主备卫星钟时频信号无缝切换装置及方法

摘要

本发明提供了一种主备卫星钟时频信号无缝切换装置及方法，装置包括：包含三台原子钟的原子钟组，每一原子钟对应电学连接至一路AD采样器；输入信号选择单元与所有AD采样器及主控单元相连；第一、二频率与相位提取单元、移相控制单元以及第一、二移相单元，实现频率和相位提取及移相；主备钟频差与相差测量单元测量主备钟频差与相差完成主备钟同步；主钟与恒温晶振相差测量单元与主备钟信号选择单元相连，并通过滤波单元、DA输出单元与恒温晶振单元形成反馈回路，实现主钟与恒温晶振同步；主控单元对主备钟相差和频差测量值以及主钟与恒温晶振相差测量值进行实时监控，并在两测量值同时超过预先设定的阈值时，通过控制信号切换主钟与备钟。

主权项

一种主备卫星钟时频信号无缝切换装置，其特征在于，包括：一原子钟组，用于提供基准频率信号，所述原子钟组包括一个主钟和两个备钟，每一原子钟对应电学连接至一路AD采样器，所述AD采样器对相应原子钟输出的模拟频率信号进行采样得到数字化的采样信号；一输入信号选择单元，分别与所有所述AD采样器以及一主控单元相连，用于根据所述主控单元的控制信号从三路采样信号中选择主路信号和备路信号； 一第一频率与相位提取单元，与所述输入信号选择单元相连，用于提取主钟的频率和相位并输入至一第一移相单元；一第二频率与相位提取单元，与所述输入信号选择单元相连，用于提取备钟的频率和相位并输入至一第二移相单元；一主备钟频差与相差测量单元，分别与一移相控制单元、所述第一移相单元以及第二移相单元相连，用于根据所述第一移相单元以及第二移相单元的输出信号测量主备钟的频差和相差，并反馈至所述移相控制单元；所述移相控制单元进一步与所述主控单元、第一移相单元以及第二移相单元相连，用于根据所述主控单元的控制信号控制所述第一移相单元对主钟进行相位微调，以及根据所述主备钟频差与相差测量单元的反馈信号控制所述第二移相单元对备钟进行相位微调实现主备钟同步； 一主备钟信号选择单元，分别与所述主控单元、第一移相单元以及第二移相单元相连，用于根据所述主控单元的控制信号选择同步后的主钟信号；一主钟与恒温晶振相差测量单元，与所述主备钟信号选择单元相连，并通过一滤波单元、一DA输出单元，与一恒温晶振单元形成反馈回路，所述主钟与恒温晶振相差测量单元用于根据所述主备钟信号选择单元的输出信号以及恒温晶振单元的输出信号测量主钟与恒温晶振的相差，相差测量结果经滤波后输出控制量通过所述DA输出单元控制所述恒温晶振单元，实现主钟和恒温晶振同步；所述恒温晶振单元进一步与一隔离放大单元相连，通过所述隔离放大单元将同步后的恒温晶振频率信号经隔离放大后提供三路信号为最终频率输出；所述隔离放大单元进一步通过一方波整形单元与一秒脉冲发生器相连，将同步后的恒温晶振频率信号经隔离放大后提供一路频率信号经方波整形后进入所述秒脉冲发生器，产生系统时钟，并输出1秒脉冲的基准时间信号；所述主控单元进一步与所述主备钟频差与相差测量单元以及主钟与恒温晶振相差测量单元相连，用于对主备钟相差和频差测量值以及主钟与恒温晶振相差测量值进行实时监控，并在两测量值同时超过预先设定的阈值时，通过控制信号切换主钟与备钟。