驯服原子钟晶振模块
1产品概述
该模块主要由国产高精度GNSS授时定位芯片、微型铷原子钟、OCXO高稳晶振、精密时间计数器、稳压电源以及控制电路等组成。通过精密测控电路及算法，结合各电路模块的优势，输出高精度、高稳定度、低相噪的10MHz频率信号，输出准确稳定的1PPS信号。可单独通过北斗BDS或与GPS、Galileo系统多种组合获取高精度UTC定时信号，对本地时钟进行时间同步和频率驯服，当卫星信号不可用时，也可以自主运行，较长时间保持输出信号的准确度。可通过外部使能控制端主动控制时钟模块的工作模式—跟踪或保持，通过指示灯以及逻辑电平指示内部状态，通过串口输出模块运行信息。可以测量外部输入1PPS信号的时差。
2主要特点
Ø 高稳定度
Ø 低相噪
Ø 老化率
Ø 开机快
Ø 重现性
Ø 体积小
Ø 环境适应性强
Ø 自主可控
3应用领域
Ø 对时间频率信号性能要求较高的小型化低功耗电子设备
Ø 精密时间测量系统
4 机械结构
5 原理框图
见图1。
图1 BTM-2511原理框图
6主要参数
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GNSS模块 |
支持频率 |
BDS B1 GPS L1 GLONASS L1 Galileo E1-B/C |
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1PPS精度RMS |
20ns（1σ） |
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定位精度（CEP） |
水平 |
2.0m |
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高程 |
3.5m |
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输出信号 |
1PPS |
路数 |
1路 |
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电平 |
3.3V CMOS |
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脉宽 |
400μs（可定制其它） |
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上升时间 |
<5ns |
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10MHz |
路数 |
1路 |
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波形 |
正弦波 |
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负载 |
50Ω |
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电平 |
6dBm±2dBm |
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谐波抑制 |
-30dBc |
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杂波抑制 |
-90dBc |
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短稳 |
1E-12/s |
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相噪 |
-110dBc/Hz @1Hz -135dBc/Hz @10Hz -145dBc/Hz @100Hz -150dBc/Hz @1kHz -155dBc/Hz @10kHz -160dBc/Hz @100kHz |
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输入1PPS 时差测量 |
通道数 |
1路 |
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测量范围 |
-0.5s~0.5s |
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分辨率RMS |
20ps |
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启动性能 |
GNSS冷启动时间 |
<30s |
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原子钟锁定时间 |
<3min @25℃ |
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OCXO晶振加热时间 |
<5min @25℃ |
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驯服性能 |
时间同步时间 |
<10s |
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频率驯服时间 |
<30min |
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1PPS跟踪偏差 |
零基线互比，24h峰峰值 |
<5ns |
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10MHz跟踪偏差 |
零基线互比，24h平均值 |
<1E-12 |
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保持性能 |
1PPS保持 |
常温环境，开机预热及驯服3h后测试 |
<0.5μs/1h <5μs/1d <30us/3d |
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10MHz频率漂移率 |
开机1d后测试 |
<5E-11/日 |
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频率复现性 |
关机48h后开机稳定后测试 |
<3E-10 |
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频率温度特性 |
正常工作温度范围 |
<1E-9 |
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状态监控 |
LED指示 |
电源、锁定状态 |
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BITE电平输出 |
锁定状态 |
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UART串口监测 |
3.3V CMOS 电平 115200 bps ASCII文本监测 |
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输入电压 |
DC 12V ±3V |
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稳定功耗 |
<2W（常温25℃） |
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最大功耗 |
<8W |
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环境适应性 |
工作温度范围 |
-40℃~70℃ |
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存储温度范围 |
-40℃~85℃ |
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振动 |
对振动不敏感 |
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外观结构 |
模块尺寸 |
60mmX70mm，H < 20mm |
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重量 |
<100g |
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7 连接器定义
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连接器标识 |
型号规格 |
端子号 |
网络标记 |
定义说明 |
|---|---|---|---|---|
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X1 |
单排2.54mm间距孔径1.2 mm焊盘 |
1 |
GND |
GND |
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2 |
VCC |
电源+12V |
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|
3 |
||||
|
4 |
GND |
GND |
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X2 |
MMCX-KE-Z |
1 |
ANT-IN |
GNSS天线输入 |
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X3 |
MMCX-KE-Z |
1 |
RF-OUT |
10MHz输出 |
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X4 |
MMCX-KE-Z |
1 |
1PPS-OUT |
1PPS输出 |
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X5 |
MMCX-KE-Z |
1 |
REF-1PPS |
GNSS 1PPS输出 |
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X6 |
DC 2.54 2X5P 间距插座 |
1 |
BTM UART -Tx |
主板串口发送 |
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2 |
- |
备用 |
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3 |
BITE |
H锁定，L未锁定 |
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4 |
BTM UART-Rx |
主板串口接收 |
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|
5 |
GND |
|
||
|
6 |
STATE |
控制输入：H跟踪，L保持 |
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7 |
GNSS-UART2-Tx |
备用 |
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8 |
GNSS-UART1-Tx |
GNSS模块串口输出（NEMA ） |
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|
9 |
GNSS-UART2-Rx |
备用 |
||
|
10 |
GNSS-UART1-Rx |
GNSS模块外部配置输入 |
||
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X7 |
单排2.54mm间距孔径1.2 mm焊盘 |
1 |
1PPS-In1 |
外部1PPS输入 |
|
2 |
GND |
GND |
