《基于GPS与恒温晶振的瞬变电磁同步时钟系统》是一篇关于精确时间同步技术的文章,由陈园园和刘玉春撰写,发表在2017年3月的《工矿自动化》杂志上。该研究针对恒温晶振长期稳定性差以及GPS易受干扰、短期稳定性不佳的问题,设计了一种结合GPS与恒温晶振的瞬变电磁同步时钟系统。
文章指出,传统的恒温晶振尽管具有较高的短期频率稳定性,但长期稳定性和抗干扰能力不足。GPS系统虽然能提供精确的秒脉冲信号,但其信号易受环境因素影响,短期稳定性有限。为解决这些问题,作者提出了一种创新方案,即利用"ARM+CPLD"模式作为核心处理单元,以GPS的秒脉冲信号为时间基准,并通过频率偏差测量模块在两个相邻秒脉冲之间检测高频信号的晶振频率。
文章详细介绍了系统的工作原理,采用自适应PID控制器对恒温晶振的输出频率进行调节,有效地解决了因频率偏差过大导致的控制电压精度问题,从而提高了系统的稳定性。同时,系统以秒脉冲信号作为计时器,定时对分频器进行复位操作,实现了对恒温晶振累积误差的自动消除,保证了输出信号的相位同步。
实验结果显示,该系统在GPS信号正常的情况下,同步精度可达到约270纳秒,而在GPS信号丢失的情况下,同步精度约为350纳秒。这一成果已被应用于瞬变电磁探测系统中,经过大量的应用验证,证明该系统具有良好的稳定性且同步精度高。
关键词包括瞬变电磁探测、同步时钟、GPS、恒温晶振、频率偏差测量和累积误差消除。该研究对于提高瞬变电磁探测系统的同步性能,尤其是在恶劣环境或GPS信号不稳定时,提供了有效的解决方案,对于地质勘探、地下资源探测等领域有着重要的实践意义。
这篇文章深入探讨了如何通过GPS和恒温晶振的结合来构建一个高效稳定的同步时钟系统,对于提升相关领域的技术性能具有重要的参考价值。