检索结果-南通市图书馆

基于自适应PID的恒温晶振同步控制装置研制

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于自适应PID的恒温晶振同步控制装置研制

作者：田磊吉林大学

学位级别：硕士

同步是指挥数字系统工作的关键部分。在通讯、电视、电网同步、计算机网络、空间卫星同步、地球物理探测等众多领域都需要可靠的同步技术作为保障。随着测量环境的日趋复杂,同步测量和控制领域对同步时钟精度的要求不断提高。导线连接... 详细信息

同步是指挥数字系统工作的关键部分。在通讯、电视、电网同步、计算机网络、空间卫星同步、地球物理探测等众多领域都需要可靠的同步技术作为保障。随着测量环境的日趋复杂,同步测量和控制领域对同步时钟精度的要求不断提高。导线连接同步、无线电遥测同步及高精度石英钟同步等常规同步方式已很难满足当前的需要。近些年全球卫星定位系统(GPS)的广泛应用,电力系统广域保护、安全稳定监测、控制、同步通讯和远动等领域已提出了不少基于GPS的高精度时钟测量、监测与控制技术。然而受干扰、卫星失锁等因素的影响,GPS时钟在恶劣环境中(如在水下、矿井、隧道甚至室内)误差大,可靠性差,并且现有的基于GPS的同步时钟装置大都对GPS单个秒脉冲信号的依赖性较强,大多是在假设GPS信号不会失效的前提下设计的,一旦GPS信号失效,装置就不能正常运行。针对上述情况,本文提出了基于自适应PID的恒温晶振同步控制装置设计原理和实现方法。首先,介绍国内外同类装置的发展现状,研究对比同步控制装置相关内容,提出了基于自适应PID的恒温晶振同步控制装置的设计方案。然后对实现方案的三个部分——基于自适应PID的恒温晶振同步控制装置硬件电路设计,基于自适应PID的恒温晶振同步控制装置校频过程以及校相过程进行详细阐述。测试部分给出了同步控制装置的性能测试及误差分析。最后对全文进行总结,并对后续设计和研究提出了一些建议。

关键词：自动化装置同步测量与控制恒温晶振同步时钟精度自适应PID控制

基于Kalman滤波与GRU神经网络的恒温晶振同步时钟算法研究

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于Kalman滤波与GRU神经网络的恒温晶振同步时钟算法研究

作者：晏学成石家庄铁道大学

学位级别：硕士

在信息时代的今天,移动通信、卫星导航等科学技术都在快速发展,人们对时钟频率源的稳定性及精确度提出了更高的要求。目前,恒温晶体振荡器由于短期稳定性较好且价格低廉的特性,其应用领域在不断拓宽。然而,恒温晶体振荡器受多种因素影响... 详细信息

在信息时代的今天,移动通信、卫星导航等科学技术都在快速发展,人们对时钟频率源的稳定性及精确度提出了更高的要求。目前,恒温晶体振荡器由于短期稳定性较好且价格低廉的特性,其应用领域在不断拓宽。然而,恒温晶体振荡器受多种因素影响,如工作时间增加、环境温度变化和内部工艺老化,其输出频率会产生逐渐递增或递减的漂移变化,从而导致长期稳定性较差,这约束了它在高精度通信领域的应用,针对此问题本文开始了对恒温晶振同步时钟算法的研究。恒温晶振同步时钟算法主要分为两个阶段:授时阶段与守时阶段。本文针对授时阶段提出了基于改进的Kalman滤波授时算法,以GPS秒脉冲信号授时恒温晶振,使其频率精确度得以提升;针对守时阶段提出了基于门控循环单元神经网络的守时算法,使恒温晶振在丢失GPS秒脉冲信号后仍能保持较高的稳定性。本文主要设计高精度的授时算法和高稳定度守时算法完成同步时钟算法的目的,并满足5G通信系统的指标需求。首先,本文介绍了恒温晶体振荡器的物理结构、老化和温度等主要影响其输出频率的因素,并分析了GPS授时原理及授时误差。然后在授时阶段,研究基于改进的Kalman滤波授时算法,并结合PID控制使GPS秒脉冲信号对恒温晶振作驯服工作,这样不仅可以对时钟相位差实施奇异值去除和平滑处理,还能减弱GPS秒脉冲信号相位波动或其他原因对恒温晶体振荡器授时的影响,然后由相位差得到的调控量输入到数模转换器中,得到一个电压调整值,将该数值补偿给恒温晶体振荡器以达到频率校正的目的,使得校正后的恒温晶体振荡器时钟信号与GPS时钟信号维持在同一标准,能够有效的弥补其精确度的劣势。其次,在守时阶段系统装置失去了GPS秒脉冲信号的时间基准,恒温晶振的输出频率受到多种因素的影响,包括晶体老化情况和环境温度的变化等。由于这些因素的作用,晶振的输出频率可能会发生漂移,从而对系统的输出频率精度产生影响。为了解决这个问题,本文研究了一种恒温晶振频率预测模型,该模型是基于门控循环单元神经网络搭建的,可以同时考虑温度、老化两种因素,并利用神经网络具有出色的自适应性与非线性泛化能力,学习授时阶段的恒温晶振频率变化规律,可以较好的预测出守时阶段频率漂移量,并结合相应的计算方式以达成对恒温晶振输出频率的补偿,能够有效的优化恒温晶体振荡器长期稳定性。最后设计同步时钟硬件系统及搭建测试平台对恒温晶振授时和守时算法进行测试,仿真结果显示:同步授时算法准确度可以达到5ns左右,满足了5G通信系统的要求授时标准在±20ns以内,通过硬件实测数据也验证了此算法实现了高精度授时的目的。在失去参考时钟信号后,根据授时算法中记录的恒温晶体振荡器相关数据,选用GRU神经网络守时算法,并与其他几种方法作比较,实验结果说明了GRU网络具有更高的预测精度、更快的运算速度。在精准的预测出恒温晶振由于温度和老化而引起的频率偏移量后,再将频率偏移量补偿给恒温晶振,硬件实测结果显示了守时精度在-1.408μs/12h,满足了5G通信系统的要求守时指标在±1.5μs/12h以内,通过数据反应了此算法也达到高稳定度守时的目的。故本文设计的高精度授时与高稳定度守时算法可进一步提高5G通信系统的安全性与可靠性。

关键词：恒温晶振通信系统授时/守时算法 Kalman滤波器 GRU神经网络

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

GPS与恒温晶振互补的高稳定时钟研究

GPS与恒温晶振互补的高稳定时钟研究

作者：杜文建南京大学

学位级别：硕士

随着科技的发展,人们对时间精度的要求越来越高。高精度时间同步系统越来越多地应用于国防高科技、电力系统同步、深空探测等领域,研究高稳定时钟系统变得越来越重要。美国于1993年建成的第二代GPS全球卫星导航系统,其技术成熟,具有全... 详细信息

随着科技的发展,人们对时间精度的要求越来越高。高精度时间同步系统越来越多地应用于国防高科技、电力系统同步、深空探测等领域,研究高稳定时钟系统变得越来越重要。美国于1993年建成的第二代GPS全球卫星导航系统,其技术成熟,具有全球性全天时全天候覆盖以及搭载有高稳定原子钟两大优点,目前在低成本易于实现的高精度授时系统中得到了广泛应用。本文对GPS秒脉冲(1PPS)信号和恒温晶振(OCXO)的输出信号特性进行了分析,充分利用了1PPS信号的长期稳定性高的优点和OCXO短期稳定度高的优点,经过有效的处理手段,将两者结合在一起,产生一种高稳定的时钟信号。文章从硬件和软件两个方面详细介绍系统的具体实现。首先设计了GPS接收模块,将接收模块产生的1PPS信号送入FPGA中的时间间隔测量模块;FPGA还对输入的恒温晶振信号进行分频得到频率为1Hz的周期信号,作为时间间隔测量模块的另一输入,在时间间隔测量模块中测量出1PPS信号和晶振分频1Hz信号的时间差;单片机对时间差数据进行卡尔曼滤波处理,消除毛刺和减弱随机抖动,得到相对稳定的时间差信号,进而在单片机中计算出稳定的频差;将频差信号经DAC转换成模拟电压输入到OCXO的压控输入端,控制OCXO的输出稳定。利用该方法保证了OCXO短期稳定度基本保持了原有指标,并且长期平均准确度和长期稳定度得到了一定程度改善。

关键词：全球定位系统秒脉冲卡尔曼滤波恒温晶振

基于GPS与恒温晶振同步技术的磁共振找水仪控制系统设计

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

基于GPS与恒温晶振同步技术的磁共振找水仪控制系统设计

作者：谢坤谕吉林大学

学位级别：硕士

地面磁共振技术(Magnetic Resonance Sounding,MRS)是一种非侵害性可以直接进行地下水探测的地球物理方法,具有定性定量探测的优点,已广泛应用于我国干旱和半干旱区域地下水资源勘探领域。随着MRS技术由1D发展到2D/3D精细地下水成像,通... 详细信息

地面磁共振技术(Magnetic Resonance Sounding,MRS)是一种非侵害性可以直接进行地下水探测的地球物理方法,具有定性定量探测的优点,已广泛应用于我国干旱和半干旱区域地下水资源勘探领域。随着MRS技术由1D发展到2D/3D精细地下水成像,通常在几百米范围内实现;磁共振系统需要采用一台发射机匹配多台接收机进行多点同步测量。然而,当前系统的有线同步方式无法满足实际工作需求,同步信号经过长导线(>100m)传输后会产生衰减和失真现象,进而导致延迟触发或误触发等问题。针对上述问题,本文首次提出一种基于磁共振系统的高精度无线同步技术,并开发了相应的发射与接收控制系统,最后进行了野外实验测试。论文主要研究内容如下:1.研究了地面磁共振控制系统的基本原理及有线同步的局限性,建立了长导线传输信号模型,分析了线缆长度对同步信号的影响。基于无线同步技术思路提出了新控制系统的总体设计方案和工作流程,并通过对磁共振找水仪脉冲矩规律和电容充电时长进行分析,确定同步信号周期,为实现系统设计奠定基础。2.针对有线同步存在延迟触发或误触发等问题,提出一种基于GPS(Global Positioning System)与恒温晶振(OCXO)的自校准高精度同步授时技术,全面保障系统工作的稳定性与精准性。结合GPS长时间无累计误差和恒温晶振短时间内可输出高精度时钟的优点,进行无线同步的补偿设计,以GPS的高精度秒脉冲为基准,利用PID算法对恒温晶振频率和相位进行校准。本文开发了同步授时模块,持续为发射机和接收机提供高精度的同步脉冲和准确的时间信息。3.在传统MRS发射与接收控制系统的基础上,设计了基于GPS与恒温晶振同步技术的新型控制系统。采用ARM+CPLD架构方案,设计了集发射时序控制、发射电流采集、IGBT驱动隔离电路等功能于一体的发射控制系统;基于GPS与恒温晶振同步授时模块和LabVIEW软件平台设计了接收机控制系统,通过预设协议、解析信息等,最终实现了发射与接收的高精度无线同步。最后,本文针对基于GPS与恒温晶振同步技术的磁共振找水仪控制系统进行了测试,测试结果表明GPS有效的情况下,同步脉冲信号精度可持续保持在250ns以内;在GPS突然失锁后,仪器仍能保持近60分钟的高精度同步工作,如果在此期间GPS重新定位有效,系统可迅速实现自校准,重现仪器的高精度同步脉冲和时间信息。综上所述,本文的研究满足了磁共振找水仪对同步精度的要求,实现了磁共振找水仪从有线同步到无线同步的跨越,为我国大面积2D/3D的地下水探测提供了强有力的技术支撑。

关键词：磁共振找水仪无线同步 GPS 恒温晶振 PID算法

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

北斗二号驯服压控恒温晶振的系统设计

北斗二号驯服压控恒温晶振的系统设计

作者：张哲西安理工大学

学位级别：硕士

在现代导航、通信以及电力等科学技术高速发展的今天,各个研究领域对时间精度的要求也越来越高。现在普遍采用的是GPS授时以满足各行各业对时间精度日益剧增的要求。GPS具有全球全天候定位、高精度授时、高稳定性等鲜明的特点,也是大部... 详细信息

在现代导航、通信以及电力等科学技术高速发展的今天,各个研究领域对时间精度的要求也越来越高。现在普遍采用的是GPS授时以满足各行各业对时间精度日益剧增的要求。GPS具有全球全天候定位、高精度授时、高稳定性等鲜明的特点,也是大部分个人用户和企业用户采用GPS的主要原因。但从安全性上考虑,我们必须使用我国自主研发的北斗卫星导航系统,同时北斗授时设备的性能可以满足各个领域中的应用要求。本文设计了一种以北斗卫星导航系统输出的秒脉冲为外部参考,以高稳恒温晶振作为本地可驯钟的北斗定时型用户机中的守时授时模块。系统中使用FPGA作为核心处理器,主要用于核心计算与外设控制;使用精密循环对比器测量外部北斗秒脉冲和本地晶振秒脉冲的时差;采用双D/A模块提高了 D/A电压分辨率。在实现系统守时授时过程中,首先在FPGA中对精密循环对比器测量返回的时差数据进行卡尔曼滤波,卡尔曼滤波的主要目的是用来降低秒脉冲的随机误差,这些误差主要产生在北斗卫星系统本身、信号在大气传输过程中以及北斗接收机接收过程中,然后对滤波后的数据使用去极值算术平均滤波算法进一步对时差数据进行滤波,最终得到处理后的测量数据,通过转化处理后的最终测量数据得到D/A转换的数字量,然后FPGA通过SPI控制双D/A将这些数字量最终转换为需要的模拟电压,即可以改变高稳恒温晶振的压控端电压,并最终达到驯服晶振频率的目的。

关键词：授时恒温晶振 FPGA 卡尔曼滤波

在线全文

同方学位论文库

学校读者我要写书评

暂无评论

恒温晶振环境温度特性测试系统设计

电子测试 2018年第1期29卷 21-22页

作者：韩文博中国电子科技集团公司第54研究所河北石家庄050081

本文介绍了恒温晶振环境温度特性测试系统,阐述了该系统的设计要点和关键技术,包括测试系统的功能设计、硬件及软件设计。目前该系统已经成功应用于恒温晶振的批量生产,在恒温晶振的科研与生产中发挥了巨大的作用。

关键词：恒温晶振温度特性程控电源温度监测

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

恒温晶振低噪声供电电源设计

通信电源技术 2022年第2期39卷 44-46页

作者：李朋张旭达河北远东通信系统工程有限公司河北石家庄050000

为恒温晶振设计了一款供电用开关电源模块。针对输入电压范围比较宽的应用环境,使用了可升、降压的Buck-Boost变换器结构。为了避免开关电源的开关噪声对恒温晶振的相位噪声产生影响,设计了有效的滤波电路,且六面屏蔽的模块化设计避免... 详细信息

为恒温晶振设计了一款供电用开关电源模块。针对输入电压范围比较宽的应用环境,使用了可升、降压的Buck-Boost变换器结构。为了避免开关电源的开关噪声对恒温晶振的相位噪声产生影响,设计了有效的滤波电路,且六面屏蔽的模块化设计避免了辐射噪声的影响。通过实验验证了供电电源模块的有效性。

关键词：恒温晶振低噪声供电模块升降压变换器

维普期刊数据库博看期刊评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

可靠性增长试验中抗振恒温晶振失效案例分析

电子产品可靠性与环境试验 2021年第2期39卷 47-52页

作者：龚小维中国西南电子技术研究所四川成都610036

随着航天技术的发展,对飞行器中电子设备的小型化和可靠性指标均提出了较高的要求,而晶振作为电子设备中不可或缺的基本单元,对其体积和抗振性设计也提出了更高的要求。某飞行器载小型化通信设备在研制过程中通过可靠性增长试验暴露出... 详细信息

随着航天技术的发展,对飞行器中电子设备的小型化和可靠性指标均提出了较高的要求,而晶振作为电子设备中不可或缺的基本单元,对其体积和抗振性设计也提出了更高的要求。某飞行器载小型化通信设备在研制过程中通过可靠性增长试验暴露出了超小型抗振恒温晶振失效的潜在故障,对该晶振的减振原理及故障机理进行了分析,提出了改进措施并进行了仿真和试验验证,最终达到了提升小型化通信设备的可靠性指标的目标,对于提高类似航天电子产品的可靠性设计水平具有一定的参考意义。

关键词：可靠性增长试验恒温晶振动态相噪

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

小型恒温晶振

压电晶体技术 1994年第2期 30-36页

作者：陈国胜