CN114978394B - 授时卡、授时卡校频方法及授时卡保障系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种授时卡、授时卡校频方法和授时卡保障系统。所述方法包括：授时卡包括处理器、恒温晶振模块、电源管理模块和电池；处理器与恒温晶振模块、电源管理模块和电池连接，处理器包括脉宽调制模块、数据通信模块、定时器和时钟单元；数据通信模块用于接收地面时频标校设备发送的频率调节信息和频率源压控信息；脉宽调制模块用于对脉宽进行调制以获得符合恒温晶振输入的压控电压；时钟单元用于接收恒温晶振模块发送的频率信号，根据频率信号进行守时；定时器用于输出秒脉冲信号至机载通用时统设备，对机载通用时统设备进行授时。采用本方法能够能够实现频率准确度的快速测量，以完成频率的校准，缩短授时卡的初始准备时间。

Description

授时卡、授时卡校频方法及授时卡保障系统

技术领域

本申请涉及时频保障技术领域，特别是涉及一种授时卡、授时卡校频方法及授时卡保障系统。

背景技术

目前机载的时间基准来源于惯导系统，一旦卫星信号中断或惯导系统失效，则失去了有效的时间基准来源，随着时频信号搬运技术的发展，出现了搬运钟设备，现有搬运钟设备主要用于地面或车载环境，为守时时钟提供一个精准的国际原子时或世界协调时，其稳态功率一般在80W左右，整体结构尺寸一般大于300mm×200m×300mm，重量普遍大于15kg，不便在机载上进行使用。

传统搬运钟频率源频率准确度的计算多使用秒脉冲作为参考源，采用时差算法进行频率准确度的计算，需累计1000个时差信息进行计算，一般需要经过多轮校频，耗时较长，无法快速响应机载任务的需求。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种授时卡、授时卡校频方法及授时卡保障系统。

一种授时卡，所述授时卡包括：处理器、恒温晶振模块、电源管理模块和电池；所述处理器与所述恒温晶振模块、所述电源管理模块和所述电池连接，所述处理器包括脉宽调制模块、数据通信模块、定时器和时钟单元；

所述数据通信模块用于接收授时卡标校模块发送的频率调节信息和频率源压控信息；所述授时卡标校模块与地面时频标校设备连接；所述脉宽调制模块用于根据所述对脉宽进行调制以获得符合恒温晶振输入的压控电压；所述时钟单元用于接收恒温晶振模块发送的频率信号，根据所述频率信号进行守时；所述定时器用于输出秒脉冲信号至机载通用时统设备，对所述机载通用时统设备进行授时；

所述恒温晶振模块用于根据所述频率调节信息和频率源压控信息对晶振进行压控电压调节以调节频率准确度，通过驱放输出频率信号至时钟单元，并输出频率信号至授时卡标校模块，进行频率准确度的测量。

在其中一个实施例中，还包括：所述数据通信模块还用于通过通信接口与外部设备进行模块状态信息交互和编码数据交互。所述模块状态信息包括电池电量信息和电池健康状态；所述编码数据包括日期时间信息和频率源压控信息。

在其中一个实施例中，还包括：所述定时器还用于接收授时卡标校模块输出的相位调整信息，根据所述相位调整信息输出与基准秒脉冲信号对齐的秒脉冲信号。

在其中一个实施例中，还包括：开关、外部开关电源芯片和内部开关电源芯片；所述开关通过开关器件连接外部开关电源芯片、内部开关电源芯片、处理器和恒温晶振模块；所述外部开关电源芯片连接机载通用时统设备电源、地面时频标校设备电源和接口电路电性连接；所述内部开关电源芯片与所述电池电性连接，所述电池与地面时频标校设备电源电性连接。

在其中一个实施例中，还包括：当所述授时卡连接地面时频标校设备时，开关连接外部开关电源芯片，地面时频标校设备电源为授时卡内部电路提供工作电源，并为电池充电；当所述授时卡连接机载通用时统设备时，开关连接外部开关电源芯片，为机载通用时统设备电源为授时卡内部电路提供工作电源；当所述授时卡进入守时模式时，开关连接内部开关电源芯片，电池为处理器、恒温晶振提供工作电源。

一种用于所述授时卡的授时卡校频方法，所述方法包括：

接收频率调节信息和频率源压控信息；

根据所述频率调节信息和频率源压控信息，调节恒温晶振模块的压控电压，得到频率信号；

输出所述频率信号至授时卡标校模块，以测量频率准确度；

当执行所有频率调节信息后，完成待检测授时卡的频率校准。

一种用于所述授时卡的授时卡校频方法，所述方法包括：

接收待校准授时卡频率信号；

根据地面时频标校设备的频率信号，采用误差倍增算法测量所述待校准授时卡频率信号的频率准确度，根据所述频率准确度，得到频率调节信息；

根据恒温晶振模块的频率压控特性，得到频率源压控信息；

输出所述频率调节信息和频率源压控信息，以校准待检测授时卡的频率。

一种用于所述授时卡的授时卡保障系统，所述系统包括授时卡、授时卡标校模块和授时卡插槽；所述授时卡标校模块设置于地面时频标校设备；所述授时卡插槽设置于机载通用时统设备；

授时卡标校模块还用于接收授时卡输出的的秒脉冲信号，根据所述秒脉冲信号与基准秒脉冲信号的相差值，得到相位调整信息，采用误差倍增法计算所述秒脉冲信号的频率准确度，得到频率调节信息，根据授时卡恒温晶振模块的频率压控特性，得到频率源压控信息，通过信号线将相位调整信息、频率调节信息和频率源压控信息传递给授时卡，以对授时卡进行频率校准；

所述授时卡插槽用于接收授时卡输出的秒脉冲信号进行授时。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：授时卡标校模块还用于接收授时卡的电池信息，根据所述电池信息通过信号线和电源线向授时卡充电。

在其中一个实施例中，所述系统还包括：通过授时卡标校模块对授时卡进行频率校准后，所述授时卡进入守时模式。

上述授时卡、授时卡校频方法及授时卡保障系统，通过数据通信模块接收地面时频标校设备发送的频率调节信息和频率源压控信息；处理器就可以执行频率调节信息，通过脉宽调制模块对脉宽进行调制以获得符合恒温晶振输入的压控电压，并通过恒温晶振模块对晶振进行压控电压调节，就可以调节频率准确度，恒温晶振模块通过驱放输出频率信号至所述时钟单元，时钟单元就可以根据所述频率信号进行守时，通过定时器输出秒脉冲信号至机载通用时统设备，就可以对所述机载通用时统设备进行授时。本发明实施例，能够实现频率准确度的快速测量，以完成频率的校准，缩短授时卡的初始准备时间。

附图说明

图1为一个实施例中传统搬运钟频率驯服校频准备流程示意图；

图2为一个实施例中传统搬运钟的使用流程示意图；

图3为一个实施例中电源管理模块结构示意图；

图4为另一个实施例中授时卡的结构示意图；

图5为一个实施例中用于授时卡的授时卡校频方法的流程示意图；

图6为另一个实施例中用于授时卡的授时卡校频方法的流程示意图；

图7为一个实施例中授时卡的地面时频标校保障示意图；

图8为一个实施例中授时卡的机载通用时统保障示意图；

图9为一个实施例中授时卡的三视图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在一个实施例中，提供了一种授时卡，包括：

处理器、恒温晶振模块、电源管理模块和电池；处理器与恒温晶振模块、电源管理模块和电池连接，处理器包括脉宽调制模块、数据通信模块、定时器和时钟单元；

数据通信模块用于接收授时卡标校模块发送的频率调节信息和频率源压控信息；授时卡标校模块与地面时频标校设备连接；脉宽调制模块用于根据对脉宽进行调制以获得符合恒温晶振输入的压控电压；时钟单元用于接收恒温晶振模块发送的频率信号，根据频率信号进行守时；定时器用于输出秒脉冲信号至机载通用时统设备，对机载通用时统设备进行授时；

恒温晶振模块用于根据频率调节信息和频率源压控信息对晶振进行压控电压调节以调节频率准确度，通过驱放输出频率信号至时钟单元，并输出频率信号至授时卡标校模块，进行频率准确度的测量。

上述授时卡中，通过数据通信模块接收地面时频标校设备发送的频率调节信息和频率源压控信息；处理器就可以执行频率调节信息，通过脉宽调制模块对脉宽进行调制以获得符合恒温晶振输入的压控电压，并通过恒温晶振模块对晶振进行压控电压调节，就可以调节频率准确度，恒温晶振模块通过驱放输出频率信号至时钟单元，时钟单元就可以根据频率信号进行守时，通过定时器输出秒脉冲信号至机载通用时统设备，就可以对机载通用时统设备进行授时。本发明实施例，能够实现频率准确度的快速测量，以完成频率的校准，缩短授时卡的初始准备时间。

如图1所示，提供了一种传统搬运钟频率驯服校频准备流程示意图，传统的搬运钟频率源频率准确度的计算多使用秒脉冲作为参考源，采用时差算法进行频率准确度的计算，需累计1000个时差信息进行计算，一般需要经过多轮校频。具体步骤如下：

S10：搬运钟查询是否具有有效的参考1PPS(one pulse per second，秒脉冲)输入信号。

S20：如果具有有效的参考1PPS输入信号，则判断当前是否已达到最大校频次数，如达到最大校频次数，说明在规定时间内未完成频率的校准，校准失败，如未达到则正常进入校频流程。

S30：测量搬运钟本地1PPS信号与参考1PPS信号间的时差数据。

S40：采集累计1000个时差数据。

S50：通过时差数据进行频率准确度的计算。

S60：判断频率准确度是否达到指标要求，如达到指标要求，则频率校准成功，校准完成；如未达到指标要求，则将频率补偿修正值发送到铷原子钟，完成一次校频操作，并进入下一次校频流程。

通过时差数据进行频率准确度的计算每秒需要通过1PPS信号测量1个时差数据，通过多个时差数据(一般1000个左右)计算出频率准确度，而授时卡直接输出10MHz频率信号，通过误差倍增方式进行频率准确度的测量，准确度高，所需时间短。

如图2所示，提供了一种传统搬运钟的使用流程示意图，搬运钟通过接收中心授时站或其它授时装置输出的时间码和IRIG-B(DC)码，通过选择有效的参考源作为在线参考时间，完成搬运钟时间溯源至参考标准时间；溯源、校准后，搬运钟脱离参考，利用自身的频率信号进入守时状态，利用自身带的电池维持设备工作；通过人工/车辆搬运的方式将搬运钟运送到用时设备所在场地；抵达场地后，通过线缆将搬运钟输出信号与用时设备进行连接，搬运钟在守时状态下输出时间码、B(DC)码授时，用时设备接收授时信号完成向标准时间的溯源。搬运钟工作流程分为“预热－溯源－校时－守时－授时”五部分，其具体步骤如下：

预热：搬运钟开机后以铷原子钟输出的10MHz频率信号作为内部频率源进行分频计数，并以软件初始化所设置的时间开始走钟，进入铷原子钟的预热状态；

溯源：在铷原子钟预热完成并锁定后，按照设置选择有效的参考源作为在线参考时间源，完成对时间参考的溯源；

校时：利用在线参考时间源产生的参考秒对本地秒进行同步，获取参考时间信息，完成对设备钟面时间的校准，同步测量频率准确度，完成频率的校准；

守时：设备校时完成后，通过铷原子钟输出的10MHz频率信号计数进行自主守时，设备脱离参考时间源进入守时状态；

授时：在守时状态下，设备输出时间码、B(DC)码，完成对外授时，在电池充满可用情况下可完成设备对外移动授时。

在一个实施例中，数据通信模块还用于通过通信接口与外部设备进行模块状态信息交互和编码数据交互。

在本实施例中，数据通信模块包括通用异步收发传输器(UniversalAsynchronous Receiver/Transmitter，UART)，UART是一种串行异步收发协议，UART工作原理是将数据的二进制位一位一位的进行传输，在UART通讯协议中信号线上的状态位高电平代表’1’低电平代表’0’，两个设备使用UART串口通讯时，必须先约定好传输速率和一些数据位。数据通信模块的接收信息包括相位调整信息、频率调节信息、频率源压控信息和TOD(Time Of Date，日期时间)信息。相位调整信息是授时卡标校模块根据授时卡定时器输出的1PPS与基准1PPS信号比较的相差值，该相差值传递给授时卡调整定时器，产生与基准1PPS信号对齐的1PPS信号；频率调节信息是由授时卡标校模块测量授时卡输出10MHz频率信号的频率准确度，从而计算频率准确度调节量得到的；频率源压控信息用于调整授时卡恒温晶振输入的压控电压；接收的TOD信息指的是年\月\日\时\分\秒信息，用于授时卡设定具体的时间。数据通信模块的输出信息包括：TOD信息、电池电量和电池健康状态。输出的TOD信息用于向机载通用时统设备提供具体的时间信息。模块状态信息包括电池电量信息和电池健康状态，可用于授时卡标校模块控制充电电流，完成授时卡电池的充电控制，还可以通过模块状态信息判断授时卡处理器工作是否正常，并用于授时卡标校模块外部报警；编码数据包括TOD信息、频率源压控信息等。

在一个实施例中，定时器还用于接收授时卡标校模块输出的相位调整信息，根据相位调整信息输出与基准秒脉冲信号对齐的秒脉冲信号。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种电源管理模块结构示意图，电源管理模块还包括开关、外部开关电源芯片和内部开关电源；开关通过开关器件连接外部开关电源芯片、内部开关电源芯片、处理器和恒温晶振模块；外部开关电源芯片连接机载通用时统设备电源、地面时频标校设备电源和接口电路电性连接；内部开关电源芯片与电池电性连接，电池与地面时频标校设备电源电性连接。

具体地，开关可以是MOS开关，地面时频标校设备电源有效时，MOS开关导通开关电源芯片A输出的3.3V，为授时卡内部电路提供工作电源；地面时频标校设备电源还为电池充电，机载通用时统设备电源有效时，MOS开关导通开关电源芯片A输出的3.3V，为授时卡内部电路提供工作电源。

在一个实施例中，电源管理模块还用于：当授时卡连接地面时频标校设备时，开关连接外部开关电源芯片，地面时频标校设备电源为授时卡内部电路提供工作电源，并为电池充电；当授时卡连接机载通用时统设备时，开关连接外部开关电源芯片，为机载通用时统设备电源为授时卡内部电路提供工作电源；当授时卡进入守时模式时，开关连接内部开关电源芯片，电池为处理器、恒温晶振提供工作电源。

在一个具体实施例中，如图4所示，提供了一种授时卡的结构示意图，处理器可以是ARM(Advanced RISC Machine)处理器，脉宽调制模块可以是PWM控制(Pulse WidthModulation，脉冲宽度调制技术)，通过对一系列脉冲的宽度进行调制，来等效地获得所需要的波形(含形状和幅值)。PWM从处理器到被控系统信号都是数字形式，无需进行数模转换，让信号保持为数字形式可将噪声影响降到最小。授时卡可以完成本地时间和频率的同步，输出1PPS、10MHz以及模块状态。驱放的主要作用是缓冲、增加10MHz频率信号驱动能力，将信号由1路区放为2路。设备支持外部电源供电、充电，以及内部电池供电。授时卡的频率准确度校准功能分两部分：测量以及控制。测量功能由地面时频标校设备完成，并计算频率准确度调节量，得到频率调节信息；授时卡通过调节恒温晶振的压控电压来实现频率准确度的调节。

在一个实施例中，如图5所示，提供了一种用于授时卡的授时卡校频方法，包括以下步骤：

步骤502，接收频率调节信息和频率源压控信息。

步骤504，根据频率调节信息和频率源压控信息，调节恒温晶振的压控电压，得到频率信号。

步骤506，输出频率信号至授时卡标校模块，以测量频率准确度。

步骤508，当执行所有频率调节信息后，完成待检测授时卡的频率校准。

在本实施例中，频率调节信息是频率准确度的调节量，地面时频标校设备在接收授时卡输出的10MHz频率信号后，通过误差倍增算法计算授时卡输出10MHz频率信号的频率准确度，并通过频率准确度计算出频率调节信息。频率源压控信息指的是地面时频标校设备根据授时卡的恒温晶振模块频率压控特性计算出的恒温晶振压控参数。频率源压控信息通过串口输送至授时卡，授时卡根据压控信息调节压控电压，从而校准授时卡恒温晶振的频率准确度。精确的频率控制可以达到高精度的效果。

在一个实施例中，如图6所示，提供了一种用于授时卡的授时卡校频方法，包括以下步骤：

步骤602，接收待校准授时卡频率信号。

步骤604，根据地面时频标校设备的频率信号，采用误差倍增算法测量待校准授时卡频率信号的频率准确度，根据频率准确度，得到频率调节信息。

步骤606，根据恒温晶振模块的频率压控特性，得到频率源压控信息。

步骤608，输出频率调节信息和频率源压控信息至授时卡，以校准待检测授时卡的频率。

在本实施例中，通过误差倍增算法可以提高测试精度，通过快速的时间校对和频率校准，缩短授时卡的准备时间，以满足快速响应任务的需求。具体地，地面时频标校设备在接收授时卡输出的10MHz频率信号后，通过误差倍增算法得出授时卡内部频率的准确度，并计算频率调节信息发送至授时卡，授时卡负责执行频率调节信息。利用10MHz频率信号输出，采用误差倍增方式对10MHz频率信号进行直接测量，1秒内可以计算出频率准确度。这种调节方式需要考虑调节速率以及通信接口可以支持速率。通过使用串口，波特率为115200，即可满足调节速率，频率调节信息为32位，即4个字节，加上帧头和帧尾则为6个字节。通过使用ASCII码(American Standard Code for Information Interchange，美国信息交换标准代码)，可以降低帧头、帧尾与有效载荷重复的问题，通过串口传递频率准确度和频率源压控信息，在1分钟内可以进行多次频率标校，增加了校对次数，校准效果更好。

发送完一次频率调节，所需要的时间约为600μs，也就是1.7KHz，1秒内可以完成1700次的频率调节量的发送。加上频率准确度的测量时间和授时卡压控电压值的调整时间，则1秒内可完成一次频率校准操作，1分钟内可完成多次频率校准操作，且时间信息的校对和1PPS信号的相位调整可在3秒内完成，考虑操作损耗和部分余量，1分钟内可完成授时卡的时间校对和频率校准，完成准备工作，以满足快速响应任务的需求。

在一个实施例中，如图7所示和图8所示，提供了一种用于授时卡的授时卡保障系统，包括：

授时卡、授时卡标校模块和授时卡插槽；授时卡标校模块设置于地面时频标校设备；授时卡插槽设置于机载通用时统设备；

授时卡标校模块还用于接收授时卡输出的的秒脉冲信号，根据秒脉冲信号与基准秒脉冲信号的相差值，得到相位调整信息，采用误差倍增法计算秒脉冲信号的频率准确度，得到频率调节信息，根据授时卡恒温晶振模块的频率压控特性，得到频率源压控信息，通过信号线将相位调整信息、频率调节信息和频率源压控信息传递给授时卡，以对授时卡进行频率校准；

授时卡插槽用于接收授时卡输出的秒脉冲信号进行授时。

在本实施例中，利用授时卡，采用搬运钟的方式，实现地面保障系统时频基准向机载可靠、有效的传递。

在其中一个实施例中，还包括：授时卡标校模块还用于接收授时卡的电池信息，根据电池信息通过信号线和电源线向授时卡充电。

在其中一个实施例中，还包括：通过授时卡标校模块对授时卡进行频率校准后，授时卡进入守时模式。

在本实施例中，利用授时卡的守时能力，实现机载在惯导系统失效的情况下，对标准时间的获取。

微型化搬运钟形式的授时卡设计原理如下：

授时卡的体积和重量主要取决于内部选用的工作电池，为实现微型化的设计，所选择的电池体积应尽量小，重量应尽量轻，导致电池容量有限，同时为了满足电池供电模式下授时卡长期的守时需求，授时卡必须进行低功耗的设计。授时卡采用电池供电，内部器件均为低功耗器件，发热量较小，因此授时卡采用自然辐射和导热的方式进行散热。在此条件下，授时卡的功能需尽量的简化，除必要的时频信号产生、时间信息保持、时频信号输出和电源管理功能外，其余功能进行外放，将时差的测量，频率准确度的计算，压控电压的计算外放到地面时频标校设备的授时卡标校模块，授时卡的功能进行简化，使其全部功能能集中在一个低功耗的处理器上实现；同时优化电源管理，在电源管理监测到无外部供电时，通知处理器切断时频信号的输出和不必要的外围电路供电，只保证时钟的运行，进入守时模式以进一步降低功耗。

由于授时卡主要的功耗集中在恒温晶振，处理器和电路上，通过降低授时卡功耗设计微型化搬运钟形式的授时卡。具体地，授时卡采用低功耗恒温晶振，此恒温晶振内部采用真空隔离，降低热量损失，功率稳态可以保证小于150mW；ARM处理器采用30MHz工作频率，关闭不用模块，例如LCD(Liquid Crystal Display，液态晶体显示器)、USB(UniversalSerial BUS通用串行总线)、I2C(INTER IC BUS，IC之间总线)、SPI(Serial PeripheralInterface：串行外设接口)、UART、RTC(real time clock,实时时钟)、WatchDog(看门狗)、DMA(Direct Memory Access，即直接存储器访问)、DAC(Digital to analog converter,数字模拟转换器)、ADC(analog-to-digital converter,模拟/数字转换器)，ARM在正常运转下电流消耗为100μA/MHz，在30MHz情况下工作，功耗为22.77mW；且电路方面在电池供电情况下含电源模块功耗时的功耗累积小于250mW。授时卡的整体功耗可控制在500mW以内。

在一个具体实施例中，如图9所示，提供了一种授时卡的三视图，授时卡外形尺寸为98mm×75mm×24mm，盒体材料采用5A06-H112防锈铝，紧固件采用符合国家标准的不锈钢紧固件或组件，使授时卡满足轻型化要求的同时具有足够的强度和联接可靠性，以满足机载环境的振动要求；零件外表面进行阳极氧化处理(处理工艺Al/Et.A(S)Cl(BK))，氧化膜厚度不低于100um，同时对盒体内部进行三防处理，使授时卡具有防盐雾、防潮等环境防护功能；授时卡的全封闭式金属机构可保证良好的电磁屏蔽性能。

授时卡采用全密封式盒体结构，在插入插槽时通过导槽和导销进行定位，并利用快锁型锁紧条进行固定和起拔，具有良好的安装性和安装强度。快锁型锁紧条的工作原理为：锁紧条的扳手带有凸轮，当向内扳动扳手时，凸轮的反转力矩使得锁紧条锁紧，从而实现授时卡的固定；当向外扳动扳手时，扳手尾部的凸出部分实现起拔器的功能，使授时卡可以很方便的拔出。授时卡的尾部有一对异位的定位销，授时卡的侧面有一个导槽，当授时卡插入方向相反的时候，将无法插入。通过该结构可实现授时卡的防错插功能。

授时卡前面板有四个绿色发光二极管指示授时卡电池电量，当正常工作时，发光二极管不亮，需要显示电量时，连按授时卡侧面的按键两次，二极管点亮并指示电池电量。具体地，当前电量相应的灯会被点亮，当电量位于两个范围之间时，低电量灯点亮，高电量灯闪烁；当电量低于25％时，25％电量对应的灯闪烁。例如：电量为65％时，50％电量对应的灯长亮，75％电量对应的灯闪烁。

通过以上设计，实现授时卡的微型化，就可以满足在机载上的使用要求。

应该理解的是，虽然图5-6的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图5-6中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种授时卡，其特征在于，所述授时卡包括处理器、恒温晶振模块、电源管理模块和电池；所述处理器与所述恒温晶振模块、所述电源管理模块和所述电池连接，所述处理器包括脉宽调制模块、数据通信模块、定时器和时钟单元；

所述数据通信模块用于接收授时卡标校模块发送的频率调节信息和频率源压控信息；所述授时卡标校模块设置于地面时频标校设备；所述脉宽调制模块用于根据所述频率调节信息对脉宽进行调制以获得符合恒温晶振输入的压控电压；所述时钟单元用于接收恒温晶振模块发送的频率信号，根据所述频率信号进行守时；所述定时器用于输出秒脉冲信号至机载通用时统设备，对所述机载通用时统设备进行授时；

所述恒温晶振模块用于根据所述频率调节信息和频率源压控信息对晶振进行压控电压调节以调节频率准确度，通过驱放输出频率信号至时钟单元，并输出频率信号至授时卡标校模块，进行频率准确度的测量；

授时卡标校模块还用于接收授时卡输出的的秒脉冲信号，根据所述秒脉冲信号与基准秒脉冲信号的相差值，得到相位调整信息，采用误差倍增法计算所述秒脉冲信号的频率准确度，得到频率调节信息，根据授时卡恒温晶振模块的频率压控特性，得到频率源压控信息，通过信号线将相位调整信息、频率调节信息和频率源压控信息传递给授时卡，以对授时卡进行频率校准。

2.根据权利要求1所述的授时卡，其特征在于，所述数据通信模块还用于通过通信接口与外部设备进行模块状态信息交互和编码数据交互；所述模块状态信息包括电池电量信息和电池健康状态；所述编码数据包括日期时间信息和频率源压控信息。

3.根据权利要求2所述的授时卡，其特征在于，所述定时器还用于接收授时卡标校模块输出的相位调整信息，根据所述相位调整信息输出与基准秒脉冲信号对齐的秒脉冲信号。

4.根据权利要求3所述的授时卡，其特征在于，所述电源管理模块还包括开关、外部开关电源芯片和内部开关电源芯片；

所述开关通过开关器件连接外部开关电源芯片、内部开关电源芯片、处理器和恒温晶振模块；

所述外部开关电源芯片连接机载通用时统设备电源、地面时频标校设备电源和接口电路电性连接；

所述内部开关电源芯片与所述电池电性连接，所述电池与地面时频标校设备电源电性连接。

5.根据权利要求4所述的授时卡，其特征在于，所述电源管理模块还用于：

当所述授时卡连接地面时频标校设备时，开关连接外部开关电源芯片，地面时频标校设备电源为授时卡内部电路提供工作电源，并为电池充电；

当所述授时卡连接机载通用时统设备时，开关连接外部开关电源芯片，为机载通用时统设备电源为授时卡内部电路提供工作电源；

当所述授时卡进入守时模式时，开关连接内部开关电源芯片，电池为处理器、恒温晶振提供工作电源。

6.一种用于权利要求1-5任一项所述授时卡的授时卡校频方法，其特征在于，所述方法包括：

待检测授时卡接收地面时频标校设备发送的频率调节信息和频率源压控信息；

根据所述频率调节信息和频率源压控信息，调节恒温晶振模块的压控电压，得到频率信号；

输出所述频率信号至授时卡标校模块，以测量频率准确度；

当执行所有频率调节信息后，完成待检测授时卡的频率校准。

7.一种用于权利要求1-5任一项所述授时卡的授时卡保障系统，其特征在于，所述系统包括授时卡、授时卡标校模块和授时卡插槽；所述授时卡标校模块设置于地面时频标校设备；所述授时卡插槽设置于机载通用时统设备；

授时卡标校模块还用于接收授时卡输出的的秒脉冲信号，根据所述秒脉冲信号与基准秒脉冲信号的相差值，得到相位调整信息，采用误差倍增法计算所述秒脉冲信号的频率准确度，得到频率调节信息，根据授时卡恒温晶振模块的频率压控特性，得到频率源压控信息，通过信号线将相位调整信息、频率调节信息和频率源压控信息传递给授时卡，以对授时卡进行频率校准；

所述授时卡插槽用于接收授时卡输出的秒脉冲信号进行授时。

8.根据权利要求7所述的授时卡保障系统，其特征在于，所述系统还包括：

授时卡标校模块还用于接收授时卡的电池信息，根据所述电池信息通过信号线和电源线向授时卡充电。

9.根据权利要求7所述的授时卡保障系统，其特征在于，所述系统还包括：

通过授时卡标校模块对授时卡进行频率校准后，所述授时卡进入守时模式。

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