姜峰

摘要：为解决晶体振荡器频率隐患问题，如长期频漂过大问题，研究人员提出了一种使用GPS秒脉冲信号对晶振频率进行自动校准的解决方案。通过对晶振频率偏移进行补偿，提高时钟设计精度。本文根据上述方案对基于晶振频率补偿的高精度数字时钟设计方案及其实现方法进行了分析探讨，望能够给相关人员提供一定的参考价值。

关键词：GPS；晶振频率；高精度；数字时钟

随着电子技术的不断发展，在时频器件方面，近年来国内外研究人员将研究重点转移到了高精度时钟的研究与设计方面，并在研究中广泛应用微处理器、GPS定时校频等技术，以期可以达到更高的设计精度。从某种程度上来说，一个时钟的准确度主要取决于频率源产生的秒脉冲情况，即其精确度是否达标。普通晶振频率准确度在累积误差方面具备较好的一致性，通过结合GPS接收机以及长短波接收机，可以进一步加强自身的比对校准程度，时钟的准确度会得到大幅度提高。而通过以GPS秒脉冲为标准的频率源，可以对晶振产生的秒脉冲起到自动修正作用，具有較大的应用意义。

1 数字时钟的组成结构与运行方式

基于频率补偿的高精度数字时钟主要是由GPS定时接收机、普通晶振、时钟产生及校准电路、单片机数据算法处理模块等基本组成结构为主。一般来说，GPS定时接收机在正式工作过程中，输出1路TTL电平的标准秒脉冲信号，秒脉冲时间信息数据将会通过RS 232串口完成输出动作，并由单片机完成读取动作。……