通常时统设备中都采用晶体振荡器或者铷钟作为频率标准,但由于老化和温度等原因导致其短期准确度和长期稳定度不尽如人意。随着科技的飞速发展,精确时间频率的应用已经深入到测控、导航、通信、电力、交通等部门,人们对高精度标准时间频率的需求也越来越高。因此设计自动校频系统变得十分必要。传统的驯服晶振系统采用模拟或半数字体制,其存在成本高、受环境因素影响大、调试困难和建立模型不易等缺点。本文根据驯服晶振技术的时间频率基本原理,针对传统驯服晶振技术的缺点,设计了一种基于TDC-GP1的驯服晶振系统,该系统可以提高时差测量精度,利用先进晶振噪声模型,便于分析与调试,跟踪能力和保持能力均优于传统方法。这种新系统使用TDC芯片构建一个高分辨率鉴相器,采用卡尔曼滤波技术将晶振噪声模型融合到锁相环结构中,提高时统设备频率准确度和稳定度。在此研究基础上设计并实现了一种基于TDC-GP1的数字驯服晶振系统,可以方便实现对外部1pps信号的跟踪。该系统由于采用全数字结构而具有良好的抗噪声性能,从而提高1pps跟踪准确度和稳定性。最后对该设备输出1pps进行阿伦方差测量,测量结果表明,这类数字驯服晶振系统可以在一定程度上提高本地晶振准确度和稳定度。