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電路板克隆CDMA2000基站GPS/GLONASS同步可編程邏輯實現

2020-09-25 點擊量:

3GBTS時鍾同步係統主要向其他模塊提供以下時鍾信號:10MHz,測試儀器所需的參考時鍾要求頻率穩定性優於.05 x 10-6;該係統的頻率參考要求頻率穩定性要優於.05 x 10-6; 16 fc(fc x 1.2288MHz)作為數字盒中單個板上I / O時鍾和其他時鍾的參考源。
    為了滿足上述要求,采用了兩級時鍾鎖定相位環方案。第一級鎖相環以GPS第二脈衝為參考頻率,使用軟件算法通過硬件鎖相產生控製電壓,控製恒溫晶體振蕩(OCXO)的振蕩頻率10MHz信號,第二級鎖相環使用10MHz作為參考源,係統的其他時鍾通過硬鎖方法合成,如16fc和48fc。係統2s的參考信號以16 fc的交叉速率獲得,而GPS第二脈衝2的交叉速率用於獲得GPS_2s信號,用於調整2s的相位,從而使其與GPS第二脈衝進行另一個相位校正。本地10MHz使用恒溫晶體,在0.01 x 10-6的溫度範圍內具有0.01 x 10-6的頻率穩定性,且老化率優於.0005 x 10-6,完全可以滿足要求。 .05 x 10-6穩定性和8h保持時間的協議。係統同步的兩級鎖相環方案如圖1所示,第一級主鎖相環GPS / GLONASS接收卡輸出標準第二信號和OCXO輸出10MHz信號由EPLD數字移相器進行比較,輸出8位差異。板克隆CPU係統讀入的差值,通過一定的控製算法,向D / A轉換器輸出16bit的數字調諧電壓,D / A將其轉換為模擬量以控製OCXO的頻率變化。該方案的優勢在於,GPS標準的第二信號可確保輸出頻率的長期穩定性,而短期穩定性取決於OCXO恒溫晶體。
    3數字移相器電路。
    數字移相器電路如圖2所示。其核心是一個位寬為8bit的計數器,第二個鎖相環的16 fc信號輸出作為計數脈衝,而16 fc作為時鍾來捕獲。 GPS_1S信號的上升沿作為計數器的同步零信號。 Sclr信號還用作相位學習值的鎖存信號,在相位-相位值鎖存後計數器清零,PD_INT是斷相信號,PD_CLR_EN是軟件清零使能信號。實際的工作過程是這樣的:在每個GPS秒脈衝的上升沿鎖存相位值,同時向CPU發出中斷請求,CPU響應中斷該相位值的讀取,並且Sclr信號還將零位計數器。
    42S產生電路。
    該模塊產生BTS係統的基準時鍾2s信號,並產生0.1s來提供故障檢測電路。由於16f c是由兩級鎖相環以GPS_1s信號為參考而獲得的時鍾,因此它將GPS信號的長期穩定性與10M OCXO的短期穩定性結合在一起,因此2s信號為由16 fc交叉速率獲得,而不是由GPS_1通過2分割頻率直接獲得。圖3顯示了分離器電路。由於16 fc的分割為2s,並且分割比為1.96608 x 10 7,因此使用位寬為26b​​it的計數器對16f c的上升沿進行計數,並且當同步數結束時sload為“ 1”時, 16 fc的上升沿將13893632放入計數器,當計數器計數到53215231時,在16 fc的下降沿輸出負載正脈衝,並且計數器被設置為13893632以再次開始計數。因此,可以在計數器的最高數據位q25處獲得2S信號,而在q21處獲得0.1s信號。除了受53215231檢測控製外,Sload還可以由軟件進行差異檢測控製。圖4顯示了2s和0.1s信號的仿真波形。
    5差異檢測控製電路。
    電路的輸出2s信號具有很高的穩定性,但是為了防止相位漂移,設計了圖5所示的相位檢測控製電路。該軟件將soft_clr作為信號的GPS_s開關進行控製。當軟件輸出上行信號時,經過2分離器後,GPS_s信號不同於2s信號,即檢測到兩者之間的相位差,並代表該相位差的正脈衝輸入PHASE_ERR_DETECT模塊,即通過一個16 fc信號對。對脈衝寬度進行計數,並且當相位差大於指定的閾值時,將輸出窄脈衝檢測器來控製圖3中的D觸發器。
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