文档介绍：中国科学院国家授时中心
硕士学位论文
基于FPGA的新型短波时码产生器的设计与实现
姓名:邢燕
申请学位级别:硕士
专业:天体测量与天体力学
指导教师:胡永辉
20070601
摘要本文主要论述了短波授时原理和方法,介绍了甭氩鞯墓δ埽⑾细阐述了甭氩鞯囊恢諪迪址椒ā利用无线电发播信号授时已有至少年的历史,其覆盖范围广、接收和发送设备相对简单、价格相对低廉,目前国内只有中科院国家授时中心使用短波信号授时。现在使用的滩ú魇腔诜掷朐<涞缏犯丛印⑻寤蟆⒌魇困难,这些问题都直接影响着短波授时系统的应用。为了适应现代电子设计发展的需求,我们提出了采用技术设计新型滩ㄊ甭氩鳌;贔术的甭氩髟诓桓谋銪时号发播的基础上增加短波时码的发播,增强了短波授时的功能。它不仅具有集成度高、体积小、保密性高等优点,同时还使得硬件可象软件一样通过编程来修改。本课题在研究甭氩鞯脑怼⒏鲆恢帜芄徊奔湫畔⒙氲腂短波时码产生器的设计方案的同时,搭建了一个基于蚇目7平台一一该平台能够实现软硬件的混合编程。该方案提出了一种以为核心、外围控制电路与疉转换电路相结合的方法实现甭氩鞯纳杓疲氐惴析了内部模块的具体实现过程。文章详细分析了以为核心的系统的硬件结构和用于短波授时的滩ㄊ甭氩鱅说纳杓疲詈蟾隽讼低车娜砑蚣堋⒉馐苑椒ā⒎治结果以及工作指标。关键词甭氩●
.,,,琤—,,,.瑆甌疉.
瑃,.
第一章绪论本章概括论述了短波授时在现代时间频率系统中的作用,介绍了技术的现状,,用户用无线电接收机接收时号,然后进行本地对时。利用短波时号进行时频传递与校准是一种廉价而方便的方法,对于要求同步偏差在考兜挠没乇鹩利。同时对于某些高准确度同步要求的用户,作为粗同步方法也是必不可少的。目前世界上有二十五个国家,共使用个短波无线电台发播时号,其中全天二十四小时连续发播时号的有十二个国家。亚洲共有五个国家发播时号,它们是中国、印度、印度尼西亚、斯里兰卡和土耳其,其中只有中国是全天二十四小时持续发播时号,,代号“こ;年日,陕西天文台短波授时台正式承担标准时间和标准频率发布任务。,海拔高度在鬃笥遥∈狈⒉ァU庾滩ㄊ谑碧ㄓ稍邮奔基准、发播控制、发射系统、接收监测等部分组成,通过电台发播无线电信号,传送标准时间和标准频率,为国民经济建设、国防、科学研究以及人民日常生活服务。它的标准频率发播精度达到毫秒级,授时距离大于公里哺侨ü。陕西天文台短波发射台的呼号为捎.、、标准频率交替发播,频率选用将随季节不同而有所变化,但在每一瞬间都有两个以上频率在工作,以保证二十四小时的连续发播。其授时系统是国家不可缺少的基础性技术工程和社会公益设施,并被列为由国家财政部专项运行维护费支持的国家重大科学工程之一。技术现状
呒榛チ试础!A幼试从筛髦殖ざ鹊牧呦叨巫槌桑渲幸编程器上进行编程,而“在系统可编程呒骷灰籌猄随着电子技术的发展,数字系统正在朝着速度快、体积小、容量大、重量轻的方向发展,正是日趋进步和完善的技术引起了该技术的迅猛发展。总体来说,的制作可粗略的分为掩膜方法和现场可编程方法两大类。目前,业界大量可编程逻辑器件绕涫窍殖】杀喑堂耪罅、复杂可编程器件淮罅康赜τ迷贏闹谱髦校杀喑搪呒器件的使用现今已发展成为实现的捷径。用实现系统集成化的优越性主要体现在体积小、成本低、可靠性高、功耗低、实时性能好和保密性强等方面。在集成电路的开发过程中,可编程技术从某种角度来说成为发展的必然。/都是可编程器件,它们的应用范围比较广,适合于时序、组合等逻辑电路应用场合,可以替代几十甚至上百块通用芯片,这样的/实际上就是一个子系统部件。这些芯片具有可编程性和实现方案易改动的特点,它们由以下三个部分组成:桓龆穆呒檎罅小!骷穆呒槌珊诵有一些可编程的连接开关,它们用于逻辑块之间、逻辑块与输入/输出块之开发软件和编程工具对器件进行开发的过程。传统的编程技术是将逶奈适溃ǹ杀喑唐骷挠旁叫苑⒒拥郊隆K市碓谙低中编程和修改逻辑,给用户提供了在不修改系统硬件设计的条件下重构系统的能力和硬件升级能力,使硬件修改变得象软件修改一样方便。目前,已成为现代数字系统设计的主要手段。中国科学院国家授时中心作为我国标准时间和标准频率的建立、保持和淙耄涑瞿?间的连接。可编程逻辑器件的设计是指利用课题意义基于的新型短波时码产生器的设计与实现
服务单位,除了承担着我国标准时间的产生、保持和授时任务外,还进行时随着科学技术的发展,传统的短波授时服务已经不能满足需求。因为,用户希望在接收到秒信号的同时能够接收到时间信息,本课题就是在这种情况下产生的;本论文的任务就是设计带