一种时钟校准电路的制作方法

本技术涉及电子电路的，特别涉及一种时钟校准电路。

背景技术：

1、目前，高精度的时钟信号在现代通信系统、精密测量仪器及数据同步传输等领域扮演着至关重要的角色。晶体振荡器作为最基础和最广泛使用的频率源，其输出频率的稳定性直接影响着整个电子系统的性能。然而，普通的晶体振荡器会因环境温度变化及自身老化等因素，不可避免地产生频率漂移，无法满足日益严苛的高精度应用需求。

2、为提高时钟信号的精度，目前通常采用两种主流技术方案。第一种是使用本身性能更优的晶振，例如温补晶体振荡器（tcxo）或恒温晶体振荡器（ocxo），tcxo通过内置的温度补偿电路来减小频率随温度变化的漂移，但其长期稳定性仍然会受到元器件老化的影响，ocxo通过内部的恒温控制槽将晶体保持在恒定温度，极大地减小了温漂影响，提供了优异的短期稳定度，但存在功耗大、体积大、成本高昂的固有缺点。第二种方案是利用更高等级的外部时间基准，例如全球导航卫星系统（gnss）提供的高精度授时信号，对本地的晶体振荡器进行持续的频率校准。现有的基于gnss的校准电路大多仅支持单一频段的卫星信号接收，当该频段信号受到干扰或遮挡时，整个校准系统便会失效，可靠性较差。因此，如何获得一个兼具优异短期精度和长期稳定性的时钟源，是当前亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本技术提供了一种时钟校准电路，可以实现提高时钟信号的短期精度和长期稳定性的同时，还可以减少电路体积。

2、一种时钟校准电路，包括：

3、卫星信号接收单元，用于接收卫星信号，根据所述卫星信号生成时间基准信号；

4、压控时钟源单元，包括用于输出时钟信号；

5、主控单元，分别与所述卫星信号接收单元和所述压控时钟源单元连接，用于接收所述时间基准信号和所述时钟信号，基于所述时间基准信号和所述时钟信号的偏差，生成电压调节信号，以调节所述时钟信号的频率。

6、通过采用上述技术方案，通过卫星信号接收单元生成时间基准信号，能够提供一个高精度的绝对时间参考；通过压控时钟源单元输出本地时钟信号，能够为系统提供工作频率；通过主控单元基于二者偏差生成电压调节信号进行校正，能够构建闭环控制，实时补偿本地时钟的频率漂移，从而显著提升时钟信号的长期频率稳定度。

7、可选的，所述卫星信号接收单元至少包括天线接口j3、天线接口j5、射频开关u25、射频开关u26和信号合路器m1，所述天线接口j3与天线接口j5分别用于接收第一频段的卫星信号和第二频段的卫星信号；

8、所述射频开关u25的射频输入端与所述天线接口j3连接，所述射频开关u25的射频输出端与所述信号合路器m1的第一输入端连接，所述射频开关u26的射频输入端与所述天线接口j5连接，所述射频开关u26的射频输出端与所述信号合路器m1的第二输入端连接；

9、所述射频开关u25和所述射频开关u26的选择控制端均与所述主控单元连接，以接收由所述主控单元发出的控制信号，接收所述第一频段的卫星信号和/或所述第二频段的卫星信号。

10、通过采用上述技术方案，通过设置双天线接口以接收第一频段和第二频段的卫星信号，能够实现双频接收以消除电离层误差，从而提升时间基准信号的精度；通过主控单元控制射频开关，能够灵活选择工作模式，从而增强了电路的环境适应性与抗干扰能力。

11、可选的，所述卫星信号接收单元还包括低噪声放大器u9和定位模块u4；

12、所述信号合路器m1的输出端与所述低噪声放大器u9的输入端连接，所述低噪声放大器u9的输出端与所述定位模块u4的射频信号输入端连接，所述定位模块u4的时间基准信号输出端输出所述时间基准信号。

13、通过采用上述技术方案，通过设置低噪声放大器u9，能够放大合并后的卫星信号并提升信噪比，从而提高接收灵敏度，保障定位模块在弱信号条件下也能稳定锁定卫星，确保了时间基准信号的连续性。

14、可选的，所述主控单元的数据发送端与所述定位模块u4的数据接收端连接，所述主控单元的数据接收端与所述定位模块u4的数据发送端连接，所述主控单元的定时信号输入端与所述定位模块u4的时间基准信号输出端连接。

15、通过采用上述技术方案，通过主控单元与定位模块的数据连接，能够实现双向通信，使主控单元可判断时间基准信号的有效性，从而避免错误校准；通过将时间基准信号连接至主控单元的定时信号输入端，能够利用硬件进行高精度频率测量，从而保证偏差计算的准确性。

16、可选的，所述压控时钟源单元至少包括晶体振荡器u21、晶体振荡器x1与时钟选择开关u27；

17、所述晶体振荡器u21的信号输出端与所述时钟选择开关u27的第一信号输入端连接，所述晶体振荡器x1的信号输出端与所述时钟选择开关u27的第二信号输入端连接，所述晶体振荡器u21和所述晶体振荡器x1的电压控制端均与所述主控单元的电压调节输出端连接，以接收所述电压调节信号；

18、所述时钟选择开关u27的选择控制端与所述主控单元连接，以接收由所述主控单元发出的选择信号，选择所述晶体振荡器u21或所述晶体振荡器x1的输出作为所述时钟信号。

19、通过采用上述技术方案，通过设置两种晶体振荡器并由主控单元控制时钟选择开关，能够根据系统工作阶段进行智能切换，从而优化启动时间与功耗性能；通过将同一电压调节信号连接至两个振荡器，能够简化控制电路，实现对任一选定时钟源的无缝校准。

20、可选的，所述时钟校准电路还包括电感l3、电感l4和电阻r44；

21、所述电感l3的一端与所述射频开关u25的射频输入端连接，所述电感l3的另一端与所述天线接口j5连接，所述电感l4的一端与所述电感l3和所述天线接口j3的连接处连接，所述电感l4的另一端与有源天线供电，所述射频开关u25的另一射频输入端通过所述电阻r44接地。

22、通过采用上述技术方案，通过设置电感l3、电感l4和电阻r44构成的偏置电路，能够将直流供电电压通过射频同轴电缆馈送至外部的有源天线，从而增强了卫星信号的接收能力，提升了系统在信号微弱区域的性能。

23、可选的，所述时钟校准电路还包括电感l5、电感l6和电阻r45；

24、所述电感l6的一端与所述射频开关u26的射频输入端连接，所述电感l6的另一端与所述天线接口j5连接，所述电感l5的一端与所述电感l3和所述天线接口j5的连接处连接，所述电感l5的另一端与所述有源天线供电，所述射频开关u26的另一射频输入端通过所述电阻r45接地。

25、通过采用上述技术方案，通过设置电感l5、电感l6和电阻r45构成另一路独立的偏置电路，能够为连接至天线接口j5的第二路有源天线提供稳定供电，从而完整地发挥双天线配置的性能优势，确保两路接收链路均工作在最佳状态。

26、可选的，所述晶体振荡器u21为压控恒温晶体振荡器，所述晶体振荡器x1为压控温补晶体振荡器。

27、综上所述，本技术至少包括以下有益效果：

28、1.通过卫星信号接收单元生成时间基准信号，能够提供一个高精度的绝对时间参考；通过压控时钟源单元输出本地时钟信号，能够为系统提供工作频率；通过主控单元基于二者偏差生成电压调节信号进行校正，能够构建闭环控制，实时补偿本地时钟的频率漂移，从而显著提升时钟信号的长期频率稳定度。