[发明专利]一种基于融合滤波技术的1PPS控制板

摘要

本发明公开了一种基于融合滤波技术的1PPS控制板，属于配电自动化技术领域。本发明一种基于融合滤波技术的1PPS控制板解决了卫星标准同步时钟1PPS丢失、标准差大的问题，在参考源切换时，1PPS不会出现较大的跳动，系统的稳定性好；本发明的对时精度优于100ns，标准差小于20ns，每秒波动小于10ns。

主权项

一种基于融合滤波技术的1PPS控制板，其特征在于：1PPS控制板的硬件组成包括时间源、FPGA芯片(12)、电源(13)、恒温晶振(14)及Flash配置芯片(15)，所述时间源、电源(13)、恒温晶振(14)及Flash配置芯片(15)均与所述FPGA芯片(12)连接，所述时间源支持GPS(8)、北斗(9)、STBY信号(10)及CABL信号(11)四种信号，为系统提供时间参考源，四种信号融合滤波使用；1PPS控制板的软件系统组成包括串并转换(1)、驯服晶振(2)、RAM读写控制器(3)、相位比较器(4)、卫星秒脉冲计数器(5)、RAM存储器(6)及系统时钟(7)，所述串并转换(1)包括UART接收模块以及波特率发生器，所述UART接收模块包括复位、系统时钟、UART时钟、UART输入及卫星锁定，所述波特率发生器包括复位、系统时钟、波特率配置及UART时钟，所述驯服晶振(2)包括卫星状态、复位、系统时钟、卫星秒脉冲及驯服晶振，所述RAM读写控制器(3)包括复位、系统时钟、卫星锁定、驯服晶振、分频系数、写使能、操作地址及读使能，所述相位比较器(4)包括复位、系统时钟、卫星秒脉冲、系统秒脉冲及相位，所述卫星秒脉冲计数器(5)包括复位、系统时钟、卫星秒脉冲、卫星锁定、驯服晶振及单位时间脉冲数，所述RAM存储器(6)包括写使能、操作地址、读使能、系统时钟、写入数据及读出数据，所述系统时钟(7)包括分频因子、相位、复位、系统时钟、卫星秒脉冲、卫星锁定及系统秒脉冲，所述串并转换(1)与所述驯服晶振(2)、卫星秒脉冲计数器(5)及系统时钟(7)连接，所述串并转换(1)解析出卫星的锁定状态并输出Valid，供驯服晶振(2)、卫星秒脉冲计数器(5)及系统时钟(7)判断卫星的锁定状态，所述驯服晶振(2)与所述RAM读写控制器(3)、卫星秒脉冲计数器(5)及系统时钟(7)连接，所述驯服晶振(2)输出State_Txco供RAM读写控制器(3)及卫星秒脉冲计数器(5)判断晶振的驯服状态，所述RAM读写控制器(3)与所述卫星秒脉冲计数器(5)及RAM存储器(6)连接，所述RAM读写控制器(3)输出Wr_En、Addr、Rd_En对RAM存储器(6)进行读写操作，所述相位比较器(4)与所述系统时钟(7)连接，所述相位比较器(4)负责系统1PPS和卫星1PPS的相位比较并输出Phase，为系统时钟(7)提供系统1PPS和卫星1PPS之间的相位关系，所述卫星秒脉冲计数器(5)为RAM读写控制器(3)及RAM存储器(6)提供当前秒的分频系数，所述RAM存储器(6)与所述系统时钟(7)连接，所述RAM存储器(6)存储卫星1PPS的分频系数供系统时钟(7)生产系统秒脉冲使用，所述系统时钟(7)产生系统1PPS。