CN205958949U - 一种用于无缆地震仪同步时钟源系统 - Google Patents

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徐克彬
刘玉海
孙海林
白田增
杨小涛
提云
冉令刚
封德力
王中泽
陈清
周涛
任勇强
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Abstract

本实用新型公开了一种用于无缆地震仪的同步时钟源系统包括GPS授时模块、FPGA模块、温度补偿晶体振荡器；GPS授时模块与温度补偿晶体振荡器均连接到FPGA模块的输入引脚；FPGA模块的输出引脚连接到无缆地震仪控制芯片的时钟输入引脚；该用于无缆地震仪的同步时钟源系统不但能够对无缆地震仪进行精确的授时，还有效地降低了无缆地震仪的功耗，延长无其在野外的工作时长。

Description

一种用于无缆地震仪同步时钟源系统
技术领域
本实用新型属于时间误差校准技术领域，特别涉及一种用于无缆地震仪的同步时钟源系统。
背景技术
无缆地震仪通常采用GPS卫星定位系统进行授时，但GPS卫星定位系统的长时间开启会造成了无缆仪器电量的大量流失，这在很大程度上限制了无缆地震仪在野外环境中的工作时长；与此同时，常规的晶体振荡器又存在累积误差，随着时间的增长，累积误差会不断增大，从而导致晶体振荡器提供的时钟源因计时不准确。
发明内容
本实用新型的目的是提供一种用于无缆地震仪的同步时钟源系统。
为此，本实用新型技术方案如下：
一种用于无缆地震仪的同步时钟源系统，包括GPS授时模块、FPGA模块、温度补偿晶体振荡器；GPS授时模块与温度补偿晶体振荡器均连接到FPGA模块的输入引脚；FPGA模块的输出引脚连接到无缆地震仪控制芯片的时钟输入引脚；GPS授时模块负责获取UTC时间，并在无缆地震仪启动时进行授时；温度补偿晶体振荡器输出基础脉冲，并将输出的基础脉冲传送到FPGA模块；FPGA模块对温度补偿晶体振荡器产生的基础脉冲以秒为单位进行计数。
具体的，所述的GPS授时模块的随机误差为29ns～31ns。
进一步的，所述的GPS授时模块的频率为16.384MHz。
与现有技术相比，该用于无缆地震仪的同步时钟源系统不但能够对无缆地震仪进行精确的授时，还有效地降低了无缆地震仪的功耗，延长无其在野外的工作时长。
附图说明
图1为本实用新型提供的用于无缆地震仪的同步时钟源系统的结构示意图。
图2为本实用新型提供的用于无缆地震仪的同步时钟源系统的原理图。
图3为脉冲补偿的实现过程图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的说明，但下述实施例绝非对本实用新型有任何限制。
如图1所示，该用于无缆地震仪的同步时钟源系统包括GPS授时模块1、FPGA模块2、温度补偿晶体振荡器3；GPS授时模块1与温度补偿晶体振荡器3均连接到FPGA模块2的输入引脚；FPGA模块2的输出引脚连接到无缆地震仪控制芯片的时钟输入引脚；GPS授时模块1负责获取UTC时间，并在无缆地震仪启动时进行授时；温度补偿晶体振荡器3输出基础脉冲，并将输出的基础脉冲传送到FPGA模块2；FPGA模块2对温度补偿晶体振荡器3产生的基础脉冲以秒为单位进行计数，并对温度补偿晶体振荡器3每秒产生的脉冲数与GPS授时模块1每秒产生的脉冲数进行比对，当二者每秒产生的脉冲数出现偏差时，FPGA模块2根据之前设定好的程序对温度晶体补偿振荡器3的脉冲数进行补偿。
具体的，所述的GPS授时模块1的随机误差为29ns～31ns。
进一步的，所述的GPS授时模块1的频率为16.384MHz。
本实用新型提供的用于无缆地震仪的同步时钟源系统的工作原理如下：
图2为本实用新型提供的用于无缆地震仪的同步时钟源的原理图，将第(2k+1)s作为奇数秒，第(2k+2)s作为偶数秒，其中k为自然数；温度补偿晶体振荡器3的频率二分频后产生基础时钟；GPS授时模块1的授时频率二分频后作为门控电平，高电平H作为计数器C1的使能信号，低电平L作为计数器C2的使能信号，C1与C2分时使能；当C1高电平H使能时，对温度补偿晶体振荡器3提供的基础时钟输出的脉冲进行计数，直至使能失效即可获取第(2k+1)s的脉冲个数n(2k+1)；n(2k+1)与GPS授时模块1二分频后每秒的脉冲数Nc1求差得到该秒需要补偿的脉冲个数Δn(2k+1)；
若Δn(2k+1)为正则为减脉冲，反之为加脉冲；在第(2k+3)s来临时，将脉冲个数Δn(2k+1)补偿在第(2k+3)s中，补偿后第(2k+3)s脉冲总数为n(2k+3)-Δn(2k+1)，以此来生成奇数秒的脉冲序列；同样采用上述方法生成偶数秒的脉冲序列；将奇数秒的脉冲序列与偶数秒的脉冲序列进行脉冲合成即可获取高精度时钟clk；
图3为脉冲补偿的实现过程原理图，第i个脉冲与标准频率相差的脉冲数Δni，将会在第(i+2)s补偿，自第(i+3)s起clk开始为无缆地震仪提供时钟信号输入。

Claims (3)

1.一种用于无缆地震仪的同步时钟源系统，其特征在于，用于无缆地震仪的同步时钟源系统包括GPS授时模块(1)、FPGA模块(2)、温度补偿晶体振荡器(3)；GPS授时模块(1)与温度补偿晶体振荡器(3)均连接到FPGA模块(2)的输入引脚；FPGA模块(2)的输出引脚连接到无缆地震仪控制芯片的时钟输入引脚；
GPS授时模块(1)负责获取UTC时间，并在无缆地震仪启动时进行授时；
温度补偿晶体振荡器(3)输出基础脉冲，并将输出的基础脉冲传送到FPGA模块(2)；
FPGA模块(2)对温度补偿晶体振荡器(3)产生的基础脉冲以秒为单位进行计数。
2.根据权利要求1所述的用于无缆地震仪的同步时钟源系统，其特征在于，所述的GPS授时模块(1)的随机误差为29ns～31ns。
3.根据权利要求1所述的用于无缆地震仪的同步时钟源系统，其特征在于，所述的GPS授时模块(1)的频率为16.384MHz。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108535772A (zh) * 2018-07-04 2018-09-14 吉林大学 一种用于井下多节点采集系统时间同步的补偿方法及装置
CN112650046A (zh) * 2019-10-10 2021-04-13 中国石油化工股份有限公司 测井gps授时方法及系统

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