Gps同步授時電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及GPS應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種GPS同步授時電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力系統(tǒng)自動化技術(shù)的發(fā)展，電力系統(tǒng)對時間同步精度的要求越來越高，全球定位系統(tǒng)(Global Posit1ning System, GPS)的出現(xiàn)和發(fā)展，給傳統(tǒng)的同步授時系統(tǒng)帶來了新的革命。GPS同步授時系統(tǒng)為微機(jī)故障錄波儀、時間記錄儀等電力系統(tǒng)自動化采樣設(shè)備提供$父為精確的時間，
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，由于采樣是在各個采樣設(shè)備內(nèi)部時鐘的控制下獨立完成，不同采樣設(shè)備之間做不到同步采樣，導(dǎo)致毫秒級誤差的存在，而且需要定時對各個采樣設(shè)備內(nèi)部時鐘進(jìn)行校正。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]基于此，有必要針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，提供一種保證各個采樣設(shè)備之間高精度地同步采樣，且能夠隨時對各個采樣設(shè)備內(nèi)部時鐘進(jìn)行自動校正的GPS同步授時電路。
[0005]一種GPS同步授時電路，包括:GPS衛(wèi)星接收模塊、鑒相模塊、環(huán)路濾波模塊、壓控振蕩模塊、分頻模塊和信號輸出端；
[0006]GPS衛(wèi)星接收模塊用于接收GPS衛(wèi)星發(fā)射的秒脈沖信號；
[0007]鑒相模塊用于接收秒脈沖信號，并根據(jù)分頻模塊輸出的頻率反饋信號與秒脈沖信號的相位差，判斷頻率反饋信號是否與秒脈沖信號同步，若否，則輸出正比于相位差的誤差信號;
[0008]環(huán)路濾波模塊用于過濾誤差信號中的高頻成分和噪聲，并輸出平均分量信號；
[0009]壓控振蕩模塊用于根據(jù)平均分量信號調(diào)整輸出修正信號的頻率，并通過信號輸出端輸出修正信號；
[0010]分頻模塊用于對修正信號進(jìn)行分頻后輸出頻率反饋信號。
[0011]上述GPS同步授時電路，通過鑒相模塊比較頻率反饋信號與秒脈沖信號的相位差，實現(xiàn)信號輸出端輸出的修正信號的上升沿與秒脈沖信號的上升沿保持一致。由于各個采樣設(shè)備均是以修正信號的上升沿為基準(zhǔn)，使得各個設(shè)備產(chǎn)生的AD采樣時鐘信號的上升沿保持一致，實現(xiàn)各個采樣設(shè)備之間高精度地同步采樣。環(huán)路濾波模塊輸出的平均分量信號控制壓控振蕩模塊朝著減小相位差的方向改變修正信號的頻率，最終實現(xiàn)隨時對各個采樣設(shè)備內(nèi)部的時鐘進(jìn)行自動校正。
[0012]在其中一個實施例中，鑒相模塊包括:與GPS衛(wèi)星接收模塊連接的第一鑒相輸入端、與分頻模塊連接的第二鑒相輸入端、與環(huán)路濾波模塊連接的鑒相輸出端、鑒相器1C、電阻R1、電阻R2、電阻R3、電阻R4、電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8、電阻R9、極性電容Cl、極性電容C2、負(fù)壓供電端和正壓供電端；
[0013]鑒相器IC的雙邊帶輸出腳與鑒相輸出端連接，正壓供電端通過電阻R7與鑒相器IC的雙邊帶輸出腳連接，并通過電阻R6與鑒相器IC的第一空腳連接，鑒相器IC的第一增益調(diào)節(jié)腳通過電阻R9與鑒相器IC的第二增益調(diào)節(jié)腳連接，正壓供電端通過電阻R8后，與鑒相器IC的第二空腳連接，并通過極性電容C2接地，并通過電阻R2接地，負(fù)壓供電端與鑒相器IC的負(fù)電壓輸入腳連接，鑒相器IC的偏置引腳通過電阻R5接地；
[0014]第一鑒相輸入端通過極性電容Cl后，與鑒相器IC的載波輸入腳連接，并通過電阻Rl與鑒相器IC的第二空腳連接，鑒相器IC的第一信號輸入腳通過電阻R3接地，鑒相器IC的第二信號輸入腳通過電阻R4接地，第二鑒相輸入端與鑒相器IC的第一信號輸入腳連接。
[0015]在其中一個實施例中，正壓供電端連接+12V電壓，負(fù)壓供電端連接-8V電壓。
[0016]在其中一個實施例中，環(huán)路濾波模塊包括:與鑒相模塊連接的濾波輸入端、與壓控振蕩模塊連接的濾波輸出端、集成運放Al、電阻R10、電阻R11、電阻R12、電阻R13、電容C3、電容C4和電容C5 ；
[0017]集成運放Al的同相輸入端與濾波輸入端連接，并依次通過電阻R10、電容C3接地，又通過電容C4接地；
[0018]集成運放Al的反相輸入端通過電阻Rll接地，并通過電阻R12與集成運放Al的輸出端連接，集成運放Al的輸出端通過電阻R13與濾波輸出端連接，并依次通過電阻R13、電容C5接地。
[0019]在其中一個實施例中，壓控振蕩模塊包括:與環(huán)路濾波模塊連接的振蕩輸入端、與分頻模塊和信號輸出端連接的振蕩輸出端、電阻R14、電阻R15、電阻R16、電阻R17、電阻R18、電阻R19、電阻R20、電阻R21、電阻R22、電阻R23、電阻R24、電阻R25、電容C6、電容C7、電容C8、電容C9、電容ClO、三極管Ql、三極管Q2、三極管Q3、三極管Q4、三極管Q5、三極管Q6、三極管Q7、三極管Q8、二極管Dl、二極管D2、電感LI和電源端；
[0020]振蕩輸入端通過電阻R14與電源端連接，電源端與三極管Ql的集電極連接，并通過電阻R17與三極管Ql的基極連接，三極管Ql的基極通過電阻R18與三極管Q2的集電極連接，三極管Q2的集電極與其基極連接，三極管Q2的發(fā)射極接地，三極管Ql的發(fā)射極通過電阻R19接地，并依次通過電容C8、電阻R20接地；
[0021]三極管Ql的基極通過電容C6與三極管Q5的基極連接，三極管Ql的基極依次通過電容C6、并聯(lián)的電感LI和電容C7、電容C9與三極管Q3的基極連接，三極管Q3的發(fā)射極與電源端連接，三極管Q3的基極通過電阻R21與電源端連接，三極管Q3的集電極通過電阻R23接地，并依次通過電容C10、電阻R24接地，三極管Q3的基極通過電阻R22與三極管Q6的發(fā)射極連接，三極管Q6的發(fā)射極與其基極連接，三極管Q6的集電極接地；
[0022]電源端通過電阻R25與三極管Q8的集電極連接，三極管Q8的發(fā)射極接地，三極管Q8的基極與三極管Q7的基極連接，三極管Q7的發(fā)射極接地，三極管Q7的集電極分別與三極管Q4的發(fā)射極以及三極管Q5的發(fā)射極連接，三極管Q5的集電極與三極管Q4的基極連接，三極管Q4的基極與三極管Q5的基極連接；
[0023]二極管Dl的負(fù)極與二極管D2的負(fù)極連接，并與振蕩輸出端連接，二極管D2的正極通過電容C6與三極管Ql的基極連接，二極管Dl的正極與三極管Q4的集電極連接，并通過電容C9與三極管Q3的基極連接，串聯(lián)的電阻R15和電阻R16分別與電容C6和電容C9連接，振蕩輸入端通過電阻R14連接于電阻R15和電阻R16之間。
[0024]在其中一個實施例中，分頻模塊包括:與壓控振蕩模塊連接的分頻輸入端、與鑒相模塊連接的分頻輸出端、分頻器1C、電阻R26、電阻R27、可變電阻R28、電阻R29、電阻R30、電容Cl 1、電容C12、三極管Q9、二極管D3和供電端；
[0025]分頻輸入端通過電阻R27與三極管Q9的基極連接，三極管Q9的發(fā)射極接地，供電端與分頻器IC的清零腳和VCC腳連接，供電端通過電阻R26與三極管Q9的集電極連接，三極管Q9的集電極通過電容Cll分別與二極管D3的正極以及可變電阻R28的一端連接，可變電阻R28的另一端接地，二極管D3的負(fù)極通過電阻R29與分頻器IC的高觸發(fā)腳連接，分頻器IC的放電腳通過電阻R30與分頻器IC的高觸發(fā)腳連接，分頻器IC的高觸發(fā)腳與分頻器IC的低觸發(fā)腳連接，并通過電容C12接地，分頻器IC的GND腳接地，分頻器IC的輸出腳與分頻輸出端連接。
【附圖說明】
[0026]圖1為本發(fā)明一實施例的GPS同步授時電路的功能模塊圖；
[0027]圖2為GPS同步授時電路應(yīng)用到兩個采樣設(shè)備進(jìn)行同步采樣的原理示意圖；
[0028]圖3為圖1中所示GPS同步授時電路的電路連接圖；
[0029]圖4為圖3中所示GPS同步授時電路中鑒相模塊的電路連接圖；
[0030]圖5為圖3中所示GPS同步授時電路中環(huán)路濾波模塊的電路連接圖；
[0031]圖6為圖3中所示GPS同步授時電路中壓控振蕩模塊的電路連接圖；
[0032]圖7為圖3中所示GPS同步授時電路中分頻模塊的電路連接圖。
【具體實施方式】
[0033]如圖1所示，其為本發(fā)明一實施例的GPS同步授時電路10的功能模塊圖。GPS同步授時電路10包括:GPS衛(wèi)星接收模塊100、鑒相模塊200、環(huán)路濾波模塊300、壓控振蕩模塊400、分頻模塊500和信號輸出端600。
[0034]GPS衛(wèi)星接收