时间同步装置的基本组成及主要功能

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发表时间:2017-04-22 09:29作者:小马来源:西安同步原创

1 时间同步装置的基本组成

我公司设计的时间同步装置的基本组成包括接收单元,时钟单元和输出单元.

根据时间同步装置所要实现的功能目标以及性能要求,将装置划分成了不同的模块,包括接收模块、时钟模块、编码模块、解码模块以及TTL、RS232、光纤等输出模块.接收模块将会接收外部时间源发送的时间基准信号,在经过时钟模块的处理后,通过自定义总线,将输出的各种时间信息传输到TTL、光纤等输出模块.

同步时钟系统接收单元包括北斗模块、GPS模块以及IRIG-B编码模块.北斗和 GPS模块输出同步时间信息,互为备用,IRIG-B编码模块产生电力系统下级设备需要的IRIG-B码.时钟单元包括自守时控制、高性能晶振以及 PLL锁相环,PLL锁相环是由数字鉴频鉴相器、压控振荡器以及VCO组成的反馈回路,通过压控振荡器控制电压来调节VCO产生的脉冲信号与接收单元输出的秒脉冲信号相位一致,达到锁相守时的作用.输出单元包括串口报文输出、秒脉冲输出以及IRIG-B解码.

我公司的时间同步装置的设计选取了北斗二号卫星和GPS卫星作为双时间源进行卫星授时,通过卫星接收器我们可以接收得到2种时间信息:一个是BDRMC/GPRMC时间信息;另一个则是秒脉冲时间信息.卫星输出的1PPS秒脉冲则要输入基于PLL锁相环的PFD鉴频鉴相器当中,通过鉴频鉴相器与PLL锁相环的VCO产生的内部1PPS秒脉冲信号进行相位间隔测量得到一个时间间隔,将此时间间隔输入PID控制器产生一个电压控制信息,经过AD转换器和数字滤波器以后作用于VCO,调整VCO所产生的秒脉冲信号与标准秒脉冲信号对齐,最后将得到的内部标准1PPS秒脉冲输出供被授时设备使用.

时间信息将输入到IRIG-B码编码模块,IRIG-B码由于一秒一帧的特性在电力系统中的应用最为广泛.通过B码编码模块将产生并输出下级被授时设备所需要的标准B码.而被授时设备还需要别的格式的时间信息码,因此,还需要将编得的B码输入B码解码模块进行解码,然后输入时间信息格式转换模块进行格式转换,最后才可以将时间信息以下级被授时设备所需要的格式通过串口或是光纤口等进行传输。

                    时间同步装置基本组成图

2 时间同步装置系统主要功能

电力系统时钟同步系统主要的功能应包含各种格式时间信息的输出,稳定的秒脉冲输出,守时功能以及延时补偿功能.

我公司设计的时间同步装置的主要功能:

(1)系统能够完成对北斗二号以及GPS卫星系统时间信息的接收;

(2)系统可以输出准确的秒脉冲信号;

(3)系统能够完成统一的靶场时间码IRIG-B码的编码并输出;

(4)系统能够输出串口时间报文等各种形式的时间码;

(5)在卫星失步的状况下仍能提供时间信号的守时作用;

(6)具有传输延时补偿功能;

(7)授时精度能够达到纳秒级,约100ns.