专利名称：电波钟秒同步信号提取电路及其提取方法
电波钟秒同步信号提取电路及其提取方法
技术领域：
本发明涉及一种电波钟秒同步信号提取电路，还涉及一种电波钟秒同 步信号提取方法。
背景技术：
随着科学技术的发展，人们生活节奏的加快，人们对钟表时间准确性 的要求越来越高。电波钟因其具有与标准时间同步且无需对时等优点，应 用越来越广泛。
电波钟通过接受长波无线电发射站发射的标准时间信号而控制其自 身指示时间的变化，从而保持与标准时间同步。从无线发射站发出来的信 号为将时间编码信号(基带信号)调制于高频载波信号的长波无线授时信 号，而电波钟则接收该无线授时信号，并从该信号中解出时间信息，从而 调整电波钟时间与无线发射站的时间 一致。
电波钟通常包括一个高频信号接收器及一个基带信号处理装置。高频 接收器用于对来自天线的无线信号进行放大、检波、整形等处理；基带信 号处理装置用于对接调后的信号进行秒同步提取、分同步提取、时间信息 解码等。在基带信号处理中，秒同步信号的提取是至关重要的，它是分同 步信号提取及时间信息解码的前提。基带信号处理装置首先进行秒同步信 号提取，获得秒同步信号后才能开始其它处理任务。秒同步信号提取的精 度也对解码灵敏度有作重大影响。
请参阅图1，其为一种现有技术的电波钟秒同步信号提取电路的电路 框图。该电波钟秒同步信号提取电路100包括--高频信号接收器110、 一 检波电容U4及一微处理器(Micro Control Unit, MCU) 120。该高频信
号接收器110通常为一集成电路，其包括依次连接的一高频信号放大器 111、 一检波二极管112及一整形器113。该检波电容114外接于该高频信 号接收器110外，且其同该检波二极管112与该整形器113连接线电连接， 其与该检波二极管112 —起形成一检波电路130。该高频信号放大器111 用于放大从天线(未标示)接收到的高频无线信号，该检波电路130用于 从该高频无线信号中解调出模拟时间信号，该整形器113用于将该模拟时 间信号整形成脉冲信号，以利于后续微处理器120进行数字信号处理。该 微处理器120从该脉冲信号中提取出秒同步信号。当信号较强时，该脉冲信号如图2 (A)所示，没有太大失真，该微处 理器120可从中提取出秒同步信号。然而，当信号较弱或信号受到较大干扰时，通过该检波电路130解调 出来的模拟时间信号存在大量噪声，而该整形器113只是简单的对该模拟 时间信号进行脉冲化，在整形的过程中丢失掉大量的信息，从而导致从该 高频信号接收器110中出来的脉冲信号严重失真，如图2 (B)所示。该微 处理器120无法从中提取秒同步信号，使电波钟整机灵敏度较低。
发明内容为克服现有技术中弱信号或较大噪声干扰时电波钟秒同步信号无法 提取而导致电波钟灵敏读较低的问题，有必要提供能提高电波钟灵敏度的 电波钟秒同步信号提取电路。本发明还同时提供一种电波钟秒同步信号提取方法。本发明的技术方案是一种电波钟秒同步信号提取电路，其包括 一高频信号接收器，其外接一检波电容，其特征在于该电波钟秒同步信号提取电路进一歩包括一 模数转换器， 一数字滤波器及一秒同步生成器，该模数转换器电连接至该高频信号接受器与该检波电容的接点，其用于对该高频信号接收器内部解
调出的模拟时间信号进行采样及模数转换，该数字滤波器用于对该采样信 号进行滤波，该秒同步生成器用于从滤波后的信号中提取秒同步信息并生 成秒同步信号。
一种电波钟秒同步信号提取方法，其步骤包括
a. 从高频信号接受器与检波电容的接点读取检波后的基带时间信号；
b. 利用模数转换器将该基带时间信号转换为数字信号；
c. 利用数字滤波器对该数字信号进行滤波以滤除噪声；
d. 秒同步生成器从滤波后的信号中提取秒同步信号，生成秒同步脉冲。
有别于现有技术，上述电波钟秒同步信号提取电路对整形前信号进行处 理，采用模数转换器对电波钟信号接收器的外接电容的断口提取出解调后 的基带时间信号，并用该滤波器对该信号进行滤波处理，有效的滤除了该 基带时间信号中的噪声，从而可从中提取到准确的秒同步信号，避免了整 形过程造成的失真因此大大的提高了电波钟的灵敏度。
同理，上述电波钟秒同步信号提取方法大大的提高了电波钟的灵敏度。
图1是现有技术中电波钟秒同步信号提取电路的示意图。
图2是图1中的高频信号接收器输出的信号示意图。
图3是本发明电波钟秒同步信号提取电路的示意图。
图4是图3中的信号示意图。
具体实施方式
请参阅图3，其为本发明电波钟秒同步信号提取电路的示意图。该电 波钟秒同步信号提取电路200包括一高频信号接收器210、一检波电容214
及 一数字信号处理电路220。该高频信号接收器210通常为一集成电路，
其包括依次连接的一高频信号放大器211、 一检波二极管212及一整形器 213。该检波电容214外接于该高频信号接收器210夕卜，且同该检波二极 管212与该整形器213连接处电连接，其与该检波二极管212 —起形成--检波电路230。该高频信号放大器211用于放大从天线(未标示)接收到 的高频无线信号，该检波电路230用于从该高频无线信号中解调出模拟时 间信号，该整形器213用于将该模拟时间信号整形成脉冲信号，以利于后 续数字信号处理电路220进行数字信号处理。
该数字信号处理电路220包括一模数转换器(Analog Digital Converter, ADC) 221，--时钟发生器222， 一梳状滤波器223， 一存储器 224、 一中央处理器(Central Processing Unit, CPU) 225及一秒同步生成 器226。该模数转换器221连接于该高频信号接收器210与该检波电容214 的接口，其对从检波电路230出来的模拟时间信号进行采样并转化成的数 字信号。该梳状滤波器223、该中央处理器225、该内存单元224及该秒 同步生成器连接于总线227上，通过该总线227进行通信。经模数转换器 221转换后的数字信号由该梳状滤波器223进行处理，该梳状滤波器将影 响秒同步信号的噪声滤掉并存入的该内存单元(RAM) 224;该秒同步生成 器226中包括一计数器(图未示)、 一上升沿位置检测器(图未示)、 -寄 存器(图未示)。该秒同步生成器从该内存单元中读出数据，从该数据中 检测出上升沿的位置，并将该位置地址存入该寄存器中。该中央处理器225 从该寄存器中读出上升沿的位置，并根据需要设定该计数器的复位值，从 而产生所需秒同步脉冲。该时钟发生器222为该模数转换器221、该存储 器224、该梳状滤波器223及该中央处理器226提供时钟信号。
该梳状滤波器223通过内存单元中已存的上一次的滤波后的信号对当 前输入信号进行滤波运算，其运算公式如下
Cmn = ax+ (l—a) Cm (n—l)
其中，n为秒序列号，m为一秒内数据序列号，x为输入信号值，a为
滤波系数，c为运算结果，即滤波后的数据值。该模数转换器221的位数越高，采样的精度越高，进入该梳状滤波器 223的数字信号越接近解调出的模拟时间信号，即其包含的噪声及时间信 号的信息越多，所以经过该梳状滤波器223滤波后的信号越接近真实的时 间信号，从而该秒同步生成器226可生成后续处理所需的秒同步脉冲信号。请参阅图4，图4 (A)为发射站发射的高频信号，图4 (B)为含有噪 声的高频信号，图4 (C)为经该梳状滤波器滤波后的信号，图4 (D)为 该秒同步生成器生成的秒同步脉冲信号。在梳状滤波前，弱信号时信号中 含有较大噪声，秒同步信息淹没在噪声中。经过梳状滤波后，信号中的噪 声已基本消除，秒同步信息清晰可见。由于该模数转换器转换器将该基带时间信号转化为数字信号，该时钟 发生器、、该存储器、该梳状滤波器及该中央处理器皆可处理数字信号， 故模数转换器、该该时钟发生器、该存储器、该梳状滤波器及该中央处理 器可集成于一个芯片中，形成一个单芯片系统(System On Chip,S0C)， 制造成本较低。跟现有技术相比较，本发明的电波钟秒同步信号提取电路对整形前信号 进行处理，采用模数转换器对电波钟信号接收器的外接电容的断口提取出 解调后的基带时间信号，并用该滤波器对该信号进行滤波处理，有效的滤 除了该基带时间信号中的噪声，从而可从中提取到准确的秒同步信号，避 免了整形过程造成的失真因此大大的提高了电波钟的灵敏度。
权利要求
1.一种电波钟秒同步信号提取电路，其包括一高频信号接收器，其外接一检波电容，其特征在于该电波钟秒同步信号提取电路进一步包括一模数转换器，一数字滤波器及一秒同步生成器，该模数转换器电连接至该高频信号接受器与该检波电容的接点，其用于对该高频信号接收器内部解调出的模拟时间信号进行采样及模数转换，该数字滤波器用于对该采样信号进行滤波，该秒同步生成器用于从滤波后的信号中提取秒同步信息并生成秒同步信号。
2. 根据权利要求1所述的电波钟同步信号提取电路，其特征在于 该数字滤波器为梳状滤波器。
3.根据权利要求2所述的电波钟同步信号提取电路，其特征在于该 梳状滤波器的滤波运算公式为Cmn=aX+ (l-a) Cmoi-u其中，n为秒序列号，m为一秒内数据序列号，x为输入信号值，a为滤波系数， C为运算结果。
4. 根据权利要求3所述的电波钟同步信号提取电路，其特征在于-其进一步包括一内存单元，其用于存储经该梳状滤波器滤波后的数据。
5. 根据权利要求4所述的电波钟同步信号提取电路，其特征在于-该电波钟同歩信号提取电路进一步包括一中央处理器，该秒同步生成器包 括-:计数器、 一上升沿位置检测器及一寄存器，该秒同步生成器从该内存 单元中读出数据，从该数据中检测出上升沿的位置，并将该位置地址存入该 寄存器中，该中央处理器从该寄存器中读出上升沿的位置，并根据需要设定该计数器 的复位值，从而产生所需秒同步脉冲。
6. 根据权利要求5所述的电波钟同步信号提取电路，其特征在于-其进一步包括一总线，该梳状滤波器、该中央处理器、该秒同步生成器皆 与该总线连接，通过该总线来通信。
7. 根据权利要求6所述的电波钟同步信号提取电路，其特征在于 进一步包括一时钟发生器，其为该模数转换器、该存储器、该梳状滤波器 及该中央处理器提供时钟信号。
8. 根据权利要求7所述的电波钟同步信号提取电路，其特征在于 该模数转换器、该时钟发生器、该梳状滤波器、该内存单元、该中央处理 器及该秒同步生成器皆集成于一个芯片中，形成一单芯片系统。
9. 一种电波钟秒同步信号提取方法，其步骤包括a. 从高频信号接受器与检波电容的接点读取检波后的基带时间信号；b. 利用模数转换器将该基带时间信号转换为数字信号；c. 利用数字滤波器对该数字信号进行滤波以滤除噪声；d. 秒同步生成器从滤波后的信号中提取秒同步信号，生成秒同步脉冲。
10. 根据权利要求9所述的电波钟同步信号提取方法，其特征在于 该数字滤波器为梳状滤波器，其滤波运算公式为Cmn = aX+ (l-a) Cm m—)其中，i]为秒序列号，m为一秒内数据序列号，x为输入信号值，a为滤波系数， C为运算结果。
11. 根据权利要求10所述的电波钟同步信号提取方法，其特征在于 该滤波器将当前秒运算结果存入该内存单元中，通过存储于该内存单元的 运算结果对下一秒的数据进行滤波运算。
12.根据权利要求ll所述的电波钟同步信号提取方法，其特征在于: 该秒同步生成器包括一计数器、 一上升沿位置检测器及一寄存器，该秒同 步生成器从该内存单元中读出数据，从该数据中检测出上升沿的位置，并 4每该位置地址存入该寄存器中，通过一中央处理器从该寄存器中读出上升沿的位置， 并根据需要设定该计数器的复位值，从而产生所需秒同步脉冲。
全文摘要
本发明涉及一种电波钟秒同步信号提取电路，其包括一高频信号接收器、一外接于该高频信号接收器的检波电容、一模数转换器、一数字滤波器及一秒同步生成器。该模数转换器电连接至该高频信号接受器与该检波电容的接点，其用于对该高频信号接收器内部解调出的模拟时间信号进行采样及模数转换，该数字滤波器用于对该采样信号进行滤波，该秒同步生成器用于从滤波后的信号中提取秒同步信息并生成秒同步信号。本发明的电波钟秒同步信号提取电路可有效的提取秒同步信号，提高电波钟的灵敏度。本发明还提供一种电波钟秒同步信号提取方法。
文档编号G04C11/00GK101105685SQ200610061639
公开日2008年1月16日 申请日期2006年7月14日 优先权日2006年7月14日
发明者欣 刘, 李问杰 申请人:深圳市菲特数码技术有限公司