GPS时钟发生器的工作原理

一、电力系统时钟同步需求

在电力系统的许多领域，诸如变电站智能控制系统都需要工作在一个精准的时间统一基础上。高精度的GPS时钟发生器对维持系统正常运转有至关重要的意义。

二、GPS时钟发生器组成

GPS时钟发生器包括GPS授时芯片、核心控制模块、串行TOD接口、IRIG-B码接口，同步脉冲产生电路、显示模块等几个部分。

1、GPS授时芯片

GPS时钟发生器使用ublox lea-5T型GPS授时芯片，72跟踪通道，L1频点，1PPS秒脉冲输出。1PPS脉冲是标准的3.3v TTL输出，当定位有效时输出，上升沿有效，与utc时差在30ns有效值范围之内。GPS授时信号还会输出ZDA语句，包含年月日时分秒等时间信息，ARM芯片接收1PPS和zda语句就可以实现精确时间控制和传递。

2.核心控制单元

GPS时钟发生器采用ARM作为系统的CPU，控制gps授时芯片的工作状态，并对液晶显示屏进行控制，显示系统工作状态，卫星状态，时间信息等。

3.同步脉冲发生电路

采用大规模集成电路fpga作为硬件同步芯片，fgpa使用系统内置的高精度恒温晶振作为时钟源进行分频产生1pps，1ppm，1pph脉冲和IRIG-B码信号。

脉冲信号可以采用422输出，也可以采用空接点输出，空节点具有隔离度高，耐压值高，并且施工方便等特点，所以电力系统一般采用静态空节点来传输脉冲信号。

4.RS-232/485接口

GPS时钟发生器具有RS232与RS485两种电平接口，以满足不同的通信系统的要求。通过这两个接口，GPS时钟可以输出包括年、月、日、时、分、秒在内的完整UTC时间或者北京时间，国内北京时间较多，为电网自动化装置提供准确的TOD时间信息。

5、IRIG-B码接口

FPGA产生IRIG-B码信号后，经过分配放大，输出422接口的直流IRIG-B码；

交流IRIG-B码是通过DA芯片来生产的，是通过arm控制DA芯片产生调制信号，最终经过平衡芯片输出交流信号，精度满足电力行业要求。

三、gps时钟发生器的实际应用

GPS时钟发生器已用于实际的变电站综合自动化系统中。调试和运行的结果表明，该时钟装置为整个系统提供了精确的时间信息，具有较高的可靠性、准确性和实用性。在电力系统事故分析、故障定位、相位测量等等方面，该gps时钟发生器都具有非常广泛的运用前景。

五、gps时钟发生器生产厂家

西安同步电子科技有限公司研发生产多款gps时钟发生器，包括gps时钟系统，北斗时钟同步系统，gps同步时钟，gps数字网同步时钟等，在各大电厂均有使用，满足现代工程的实用标准要求,促进后期电力服务标准质量的不断提高。