一种时间脉冲信号无缝切换装置及切换方法与流程

本发明涉及脉冲信号切换领域，具体为一种时间脉冲信号无缝切换装置及切换方法。

背景技术：

1、在原子钟组守时，通信核心节点守时的一些重要应用中，主时钟源往往由多台原子钟构成，为了防止单台原子钟失效或系统检修的要求，往往需要最终输出的时码信号在不同原子钟源之间切换。但是高精度应用对时间信号的连续性要求极高，因此需要尽可能降低由于时钟源故障，丢失，信号切换等情况下输出信号的相位跳变。

技术实现思路

1、为了解决上述问题，本发明提供一种时间脉冲信号无缝切换装置，包括多通道时差测量单元、信号处理单元、受控振荡器、时码产生单元、移相单元；所述多通道时差测量单元接收外部的多路输入时码信号与移相单元生成的参考信号t0，并将接收到的信号处理后传入信号处理单元，所述信号处理单元与外界进行数据交互，并将接收到信号经过处理后分别传入受控振荡器、时码产生单元以及移相单元；所述受控振荡器将信号处理后传入时码产生单元，再经由时码产生单元传入移相单元；所述移相单元生成的参考信号t0分别输出至外界与多通道时差测量单元。

2、进一步地，所述多通道时差测量单元包括时间间隔计数器，多通道时差测量单元通过时间间隔计数器测量参考信号t0与外部的多路输入时码信号之间的时间差△ti。

3、进一步地，所述时码产生单元包括分路电路、mcu、分频电路；所述参考时钟信号通过分路电路分别传入分频电路和mcu；所述mcu接收由分路电路传入的参考时钟信号、经由信号处理单元处理后的时码信息指令信号以及经由分频电路处理后的信号，并生成时码信息传出；所述分频电路接收由分路电路处理后的参考时钟信号进行处理后一部分传入mcu，另一部分生成pps信号传至移相单元。

4、进一步地，所述多通道时差测量单元内存在一路计数时钟信号。

5、进一步地，所述受控振荡器为压控晶振。

6、一种时间脉冲信号无缝切换方法，包括以下步骤：s1.利用时间间隔计数器测量输出信号t0与选定通道ti的时间偏差△ti；s2.通过时间偏差△ti实时调整移相器的延时数值△φi；s3.依据时间偏差值△ti与移相数值△φi计算受控振荡器与外部输入时码信号的相对频率偏差△fi；s4.调整受控振荡器的频率，使受控振荡器与选定通道ti一致。

7、进一步地，当选定通道ti出现信号丢失或信号质量过差时，包括以下步骤：a1.基于此前测量的多组△ti控制输出信号t0的时间延时△φi，使△ti的时差连续；a2.再次依据△ti数据计算出本地受控振荡器和输入信号ti之间的相对频率偏差；a3.通过信号处理单元缓慢控制受控振荡器的频率，将其调整到与输入通道一致。

8、本发明提供一种时间脉冲信号无缝切换装置及切换方法，具体以下有益效果：

9、（1）对输入信号进行性能评估，并且没有利用传统开关结构实现信号的切换，可以大幅降低输出信号的相位和功率波动，提高系统的可靠性。

10、（2）通过信号再生和跟随的方式克服了现有无缝切换装置需要对不同输入信号通过移相器一直保持在特性门限内的预对齐，然后再利用高速开关硬切换的方式，避免了即使高速开关也会存在的信号中断，克服了现有方法有一定概率“丢秒”以及功率，相位跳变的缺点。

技术特征：

1.一种时间脉冲信号无缝切换装置，其特征在于，包括多通道时差测量单元、信号处理单元、受控振荡器、时码产生单元、移相单元；所述多通道时差测量单元接收外部的多路输入时码信号与移相单元生成的参考信号t0，并将接收到的信号处理后传入信号处理单元，所述信号处理单元与外界进行数据交互，并将接收到信号经过处理后分别传入受控振荡器、时码产生单元以及移相单元；所述受控振荡器将信号处理后传入时码产生单元，再经由时码产生单元传入移相单元；所述移相单元生成的参考信号t0分别输出至外界与多通道时差测量单元。

2.根据权利要求1所述的一种时间脉冲信号无缝切换装置，其特征在于，所述多通道时差测量单元包括时间间隔计数器，多通道时差测量单元通过时间间隔计数器测量参考信号t0与外部的多路输入时码信号之间的时间差△ti。

3.根据权利要求1所述的一种时间脉冲信号无缝切换装置，其特征在于，所述时码产生单元包括分路电路、mcu、分频电路；所述参考时钟信号通过分路电路分别传入分频电路和mcu；所述mcu接收由分路电路传入的参考时钟信号、经由信号处理单元处理后的时码信息指令信号以及经由分频电路处理后的信号，并生成时码信息传出；所述分频电路接收由分路电路处理后的参考时钟信号进行处理后一部分传入mcu，另一部分生成pps信号传至移相单元。

4.根据权利要求1所述的一种时间脉冲信号无缝切换装置，其特征在于，所述多通道时差测量单元内存在一路计数时钟信号。

5.根据权利要求1所述的一种时间脉冲信号无缝切换装置，其特征在于，所述受控振荡器为压控晶振。

6.一种时间脉冲信号无缝切换方法，基于权利要求1-5任一项所述的一种时间脉冲信号无缝切换装置，其特征在于，包括以下步骤：s1.利用时间间隔计数器测量输出信号t0与选定通道ti的时间偏差△ti；s2.通过时间偏差△ti实时调整移相器的延时数值△φi；s3.依据时间偏差值△ti与移相数值△φi计算受控振荡器与外部输入时码信号的相对频率偏差△fi；s4.调整受控振荡器的频率，使受控振荡器与选定通道ti一致。

7.根据权利要求6所述的一种时间脉冲信号无缝切换方法，其特征在于，当选定通道ti出现信号丢失或信号质量过差时，包括以下步骤：a1.基于此前测量的多组△ti控制输出信号t0的时间延时△φi，使△ti的时差连续；a2.再次依据△ti数据计算出本地受控振荡器和输入信号ti之间的相对频率偏差；a3.通过信号处理单元缓慢控制受控振荡器的频率，将其调整到与输入通道一致。

技术总结
本发明公开了一种时间脉冲信号无缝切换装置及切换方法，包括多通道时差测量单元、信号处理单元、受控振荡器、时码产生单元、移相单元；包括以下步骤：S1.利用时间间隔计数器测量输出信号T<subgt;0</subgt;与选定通道T<subgt;i</subgt;的时间偏差△T<subgt;i</subgt;；S2.通过时间偏差△T<subgt;i</subgt;实时调整移相器的延时数值△φ<subgt;i</subgt;；S3.依据时间偏差值△T<subgt;i</subgt;与移相数值△φ<subgt;i</subgt;计算受控振荡器与外部输入时码信号的相对频率偏差△f<subgt;i</subgt;；S4.调整受控振荡器的频率，使受控振荡器与选定通道T<subgt;i</subgt;一致。本发明有效地降低了由于时钟源故障，丢失，信号切换等情况下输出信号的相位跳变问题。

技术研发人员：高超,章巍,李华,王崔州,刘畅
受保护的技术使用者：成都同相科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15