变的情况下,调整AD9543芯片的寄存器值之前,还包括:根据实际输出频率,调整AD9543芯片的寄存器值,使AD9543芯片输出的第一时钟信号的真实频率等于预定的第一时钟信号的频率值。
在进行训练之前,根据实际输出频率,调整AD9543芯片的寄存器值,能够使所AD9543芯片输出的第一时钟信号的真实频率等于预定的第一时钟信号的频率值,如保证AD9543芯片输出122.88MHz信号的真实频率也是122.88MHz,避免在训练前真实频率便是有偏差的。
实施例3
本发明的一个实施例,如图2所示,在实施例1或2的基础上,本发明提供一种晶振频率漂移补偿方法,包括步骤:配置FPGA芯片的相关寄存器,以及配置AD9543芯片的相关寄存器,使得恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为预设数值的第一时钟信号,第一时钟信号倍能够频至预设数值的第二时钟信号;之后读取恒温晶体振荡器的温度和电压值,并读取北斗/GPS模块的信息,判断卫星信号是否丢失;若卫星信号未丢失,则读取FPGA芯片中计数器的频率值,在实际输出频率不变的情况下,调整AD9543芯片的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,获得温度、电压参数与AD9543芯片的寄存器值的关系曲线,并等待下一次1pps信号的上升沿中断;若卫星信号丢失,则根据温度、电压参数与AD9543芯片的寄存器值的关系曲线,以及当前温度和当前电压调整AD9543芯片的寄存器值,使得输出频率保持不变,避免相位漂移。
实施例4
本发明的一个实施例,如图3所示,本发明还提供一种晶振频率漂移补偿系统,包括恒温晶体振荡器(即OCXO)1、AD9543芯片2、FPGA芯片3、中央处理器(即CPU)4、北斗/GPS模块5、温度传感器6和电压传感器7。
恒温晶体振荡器1用于输出稳定时钟信号;AD9543芯片2与恒温晶体振荡器1连接,用于将稳定时钟信号转化为第一时钟信号。
优选的,在本实施例中,稳定时钟信号为20MHz,第一时钟信号为122.88MHz,在其它实施例中,可以根据需求,对稳定时钟信号和第一时钟信号的大小进行调整。
FPGA芯片3与AD9543芯片2连接,用于对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号。
优选的,在本实施例中,第二时钟信号为2.4GHz,在其它实施例中,可以根据需求,对第二时钟信号的大小进行调整。
中央处理器4与AD9543芯片2和FPGA芯片3连接;北斗/GPS模块5与中央处理器4连接,用于输出1pps信号。
温度传感器6与中央处理器4连接,用于获取恒温晶体振荡器1的实时温度;电压传感器7与中央处理器4连接,用于获取恒温晶体振荡器1的实时电压。
在本实施例中,主要是针对温度和电压对频率漂移的影响。实际上,频率的漂移还会受到其它条件影响,如设备、线路的老化程度等因素,因此,在实际操作中,还可以添加时间等其它参考因素进行漂移补偿。
其中,FPGA芯片3通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率;在实际输出频率不变的情况下,中央处理器4控制调整AD9543芯片2的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,获得温度、电压参数与AD9543芯片2的寄存器值的关系曲线;在卫星信号丢失时,中央处理器4根据当前温度和当前电压调整AD9543芯片2的寄存器值。
通过AD9543芯片2将恒温晶体振荡器1输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片3所需的第一时钟信号,通过FPGA芯片3对第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号,使得通过中央处理器4改变AD9543芯片2的寄存器值后,第一时钟信号以及第二时钟信号的值会跟着改变;通过温度传感器6和电压传感器7获取恒温晶体振荡器1的实时温度和实时电压,并通过计数器计算在1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率,使得在实际输出频率不变的情况下,通过中央处理器4调整AD9543芯片2的寄存器值,并将实时温度和实时电压作为深度学习的参数进行训练,能够获得温度、电压参数与所AD9543芯片2的寄存器值的关系曲线,从而在卫星信号丢失时,能够根据当前温度和当前电压,通过反向补偿的方式调整AD9543芯片2的寄存器值,使得输出频率保持不变,避免相位漂移,有利于保证时钟的稳定,避免影响正常的通信。
实施例5
本发明的一个实施例,在实施例4的基础上,晶振频率漂移补偿系统还包括存储器8,在本实施例中,存储器8选用DDR SDRAM,即双倍速率同步动态随机存储器。
FPGA芯片3通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内第二时钟信号的平均脉冲个数,存储器8存储平均脉冲个数。
由于卫星信号的多径等因素需要,1pps信号抖动比较大,为了避免影响测试精度,可以选择通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内第二时钟信号的平均脉冲个数,如FPGA的计数器可以在30个1pps脉冲内一直计数,以消除1pps抖动的影响。
优选的,FPGA芯片3通过计数器计算在当前1pps内第二时钟信号的当前脉冲个数;中央处理器4将当前脉冲个数与平均脉冲个数进行比较,获得在当前温度和当前电压下的频率偏差比率,并根据频率偏差比率控制调整AD9543芯片2的寄存器值。
将FPGA的计数器计算的当前脉冲个数和平均脉冲个数进行比较,能够得到当前的频率偏差比例,然后将AD9543的寄存器值按相同的比例调整,就可以修正AD9543的输出频率偏差。例如发现FPGA的计数器值比标准值低了1%,那么将AD9543的寄存器值减小1%,AD9543输出的频率偏差就能够被修正。
优选的,中央处理器4调整AD9543芯片2的寄存器值,使恒温晶体振荡器1输出的稳定时钟信号转化为预设数值的第一时钟信号,并调整FPGA芯片3的寄存器值,使第一时钟信号倍频至预设数值的第二时钟信号。
中央处理器4还根据实际输出频率,调整AD9543芯片2的寄存器值,使AD9543芯片2输出的第一时钟信号的真实频率等于预定的第一时钟信号的频率值。
在进行训练之前,根据实际输出频率,调整AD9543芯片2的寄存器值,能够使所AD9543芯片2输出的第一时钟信号的真实频率等于预定的第一时钟信号的频率值,如保证AD9543芯片2输出122.88MHz信号的真实频率也是122.88MHz,避免在训练前真实频率便是有偏差的。
应当说明的是,上述实施例均可根据需要自由组合。以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种晶振频率漂移补偿方法,其特征在于,包括步骤:
通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号;
通过所述FPGA芯片对所述第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号;
获取所述恒温晶体振荡器的实时温度和实时电压;
通过计数器计算在1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率;
在所述实际输出频率不变的情况下,调整所述AD9543芯片的寄存器值,并将所述实时温度和所述实时电压作为深度学习的参数进行训练,获得温度、电压参数与所述AD9543芯片的寄存器值的关系曲线;
在卫星信号丢失时,根据当前温度和当前电压调整所述AD9543芯片的寄存器值。
2.根据权利要求1所述的一种晶振频率漂移补偿方法,其特征在于,所述的通过计数器计算在1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,具体包括:
通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内所述第二时钟信号的平均脉冲个数;
所述计数器在每预设次数个1pps后清零,并存储所述平均脉冲个数。
3.根据权利要求2所述的一种晶振频率漂移补偿方法,其特征在于,所述的在卫星信号丢失时,根据当前温度和当前电压调整所述AD9543芯片的寄存器值,具体包括:
通过计数器计算在当前1pps内所述第二时钟信号的当前脉冲个数;
将所述当前脉冲个数与所述平均脉冲个数进行比较,获得在当前温度和当前电压下的频率偏差比率;
根据所述频率偏差比率调整所述AD9543芯片的寄存器值。
4.根据权利要求1所述的一种晶振频率漂移补偿方法,其特征在于,所述的通过AD9543芯片将恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为FPGA芯片所需的第一时钟信号之前,还包括:
调整所述AD9543芯片的寄存器值,使所述恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为预设数值的所述第一时钟信号;
所述的通过所述FPGA芯片对所述第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号之前,还包括:
调整所述FPGA芯片的寄存器值,使所述第一时钟信号倍频至预设数值的所述第二时钟信号。
5.根据权利要求1所述的一种晶振频率漂移补偿方法,其特征在于,所述的通过计数器计算在1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率之后,在所述实际输出频率不变的情况下,调整所述AD9543芯片的寄存器值之前,还包括:
根据所述实际输出频率,调整所述AD9543芯片的寄存器值,使所述AD9543芯片输出的所述第一时钟信号的真实频率等于预定的所述第一时钟信号的频率值。
6.根据权利要求1所述的一种晶振频率漂移补偿方法,其特征在于:所述稳定时钟信号为20MHz,所述第一时钟信号为122.88MHz,所述第二时钟信号为2.4GHz。
7.一种晶振频率漂移补偿系统,其特征在于,包括:
恒温晶体振荡器,用于输出稳定时钟信号;
AD9543芯片,与所述恒温晶体振荡器连接,用于将所述稳定时钟信号转化为第一时钟信号;
FPGA芯片,与所述AD9543芯片连接,用于对所述第一时钟信号进行倍频处理,获得第二时钟信号;
中央处理器,所述中央处理器与所述AD9543芯片和所述FPGA芯片连接;
北斗/GPS模块,与所述中央处理器连接,用于输出1pps信号;
温度传感器,与所述中央处理器连接,用于获取所述恒温晶体振荡器的实时温度;
电压传感器,与所述中央处理器连接,用于获取所述恒温晶体振荡器的实时电压;
其中,所述FPGA芯片通过计数器计算在1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得实际输出频率;
在所述实际输出频率不变的情况下,所述中央处理器控制调整所述AD9543芯片的寄存器值,并将所述实时温度和所述实时电压作为深度学习的参数进行训练,获得温度、电压参数与所述AD9543芯片的寄存器值的关系曲线;
在卫星信号丢失时,所述中央处理器根据当前温度和当前电压调整所述AD9543芯片的寄存器值。
8.根据权利要求7所述的一种晶振频率漂移补偿系统,其特征在于,还包括:存储器,所述FPGA芯片通过计数器计算在连续的预设次数个1pps内所述第二时钟信号的脉冲个数,获得每个1pps内所述第二时钟信号的平均脉冲个数,所述存储器存储所述平均脉冲个数。
9.根据权利要求8所述的一种晶振频率漂移补偿系统,其特征在于:所述FPGA芯片通过计数器计算在当前1pps内所述第二时钟信号的当前脉冲个数;
所述中央处理器将所述当前脉冲个数与所述平均脉冲个数进行比较,获得在当前温度和当前电压下的频率偏差比率,并根据所述频率偏差比率控制调整所述AD9543芯片的寄存器值。
10.根据权利要求7所述的一种晶振频率漂移补偿系统,其特征在于:所述中央处理器调整所述AD9543芯片的寄存器值,使所述恒温晶体振荡器输出的稳定时钟信号转化为预设数值的所述第一时钟信号,并调整所述FPGA芯片的寄存器值,使所述第一时钟信号倍频至预设数值的所述第二时钟信号;
所述中央处理器还根据所述实际输出频率,调整所述AD9543芯片的寄存器值,使所述AD9543芯片输出的所述第一时钟信号的真实频率等于预定的所述第一时钟信号的频率值。
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