技术领域
[0001] 本
发明涉及一种基于AD8310检波器的时钟自检电路，属于导航技术领域。
背景技术
[0002] 时钟电路具有十分重要的实际应用价值，如用于通信、导航
定位和众多应用技术领域。随着互联网络以及同步技术的快速发展，人们对通信系统时钟的准确度和稳定度提出了更高的要求，超高
精度的时钟可用于提高卫星定位系统的同步精度。导航定位系统可以为广大用户提供导航和授时服务，时钟源就是在这个背景下设计产生的。某些尖端学科如航天航空、导航定位、电信交通等对时间
频率的要求与日俱增，在某些领域甚至需要多台时钟来共同完成守时任务。而在导航定位系统中，定位
位置的精确测量实际上取决于定位时间的精确测量，
原子钟作为
导航系统测距的星上时间基准，是
卫星导航系统的有效
载荷的核心部分，它的性能决定了用户导航定位的精度。因此对导航卫星时钟进行故障检测和备份有其重要的意义。传统的时钟电路结构复杂，响应慢，
覆盖范围小。
发明内容
[0003] 本发明解决的技术问题是：克服
现有技术的不足，提供了一种基于AD8310检波器的时钟自检电路，可实现主时钟
信号和备
时钟信号的平滑切换功能。为了实现星载通信中收发系统的无阻塞交叉，使用检波器、
电压比较器和一个线性稳压器实现多路输入时钟的平滑切换功能，该电路工作稳定可靠，性能良好。
[0004] 本发明的技术解决方案是：一种基于AD8310检波器的时钟自检电路，包括时钟发生器、一级功分器、二级功分器、检波器、电压比较器和线性稳压器；
[0005] 一级功分器接收主时钟信号，输出两路主时钟信号；
[0006] 检波器接收第一路主时钟信号，处理后输出检波电压至电压比较器；
[0007] 电压比较器接收检波电压，输出使能信号至线性稳压器；
[0008] 线性稳压器用于控制其输出的时钟供电电压；
[0009] 时钟发生器接收时钟供电电压，输出备时钟信号，并与第二路主时钟信号合路，一起送入二级功分器，得到合路后的时钟信号，输出至后续设备。
[0010] 进一步地，所述主时钟信号的频点为62MHz，备时钟信号频点为62MHz，合路后的时钟信号频点为62MHz。
[0011] 进一步地，所述时钟发生器包括时钟发生器G1、电容C4；
[0012] 时钟发生器G1的供电电压端Vdd
连接线性稳压器的输出端+3.3V，时钟发生器G1的一个GND端接地，时钟发生器G1的信号输出端连接电容C4的一端，电容C4的另一端作为时钟发生器G1的输出。
[0013] 进一步地，所述一级功分器包括功分器电路D1、
衰减器D5、电容C1；
[0014] 功分器电路D1的合成端接收主时钟信号，功分器电路D1的一个GND端接地，功分器电路D1的信号输出端RF1连接电容衰减器D5的一端，衰减器D5的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接检波器的输入端；功分器电路D1的另一个信号输出端RF2连接二级功分器的信号输出端RF2。
[0015] 进一步地，所述二级功分器包括功分器电路D2；
[0016] 功分器电路D2的合成端连接合路后的时钟信号，功分器电路D2的一个GND端接地，功分器电路D2的信号输出端RF1连接备时钟信号，功分器电路D2的信号输出端RF2连接一级功分器的信号输出端RF2。
[0017] 进一步地，所述检波器包括检波器电路D3、
电阻R2，电容C2；
[0018] 检波器电路D3的输入端连接电容C1的另一端，检波器电路D3的供电端连接+5V电压；检波器电路D3的另一个输入端连接电容C2的一端，C2的另一端接地；检波器电路D3的输出端连接电阻R2的一端，电阻R2的另一端连接电压比较器。
[0019] 进一步地，所述电压比较器包括电压比较器电路D4、电阻R3、电阻R4和电阻R5；
[0020] 电压比较器电路D4的供电端连接+3.3V电压；电压比较器电路D4的输入端连接电阻R2的另一端；电压比较器电路的差分输入端连接电阻R3和电阻R4的一端，电阻R3的另一端接地，电阻R4的另一端连接电压+3.3V；电压比较器电路D4的输出端连接电阻R5的一端，R5的另一端输出使能信号。
[0021] 进一步地，所述稳压器D6包括稳压器电路D6、电阻R6电容C3；
[0022] 稳压器电路D6的使能端连接使能信号和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电压+5V；稳压器电路D6的输入端连接电压+5V，稳压器电路D6的分流端连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地；稳压器电路D6的输出端
输出电压+3.3V。
[0023] 进一步地，所述一级功分器和二级功分器均为ADP-2-1W+，隔离度为39dB@62MHZ。
[0024] 进一步地，所述检波器电路D3为AD8310检波器，所述电压比较器电路D4为MAX961ESA电压比较器，所述稳压器电路D6为MIC5323-3.3YD5稳压器。
[0025] 本发明与现有技术相比的优点在于：
[0026] (1)本发明可对DC到440MHZ的
频率范围进行解调。在15ns内对接地负载的驱动
电流可达25mA，且功耗极低。AD8310检波器采用先进的压缩技术，其动态范围高达95dB，而误差仅为+/-3dB。该器件性能稳定且易于使用，外部不需其他重要器件。集低成本、小体积、低功耗、高精度、高
稳定性、宽动态范围等诸多优点于一身，其频率范围可从音频到超高频。另外，它还具有响应时间快、负载驱
动能力强等特点，可广泛应用于需要衰减信号到分贝级的电路中。AD8310检波器在工业上的使用
温度范围为-40℃～+85℃。对数
放大器是指
输出信号幅度与
输入信号幅度呈对数函数关系的放大电路。主要将信号转换成其等效对数值涉及到一种非线性运算。
[0027] (2)比较器芯片MAX961，超高速、超摆幅比较器，耗电350uA，传输延时典型值达到4.5ns，上升时间为2.3ns，可保证电路的快速响应时间。
[0028] (3)使用备时钟信号单点定位，按照一般接收机的需求，精度十米。
[0029] (4)使用主时钟信号时定轨，精度达到分米级，导航精度得到增强。
[0030] (5)本发明实现了对导航增强系统中各个模
块进行了整合，常态模式下，对GNSS接收模块加电，本发明使用备时钟信号进行单点定位；在连续测试模式下，时频模块工作，本发明使用主时钟信号进行定轨。
[0031] (6)本发明实现了主时钟信号进入时产生低使能信号关闭备时钟信号的功能。
[0032] (7)本发明实现了关闭主时钟信号时，电路产生高使能信号功能启动备时钟信号的功能。
[0033] (8)本发明实现了主时钟信号在8dBm的功率时合路后的时钟信号功率符合导航增强系统时钟范围的功能。
[0034] (9)本发明实现了关闭主时钟信号时，合路后的时钟信号功率符合导航增强系统时钟范围的功能。
附图说明
[0036] 图2为本发明中检波电路输出电平值与输入信号幅度关系图；
[0037] 图3为本发明的详细原理框图。
具体实施方式
[0038] 下面结合
说明书附图和具体实施方式对本发明进行进一步解释和说明。
[0039] 如图1，一种基于AD8310检波器的时钟自检电路，包括时钟发生器、一级功分器、二级功分器、检波器、电压比较器和线性稳压器；
[0040] 一级功分器接收主时钟信号，输出两路主时钟信号；
[0041] 检波器接收第一路主时钟信号，处理后输出检波电压至电压比较器；
[0042] 电压比较器接收检波电压，输出使能信号至线性稳压器；
[0043] 线性稳压器用于控制其输出的时钟供电电压；
[0044] 时钟发生器接收时钟供电电压，输出备时钟信号，并与第二路主时钟信号合路，一起送入二级功分器，得到合路后的时钟信号，输出至后续设备。
[0045] 优选地，主时钟信号频点为62MHz，备时钟信号频点为62MHz，合路后的时钟信号频点为62MHz。
[0046] 优选地，如图3，所述时钟发生器包括时钟发生器G1、电容C4；
[0047] 时钟发生器G1的供电电压端Vdd连接线性稳压器(D6)的输出+3.3V_OCXO，时钟发生器G1的一个GND端接地，时钟发生器G1的信号输出端OUTPUT连接电容C4的一端，电容C4的另一端作为时钟发生器G1的输出。
[0048] 优选地，如图3，所述一级功分器包括功分器电路D1、衰减器D5、电容C1；
[0049] 功分器电路D1的合成端(SUM端)连接主时钟信号(62MHZ_W)，功分器电路D1的一个GND端接地，功分器电路D1的信号输出端RF1连接电容衰减器D5的一端，衰减器D5的另一端连接电容C1的一端，电容C1的另一端连接AD8310检波器(D3)的输入端；功分器电路D1的另一个信号输出端RF2连接二级功分器的信号输出端RF2。
[0050] 优选地，如图3，所述二级功分器包括功分器电路D2；功分器电路D2的合成端(SUM端)连接合路后的时钟信号(62MHZ_OUT)，功分器电路D2的一个GND端接地，功分器电路D2的信号输出端RF1连接备时钟信号(62MHZ_OCXO)，功分器电路D2的信号输出端RF2连接一级功分器的信号输出端RF2。
[0051] 优选地，如图3，所述检波器D3包括AD8310检波器D3、电阻R2，电容C2；
[0052] AD8310检波器D3的输入端连接电容C1的另一端，AD8310检波器D3的供电端连接+5V电压，该电压为电路供电电压；地端2管脚接整板地；D3的另一个输入端连接电容C2的一端，C2的另一端接地；D3的输出端连接电阻R2的一端；
[0053] 优选地，如图3，所述电压比较器D4包括电压比较器电路D4、电阻R3、R4、R5；
[0054] 电压比较器电路D4的供电端连接+3.3V电压，该电压为电路供电电压；电压比较器电路D4的输入端连接电阻R2的另一端；差分输入端连接电阻R3和电阻R4的一端，电阻R3的另一端接地，电阻R4的另一端连接电压+3.3V，该电压为电路供电电压；电压比较器电路D4的输出端连接电阻R5的一端，R5的另一端输出时钟使能信号62MHZ_EN；
[0055] 优选地，如图3，所述稳压器D6包括稳压器电路D6、电阻R6电容C3；
[0056] 稳压器电路D6的使能端连接使能信号62MHZ_EN和电阻R6的一端，电阻R6的另一端连接电压+5V，该电压为电路供电电压稳压器电路D6的输入端连接电压+5V，分流端连接电容C3的一端，电容C3的另一端接地；输出端输出电压+3.3V_OXCO；
[0057] 如图2，主时钟信号(62MHZ_W)的幅度为+8dBm，经过功分器电路D1后衰减至+5dBm，衰减器D5为6dB衰减，主时钟信号(62MHZ_W)降至-1dBm，换算为-14dBV，对应检波器输出2.3V；
[0058] 该电压输入至电压比较器后，电压比较器的比较电压设为1.5V，电压比较器输入小于1.25V时为低电平，大于2.05V时为高电平，输出低电平0.52V，高电平2.78V，故主时钟信号(62MHZ_W)产生时，电压比较器输出低使能电压至线性稳压器D6；
[0059] 线性稳压器高使能电压值应大于1.2V，低使能电压值应小于0.2V，[0060] 为避免判读错误，使用两级功分器电路D1和功分器电路D2，均使用ADP-2-1W(+)，隔离度为39dB@62MHZ，备时钟信号62MHZ_OCXO的幅度为10dBm，经过两级功分器电路D1和功分器电路D2的隔离后，至检波器入口幅度为-74dBm，换算为-87dBV，如图2所示，该输出电平远小于电压比较器的判读电平1.5V，故电压比较器输出仍为高使能电压信号，避免了判读错误。
[0061] 优选地，所述一级功分器和二级功分器均为ADP-2-1W+，隔离度为39dB@62MHZ。所述检波器电路D3为AD8310检波器，所述电压比较器电路D4为MAX961ESA电压比较器，所述稳压器电路D6为MIC5323-3.3YD5稳压器。
[0062] 本发明的工作原理为：
[0063] 主时钟信号(62MHZ_W)经过一级功分器，输出合路后的时钟信号，送至检波器，由图3可知，检波器根据合路后的时钟信号的幅度输出检波电压，输出检波电压随着输入端，即合路后的时钟信号的功率呈线性变化，典型值为，合路后的时钟信号功率为-78dBm时，输出检波电压为0.4V；合路后的时钟信号功率为22dBm时，输出检波电压为2.6V，该检波电压送入电压比较器，输出使能信号，该使能信号送入线性稳压器后，控制线性稳压器的输出，使能信号为高电平时，线性稳压器输出时钟供电电压为3.3V，使能信号为低电平时，线性稳压器输出时钟供电电压为0V，时钟供电电压送入时钟发生器后，可对时钟发生器的输出进行控制，时钟供电电压为3.3V时，时钟发生器输出62MHZ的备时钟信号；时钟供电电压为0V时，时钟发生器无输出。主时钟信号经过一级功分器和二级功分器之后，与备时钟信号合路输出合路后的时钟信号。
[0064] 其中，主时钟信号的性能特征如下所示：
[0065] 输出频率：62MHz；
[0066] 输出幅度：≥6dBm；
[0067] 频率准确度：≤5×10-12；
[0068] 短期频率不稳定度：≤2×10-10/1s；
[0069]
相位噪声：≤-70dBc/Hz@10Hz；
[0070] ≤-100dBc/Hz@100Hz；
[0071] ≤-105dBc/Hz@1kHz；
[0072] 本发明可实现主时钟信号和备时钟信号的平滑切换功能。为了实现星载通信中收发系统的无阻塞交叉，提出了一种基于AD8310检波器的时钟自检电路的设计。系统使用检波器、电压比较器和一个线性稳压器实现多路输入时钟的平滑切换功能，该电路工作稳定可靠，性能良好。
[0073] 本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
