專利名稱：改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種測(cè)試設(shè)備，特別是一種適用于電力系統(tǒng)的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)
試儀。
背景技術(shù)：
時(shí)間同步是電力安全監(jiān)控系統(tǒng)的一個(gè)重要的要素，隨著GPS(全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)) 授時(shí)技術(shù)的應(yīng)用，電力系統(tǒng)中配備的時(shí)間同步裝置已越來(lái)越多，對(duì)時(shí)間同步的性能要求也 越來(lái)越高。目前，對(duì)電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置的性能測(cè)試校驗(yàn)需要借助時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)源、示波 器、計(jì)數(shù)器等多種儀器相互配合或分別測(cè)試，這對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)十分不便，不能達(dá)到一機(jī)化綜 合測(cè)試、直接顯示測(cè)試結(jié)果的效果。 加之，目前的測(cè)試方式需要有經(jīng)驗(yàn)的測(cè)試人員組合測(cè)試儀器，讀取、比對(duì)和處理數(shù) 據(jù)，以獲得最終測(cè)試結(jié)果，容易產(chǎn)生人為誤差。此外，目前用于通信系統(tǒng)同步網(wǎng)的時(shí)間頻率 測(cè)試儀，主要測(cè)試頻率穩(wěn)定度和秒脈沖精度，無(wú)法完成電力系統(tǒng)同步網(wǎng)測(cè)試所要求的秒脈 沖寬度、秒脈沖上升沿、S0E時(shí)間信號(hào)的正確性等性能的測(cè)試。 總之，以上現(xiàn)有技術(shù)均不能解決對(duì)電力系統(tǒng)時(shí)間同步裝置實(shí)現(xiàn)便攜式一機(jī)化現(xiàn)場(chǎng) 綜合測(cè)試的需要。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷或不足，提供一種適用于對(duì)電力系統(tǒng)以及
其他場(chǎng)合使用的時(shí)間同步裝置進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)的時(shí)間同步測(cè)試儀，能夠集時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)、S0E
時(shí)間信號(hào)測(cè)量計(jì)算比對(duì)、測(cè)試結(jié)果顯示保存輸出等功能于一體，并具有接線、操作簡(jiǎn)單，讀
數(shù)方便準(zhǔn)確等方面的特點(diǎn)。 本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下 —種改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于包括信號(hào)前置處理單元、輸入緩沖單 元、主控單元、測(cè)量單元、基準(zhǔn)信號(hào)處理單元、輸出單元和人機(jī)界面單元，所述信號(hào)前置處理 單元的輸出端分別連接至主控單元、測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元的輸入端，輸入緩沖單 元的輸出端分別連接至測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元的輸入端，所述主控單元、測(cè)量單元 和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元均連接到總線上，并通過(guò)輸出單元輸出，人機(jī)界面與主控單元交互連 接，所述信號(hào)前置處理單元包括信號(hào)分頻模塊，所述信號(hào)分頻模塊為將頻率基準(zhǔn)信號(hào)分頻 為微秒脈沖信號(hào)、毫秒脈沖信號(hào)和秒脈沖信號(hào)的單元，所述基準(zhǔn)信號(hào)處理單元為在主控單 元的控制下以信號(hào)前置處理單元輸出的微秒脈沖信號(hào)或毫秒脈沖信號(hào)為基準(zhǔn)將S0E時(shí)間 信號(hào)進(jìn)行時(shí)序標(biāo)定處理的單元。 還包括B碼解碼單元和規(guī)約接收檢驗(yàn)單元，所述規(guī)約接收檢驗(yàn)單元和B碼解碼單 元的輸入端分別和輸入緩沖單元的輸出端相連，所述規(guī)約接收檢驗(yàn)單元和B碼解碼單元均 連接到總線上，并通過(guò)輸出單元輸出，所述規(guī)約接收檢驗(yàn)單元為接收串口數(shù)據(jù)并將其進(jìn)行 解碼的單元，所述B碼解碼單元為接收B碼數(shù)據(jù)并將其進(jìn)行解碼的單元，所述測(cè)量單元包括數(shù)據(jù)比對(duì)單元和幀頭辨識(shí)測(cè)量單元，所述數(shù)據(jù)比對(duì)單元為完成串口數(shù)據(jù)和/或B碼數(shù)據(jù)比
對(duì)的單元，幀頭辨識(shí)測(cè)量單元為完成串口數(shù)據(jù)和/或B碼數(shù)據(jù)的時(shí)間精度測(cè)量的單元。 上述主控單元包括脈沖自動(dòng)識(shí)別模塊，所述脈沖自動(dòng)識(shí)別模塊為將輸入信號(hào)的秒
脈沖信號(hào)和分脈沖信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并控制測(cè)量單元進(jìn)行測(cè)量類型轉(zhuǎn)換的模塊。 上述測(cè)量單元還包括測(cè)量計(jì)時(shí)控制單元、時(shí)差測(cè)量控制單元、頻差測(cè)量控制單元
和寬度測(cè)量控制單元。 上述信號(hào)前置處理單元包括GPS接收模塊、機(jī)內(nèi)時(shí)基和輸出緩沖模塊，所述輸出 緩沖模塊包括信號(hào)分頻模塊。 上述機(jī)內(nèi)時(shí)基為銣原子振蕩器或高精、高穩(wěn)晶體振蕩器。 上述信號(hào)前置處理單元的輸出端還連接至輸出單元的輸入端。 上述主控單元輸出端和輸出單元的輸入端之間還設(shè)置有B碼生成單元，上述B碼
生成單元為生成B碼格式時(shí)間信息的單元。 上述主控單元的輸出端還連接至輸出單元的輸入端。 本實(shí)用新型的技術(shù)效果如下 該測(cè)試儀的信號(hào)前置處理單元接收標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間和位置信息，作為本機(jī)UTC時(shí)間標(biāo) 準(zhǔn)，并作為頻率振蕩源的矯正信號(hào)，輸入緩沖單元輸入本機(jī)源信號(hào)，在主控單元的控制下， 在測(cè)量單元實(shí)現(xiàn)時(shí)間頻率信號(hào)和本機(jī)源信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，并將比對(duì)結(jié)果存儲(chǔ)、顯示和輸出；當(dāng) 輸入信號(hào)為S0E時(shí)間信號(hào)時(shí)，輸入緩沖單元將S0E時(shí)間信號(hào)進(jìn)行放大、隔離等處理后送入基 準(zhǔn)信號(hào)處理單元，信號(hào)前置處理單元中的信號(hào)分頻單元將信號(hào)分頻為微秒脈沖信號(hào)、毫秒 脈沖信號(hào)和秒脈沖信號(hào)，為了精確分辨出各個(gè)重要信號(hào)的先后，對(duì)SOE時(shí)間信號(hào)的記錄必 須達(dá)到lms甚至更小的分辨率，所以需要將信號(hào)前置處理單元輸出的微秒脈沖信號(hào)或者毫 秒脈沖信號(hào)輸入基準(zhǔn)信號(hào)處理單元，基準(zhǔn)信號(hào)處理單元在主控單元的控制下以微秒脈沖信 號(hào)或毫秒脈沖信號(hào)為基準(zhǔn)將S0E時(shí)間信號(hào)進(jìn)行時(shí)序標(biāo)定處理，處理后通過(guò)輸出單元輸出分 辨率為微秒級(jí)或毫秒級(jí)的時(shí)間信號(hào)。本實(shí)用新型能夠集時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)、SOE時(shí)間信號(hào)測(cè)量 計(jì)算比對(duì)、測(cè)試結(jié)果顯示保存輸出等功能于一體，能夠檢測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)中事件發(fā)生時(shí)刻的 記錄，省去現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)時(shí)需多種儀器相互配合或分別測(cè)試帶來(lái)的不便以及誤差，實(shí)現(xiàn)一機(jī)化 綜合測(cè)試，并具有接線、操作簡(jiǎn)單，讀數(shù)方便準(zhǔn)確等方面的特點(diǎn)。 本實(shí)用新型的測(cè)試儀還包括B碼解碼單元和規(guī)約接收檢驗(yàn)單元，規(guī)約接收檢驗(yàn)單 元為接收串口數(shù)據(jù)并將其進(jìn)行解碼的單元，B碼解碼單元為接收B碼數(shù)據(jù)并將其進(jìn)行解碼 的單元，串口數(shù)據(jù)輸送至規(guī)約接收檢驗(yàn)單元，B碼數(shù)據(jù)輸送至B碼解碼單元，在主控單元的 控制下，在測(cè)量單元實(shí)現(xiàn)時(shí)間頻率信號(hào)和本機(jī)源信號(hào)進(jìn)行比對(duì)，測(cè)量單元包括數(shù)據(jù)比對(duì)單 元和幀頭辨識(shí)測(cè)量單元，數(shù)據(jù)比對(duì)單元為完成串口數(shù)據(jù)和/或B碼數(shù)據(jù)比對(duì)的單元，幀頭辨 識(shí)測(cè)量單元為完成串口數(shù)據(jù)和/或B碼數(shù)據(jù)的時(shí)間精度測(cè)量的單元，將比對(duì)結(jié)果存儲(chǔ)、顯 示和輸出，這樣，本實(shí)用新型能夠集時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)、SOE時(shí)間信號(hào)測(cè)量計(jì)算比對(duì)、串口數(shù)據(jù)和 B碼數(shù)據(jù)測(cè)量計(jì)算比對(duì)、測(cè)試結(jié)果顯示保存輸出等功能于一體，具有更加強(qiáng)大的一機(jī)化綜合 測(cè)試的特點(diǎn)。 測(cè)量單元還包括測(cè)量計(jì)時(shí)控制單元、時(shí)差測(cè)量控制單元、頻差測(cè)量控制單元和寬 度測(cè)量控制單元，這樣，本實(shí)用新型可以完成的測(cè)試項(xiàng)目包括頻率信號(hào)的準(zhǔn)確度(被測(cè)頻 率信號(hào)與頻率標(biāo)準(zhǔn)之差)；時(shí)差(被測(cè)秒脈沖上升沿與UTC秒脈沖上升沿之差)；秒脈沖寬度；秒脈沖上升沿寬度；串口數(shù)據(jù)時(shí)間準(zhǔn)確度(串口數(shù)據(jù)起始符與UTC秒脈沖上升沿之 差)；B碼格式時(shí)間數(shù)據(jù)時(shí)間準(zhǔn)確度(B碼格式時(shí)間數(shù)據(jù)的起始符與UTC秒脈沖上升沿之 差)；串口規(guī)約格式的正確性；B碼規(guī)約格式的正確性；對(duì)于不同規(guī)約的串口時(shí)間數(shù)據(jù)采用 了自適應(yīng)解碼的方式，本實(shí)用新型采用一體化測(cè)量技術(shù)和便攜式結(jié)構(gòu)，可準(zhǔn)確測(cè)試頻差、時(shí) 差、秒脈沖寬度、秒脈沖上升沿寬度、串口時(shí)間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、IRIG-B碼時(shí)間數(shù)據(jù)準(zhǔn)確度、串口 規(guī)約格式正確性和IRIG-B碼規(guī)約格式正確性，并對(duì)于不同規(guī)約的串口時(shí)間數(shù)據(jù)采用了自 適應(yīng)解碼測(cè)試的方式，從而為電力系統(tǒng)時(shí)間同步設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試校驗(yàn)提供一種便捷、高效、精 確的綜合測(cè)試手段。

圖1為本實(shí)用新型改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖2為本實(shí)用新型改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀的測(cè)量接線圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行說(shuō)明。 圖1為本實(shí)用新型改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試 儀，包括信號(hào)前置處理單元、輸入緩沖單元、基準(zhǔn)信號(hào)處理單元、B碼解碼單元、規(guī)約接收檢 驗(yàn)單元、主控單元、測(cè)量單元、輸出單元和人機(jī)界面單元，所述信號(hào)前置處理單元的輸出端 分別連接至主控單元、測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元的輸入端，輸入緩沖單元的輸出端分 別至連接測(cè)量單元、基準(zhǔn)信號(hào)處理單元、規(guī)約接收檢驗(yàn)單元和B碼解碼單元的輸入端，所述 主控單元、測(cè)量單元、基準(zhǔn)信號(hào)處理單元、規(guī)約接收檢驗(yàn)單元和B碼解碼單元均連接到總線 上，并通過(guò)輸出單元輸出，人機(jī)界面與主控單元交互連接。其中，信號(hào)前置處理單元包括GPS 接收模塊、機(jī)內(nèi)時(shí)基和輸出緩沖模塊，輸出緩沖模塊包括信號(hào)分頻模塊，信號(hào)前置處理單元 接收GPS同步衛(wèi)星發(fā)送的時(shí)刻和時(shí)間數(shù)據(jù)信號(hào)，作為頻率振蕩源的矯正信號(hào)，和測(cè)試儀的 UTC時(shí)間信號(hào)。采用高精度GPS接收模塊，時(shí)間輸出精度優(yōu)于20ns。 GPS接收模塊的秒脈 沖信號(hào)送機(jī)內(nèi)時(shí)基作為訓(xùn)頻信號(hào)，串行數(shù)據(jù)送主控單元，機(jī)內(nèi)時(shí)基采用有訓(xùn)頻銣原子振蕩 器或高精、高穩(wěn)晶體振蕩器，作為測(cè)試儀器的頻率振蕩源，頻率振蕩源受GPS信號(hào)的校正， 并由單獨(dú)的電源供電。銣原子振蕩器或高精、高穩(wěn)晶體振蕩器輸出的頻率信號(hào)通過(guò)輸出緩 沖模塊進(jìn)行隔離放大、整形以及分頻處理，該輸出緩沖模塊能防止頻率信號(hào)相位移動(dòng)和波 形畸變。經(jīng)過(guò)整形電路形成方波信號(hào)，該信號(hào)為準(zhǔn)確的過(guò)零觸發(fā)的頻率基準(zhǔn)信號(hào)，即頻基信 號(hào)，該信號(hào)可直接送至輸出單元，作為校驗(yàn)信號(hào)供校準(zhǔn)單位進(jìn)行校驗(yàn)；由于輸出緩沖模塊包 括信號(hào)分頻模塊，頻基信號(hào)還可在信號(hào)分頻模塊分頻為微秒脈沖信號(hào)、毫秒脈沖信號(hào)和秒 脈沖信號(hào)，然后將秒脈沖信號(hào)分別輸出到主控單元和測(cè)量單元，將微秒脈沖信號(hào)或毫秒脈 沖信號(hào)輸入基準(zhǔn)信號(hào)處理單元，另外，該秒脈沖信號(hào)從主控單元輸出后可直接送至輸出單 元，作為校驗(yàn)信號(hào)供校準(zhǔn)單位進(jìn)行校驗(yàn)。 輸入緩沖單元對(duì)各種類型的輸入信號(hào)進(jìn)行放大、隔離、驅(qū)動(dòng)處理，輸入信號(hào)如頻率 信號(hào)、SOE時(shí)間信號(hào)、1PPS秒脈沖時(shí)間信號(hào)、1PPM分脈沖時(shí)間信號(hào)、RS232\RS485時(shí)間信號(hào)、 IRIG-B(DC)TTL時(shí)間信號(hào)、IRIG-B(DC)422時(shí)間信號(hào)、IRIG-B(AC)時(shí)間信號(hào)等時(shí)間、頻率信 號(hào)，之后將隔離、驅(qū)動(dòng)處理的信號(hào)根據(jù)相應(yīng)的信號(hào)類型分別送至測(cè)量單元、規(guī)約接收檢驗(yàn)單元和B碼解碼單元。如，將頻率信號(hào)、1PPS秒脈沖時(shí)間信號(hào)和1PPM分脈沖時(shí)間信號(hào)直接送 至測(cè)量單元測(cè)量；將S0E (Sequence of event,事件順序記錄)時(shí)間信號(hào)，即隨機(jī)發(fā)生的故 障、非人為、不能預(yù)測(cè)的事件信號(hào)，送至基準(zhǔn)信號(hào)處理單元，為了精確分辨出各個(gè)重要信號(hào)
的先后，對(duì)S0E時(shí)間信號(hào)的記錄必須達(dá)到lms甚至更小的分辨率，所以需要將微秒脈沖信號(hào) 或者毫秒脈沖信號(hào)輸入基準(zhǔn)信號(hào)處理單元，該基準(zhǔn)信號(hào)處理單元在主控單元的控制下以微 秒脈沖信號(hào)或毫秒脈沖信號(hào)為基準(zhǔn)將S0E時(shí)間信號(hào)進(jìn)行信號(hào)比對(duì)、時(shí)差計(jì)時(shí)等時(shí)序標(biāo)定處 理；將RS232\RS485時(shí)間信號(hào)等串口數(shù)據(jù)送至規(guī)約接收檢驗(yàn)單元進(jìn)行規(guī)約轉(zhuǎn)換，規(guī)約接收 檢驗(yàn)單元完成外部輸入的RS232\RS485規(guī)約時(shí)間數(shù)據(jù)的解碼。該單元預(yù)設(shè)了不同的規(guī)約特 征，對(duì)于輸入的數(shù)據(jù)進(jìn)行判別屬于何種規(guī)約，記錄起始位時(shí)刻，結(jié)果送測(cè)量單元進(jìn)行幀頭識(shí) 別測(cè)量和數(shù)據(jù)比對(duì)；將IRIG-B(DC)TTL時(shí)間信號(hào)、IRIG-B (DC) 422時(shí)間信號(hào)、IRIG-B (AC)時(shí) 間信號(hào)等外部輸入的B碼數(shù)據(jù)送至B碼解碼單元，B碼解碼單元將緩沖處理后的B碼數(shù)據(jù)接 收，解調(diào)、解碼成為串行數(shù)據(jù)，送測(cè)量單元，B碼解碼單元按照IRIG-B120和020標(biāo)準(zhǔn)解碼。 主控單元是由CPU, CPLD以及常規(guī)外圍電路組成，負(fù)責(zé)對(duì)全系統(tǒng)的工作進(jìn)行控制， 主控單元控制秒脈沖信號(hào)和輸入信號(hào)在測(cè)量單元完成數(shù)據(jù)比對(duì)、測(cè)量計(jì)時(shí)控制、時(shí)差測(cè)量 控制、頻差測(cè)量控制、寬度測(cè)量控制、幀頭辨識(shí)測(cè)量。此外，主控單元還可以包括脈沖自動(dòng)識(shí) 別模i央，該脈沖自動(dòng)識(shí)別模塊將輸入信號(hào)的秒脈沖信號(hào)和分脈沖信號(hào)進(jìn)行自動(dòng)識(shí)別并控制 測(cè)量單元進(jìn)行測(cè)量類型轉(zhuǎn)換。具體地，主控單元接收信號(hào)前置處理單元輸出的秒脈沖信號(hào) 作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，60個(gè)該標(biāo)準(zhǔn)的秒脈沖信號(hào)即為標(biāo)準(zhǔn)的分脈沖信號(hào)，主控單元通過(guò)連續(xù)兩秒 的測(cè)量方式進(jìn)行輸入信號(hào)的測(cè)量當(dāng)連續(xù)兩秒均有脈沖信號(hào)時(shí)即為PPS秒脈沖信號(hào)，在測(cè) 量單元進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖信號(hào)和輸入PPS秒脈沖信號(hào)的比對(duì)；當(dāng)?shù)谝幻胗忻}沖信號(hào)，第二秒 沒(méi)有信號(hào)時(shí)即為PPM分脈沖信號(hào)，在測(cè)量單元進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)分脈沖信號(hào)和輸入PPM分脈沖信號(hào) 的比對(duì)，由此完成PPS秒脈沖信號(hào)和PPM分脈沖信號(hào)的自動(dòng)識(shí)別。其中，數(shù)據(jù)比對(duì)，完成解 碼的RS232\RS485規(guī)約時(shí)間數(shù)據(jù)的比對(duì)和B碼解碼后時(shí)間數(shù)據(jù)的比對(duì)；幀頭辨識(shí)測(cè)量比對(duì)， 完成RS232\RS485數(shù)據(jù)幀頭時(shí)間精度測(cè)量、B碼起始位的識(shí)別和時(shí)間精度測(cè)量；測(cè)量計(jì)時(shí) 控制，給頻差測(cè)量控制單元、時(shí)差測(cè)量控制單元、寬度測(cè)量控制單元、幀頭辨識(shí)測(cè)量比對(duì)單 元提供開(kāi)、關(guān)門(mén)信號(hào)之間的計(jì)時(shí)、計(jì)數(shù)；頻差測(cè)量控制，完成頻率準(zhǔn)確度測(cè)量和計(jì)算，計(jì)算公 式(E f (i)/m-fn)/fn， f (i)為被測(cè)頻率信號(hào)第i個(gè)秒一秒鐘內(nèi)的頻率信號(hào)過(guò)零數(shù)，m可 以為100， 1000， 1000由面板操作選定；時(shí)差測(cè)量控制，完成秒脈沖時(shí)間精度、分脈沖時(shí)間精 度、B碼時(shí)間精度、串行數(shù)據(jù)時(shí)間精度的測(cè)量計(jì)算，由本機(jī)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的上升沿作為開(kāi)門(mén)信號(hào)， 由被測(cè)信號(hào)的上升沿作為關(guān)門(mén)信號(hào)，然后計(jì)算開(kāi)關(guān)門(mén)之間的時(shí)間；寬度測(cè)量控制，完成秒脈 沖/分脈沖寬度的測(cè)量和計(jì)算，由被測(cè)信號(hào)的上升沿作為開(kāi)門(mén)信號(hào)，被測(cè)信號(hào)的下降沿作 為關(guān)門(mén)信號(hào)，計(jì)算開(kāi)關(guān)門(mén)之間的時(shí)間。另外，主控單元可以對(duì)信號(hào)前置單元的信號(hào)進(jìn)行修正 以及穩(wěn)定處理，并直接輸出串口信號(hào)和秒脈沖信號(hào)至輸出單元，作為校驗(yàn)信號(hào)供校準(zhǔn)單位 進(jìn)行校驗(yàn)。 輸出單元，實(shí)現(xiàn)輸出信號(hào)驅(qū)動(dòng)、隔離、緩沖，并將測(cè)試比對(duì)結(jié)果數(shù)據(jù)輸出顯示在測(cè) 試儀的控制面板上的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口，同時(shí)還可以輸出該設(shè)備自己生成的并供校驗(yàn)單位 用的信號(hào)；如S0E時(shí)間信號(hào)的測(cè)量能夠檢測(cè)自動(dòng)化系統(tǒng)中事件發(fā)生時(shí)刻的記錄，其測(cè)量記 錄顯示為年、月、日、時(shí)、分、秒、毫秒、微妙。人機(jī)界面，即測(cè)試儀的控制面板上的測(cè)試項(xiàng)目 選擇區(qū)，由按鍵、LCD顯示器、指示燈和相關(guān)電路組成，人機(jī)界面與主控單元連接，實(shí)現(xiàn)主控單元與按鍵之間的控制。在主控單元輸出端和輸出單元的輸入端之間還設(shè)置有B碼生成單 元，B碼生成單元，根據(jù)主控單元提供的時(shí)間信息和時(shí)刻標(biāo)志生成IRIG-B格式的時(shí)間信息， 并將其從輸出單元輸出。 圖2為本實(shí)用新型時(shí)間同步測(cè)試儀的測(cè)量接線圖。本測(cè)試儀從被測(cè)時(shí)間、頻率設(shè) 備同時(shí)接入頻率信號(hào)、1PPS^PPM時(shí)間信號(hào)、RS232M S485時(shí)間信號(hào)、IRIG-B (DC) TTL時(shí)間信 號(hào)、IRIG-B (DC) 422時(shí)間信號(hào)、IRIG-B (AC)時(shí)間信號(hào)、S0E時(shí)間信號(hào)等被測(cè)時(shí)間、頻率信號(hào)， 一次完成接線后在測(cè)試項(xiàng)目選擇區(qū)利用控制面板上的鍵盤(pán)實(shí)施測(cè)量項(xiàng)目的選擇，按同一鍵 結(jié)束該項(xiàng)目的測(cè)量，測(cè)試結(jié)果顯示在實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口 ，同時(shí)存儲(chǔ)于輸出緩存，按數(shù)據(jù)輸出 鍵將測(cè)量結(jié)果數(shù)據(jù)通過(guò)串口數(shù)據(jù)線送入與之相連的計(jì)算機(jī)。 其中，實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)顯示窗口在控制面板上選擇液晶屏顯示，測(cè)試項(xiàng)目選擇區(qū)可以選 擇為脈沖測(cè)量、分脈沖測(cè)量、事件時(shí)刻測(cè)量(S0E時(shí)間信號(hào)測(cè)量)、報(bào)文精度、報(bào)文測(cè)量、頻 率測(cè)量，例如，脈沖測(cè)量包括鐘差和脈寬的測(cè)量，鐘差為測(cè)量輸入脈沖信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào) 間的時(shí)差，脈寬為測(cè)量輸入脈沖信號(hào)的脈沖寬度；分脈沖測(cè)量包括分脈沖鐘差，即輸入分脈 沖信號(hào)與標(biāo)準(zhǔn)脈沖信號(hào)的時(shí)差；事件時(shí)刻測(cè)量為動(dòng)作事件發(fā)生時(shí)的時(shí)刻；報(bào)文精度為測(cè)量 RS232數(shù)據(jù)起始碼時(shí)間誤差；報(bào)文測(cè)量為校核RS232數(shù)據(jù)的正確性；頻率測(cè)量是測(cè)量10MHz 輸入頻率的準(zhǔn)確度，測(cè)量時(shí)間為100S、1000S和IOOOS。控制面板上還包括信號(hào)輸入、信號(hào)輸 出、數(shù)據(jù)輸出和復(fù)位等按鍵或窗口 。
具體測(cè)量方法如下 鐘差和脈寬的測(cè)量方法鐘差的測(cè)量是以本鐘秒脈沖信號(hào)上升沿作為計(jì)時(shí)的開(kāi)門(mén)
信號(hào)，被測(cè)信號(hào)的秒脈沖上升沿作為計(jì)時(shí)的關(guān)門(mén)信號(hào)，當(dāng)開(kāi)門(mén)信號(hào)到來(lái)時(shí)測(cè)量單元的計(jì)時(shí)
模塊開(kāi)始計(jì)時(shí)直到關(guān)門(mén)信號(hào)到來(lái)，計(jì)時(shí)長(zhǎng)度即鐘差；脈沖寬度是以被測(cè)秒脈沖信號(hào)的上升
沿作為計(jì)時(shí)開(kāi)門(mén)信號(hào)，被測(cè)信號(hào)下降沿作為計(jì)時(shí)的關(guān)門(mén)信號(hào)，計(jì)時(shí)長(zhǎng)度即脈沖寬度。 分脈沖的測(cè)量方法分脈沖的測(cè)量是以本鐘分脈沖信號(hào)上升沿作為計(jì)時(shí)的開(kāi)門(mén)信
號(hào)，被測(cè)信號(hào)的分脈沖上升沿作為計(jì)時(shí)的關(guān)門(mén)信號(hào)，當(dāng)開(kāi)門(mén)信號(hào)來(lái)時(shí)測(cè)量單元的計(jì)時(shí)模塊
開(kāi)始計(jì)時(shí)直到關(guān)門(mén)信號(hào)到來(lái)，計(jì)時(shí)長(zhǎng)度即分脈沖鐘差。 事件信號(hào)的測(cè)量方法事件信號(hào)的測(cè)量是以事件信號(hào)上升沿作為觸發(fā)信號(hào)，信號(hào) 觸發(fā)時(shí)即記錄時(shí)觸發(fā)信號(hào)的發(fā)生時(shí)刻，測(cè)試項(xiàng)目選擇區(qū)中的按鍵SOE為啟動(dòng)和關(guān)閉按鍵。 頻率準(zhǔn)確度測(cè)量輸入的被測(cè)頻率信號(hào)以本機(jī)的秒脈沖上升沿作為開(kāi)門(mén)信號(hào)，由 測(cè)量單元的及時(shí)、計(jì)數(shù)功能模塊開(kāi)始計(jì)數(shù)計(jì)時(shí)。在測(cè)試規(guī)定結(jié)束的時(shí)刻的秒脈沖上升沿作 為計(jì)數(shù)關(guān)門(mén)信號(hào)，使用該計(jì)數(shù)的結(jié)果和計(jì)時(shí)結(jié)果由主控單元計(jì)算得出實(shí)測(cè)頻率f(T)，記標(biāo) 稱頻率f (N)，主控單元計(jì)算(f (T) -f (N)) /f (N) = A， A即頻率準(zhǔn)確度。 串行數(shù)據(jù)報(bào)文準(zhǔn)確度和起始位精度的測(cè)量輸入的串行數(shù)據(jù)進(jìn)入規(guī)約接收檢驗(yàn)單 元，該單元根據(jù)預(yù)設(shè)的規(guī)約比對(duì)判別輸入數(shù)據(jù)的規(guī)約形式，并解碼為標(biāo)準(zhǔn)串口規(guī)約數(shù)據(jù)，送 測(cè)量單元的數(shù)據(jù)比對(duì)單元與本機(jī)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，并予以顯示，起始位時(shí)刻送測(cè)量單元幀頭 識(shí)別測(cè)量功能模塊，以本鐘秒脈沖信號(hào)上升沿作為計(jì)時(shí)的開(kāi)門(mén)信號(hào)，起始位時(shí)刻作為計(jì)時(shí) 的關(guān)門(mén)信號(hào)，當(dāng)開(kāi)門(mén)信號(hào)到來(lái)時(shí)測(cè)量單元的計(jì)時(shí)模塊開(kāi)始計(jì)時(shí)直到關(guān)門(mén)信號(hào)到來(lái)，計(jì)時(shí)長(zhǎng) 度即起始位精度。 B碼格式時(shí)間數(shù)據(jù)時(shí)間準(zhǔn)確度和串口規(guī)約格式的正確性的測(cè)量輸入的B碼格式 時(shí)間數(shù)據(jù)在B碼解碼單元進(jìn)行解碼，幀頭時(shí)刻送測(cè)量單元幀頭識(shí)別測(cè)量功能模塊，以本鐘
7秒脈沖信號(hào)上升沿作為計(jì)時(shí)的開(kāi)門(mén)信號(hào)，幀頭時(shí)刻作為計(jì)時(shí)的關(guān)門(mén)信號(hào)，當(dāng)開(kāi)門(mén)信號(hào)到來(lái) 時(shí)測(cè)量單元的計(jì)時(shí)模塊開(kāi)始計(jì)時(shí)直到關(guān)門(mén)信號(hào)到來(lái)，計(jì)時(shí)長(zhǎng)度即B碼精度，解碼數(shù)據(jù)送測(cè) 量單元的數(shù)據(jù)比對(duì)單元與本機(jī)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)比較，并予以顯示。 使用本實(shí)用新型進(jìn)行各種性能測(cè)量，僅需將被側(cè)信號(hào)連接入儀器背板的信號(hào)輸入 接口 ，然后在面板菜單上進(jìn)行測(cè)試項(xiàng)目選擇，儀器將根據(jù)選擇自動(dòng)切換測(cè)試項(xiàng)目，自動(dòng)實(shí)現(xiàn) 比對(duì)測(cè)量計(jì)算，并在液晶屏上顯示測(cè)試結(jié)果，根據(jù)需要可輸出測(cè)試數(shù)據(jù)。整個(gè)測(cè)試過(guò)程不需 要人工讀取、比對(duì)、計(jì)算或處理數(shù)據(jù)，避免了傳統(tǒng)測(cè)試手段需借助測(cè)試人員的經(jīng)驗(yàn)組合多種 儀器、并需人工讀取、比對(duì)或處理數(shù)據(jù)的煩瑣過(guò)程，減少了因測(cè)試人員經(jīng)驗(yàn)不同而可能產(chǎn)生 的誤差。 應(yīng)當(dāng)指出，以上所述具體實(shí)施方式
可以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員更全面地理解本發(fā)明 創(chuàng)造，但不以任何方式限制本發(fā)明創(chuàng)造。因此，盡管本說(shuō)明書(shū)參照附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明創(chuàng) 造已進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，仍然可以對(duì)本發(fā)明創(chuàng)造進(jìn)行修改 或者等同替換，總之，一切不脫離本發(fā)明創(chuàng)造的精神和范圍的技術(shù)方案及其改進(jìn)，其均應(yīng)涵 蓋在本發(fā)明創(chuàng)造專利的保護(hù)范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求一種改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于包括信號(hào)前置處理單元、輸入緩沖單元、主控單元、測(cè)量單元、基準(zhǔn)信號(hào)處理單元、輸出單元和人機(jī)界面單元，所述信號(hào)前置處理單元的輸出端分別連接至主控單元、測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元的輸入端，輸入緩沖單元的輸出端分別連接至測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元的輸入端，所述主控單元、測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元均連接到總線上，并通過(guò)輸出單元輸出，人機(jī)界面與主控單元交互連接，所述信號(hào)前置處理單元包括信號(hào)分頻模塊，所述信號(hào)分頻模塊為將頻率基準(zhǔn)信號(hào)分頻為微秒脈沖信號(hào)、毫秒脈沖信號(hào)和秒脈沖信號(hào)的單元，所述基準(zhǔn)信號(hào)處理單元為在主控單元的控制下以信號(hào)前置處理單元輸出的微秒脈沖信號(hào)或毫秒脈沖信號(hào)為基準(zhǔn)將SOE時(shí)間信號(hào)進(jìn)行時(shí)序標(biāo)定處理的單元。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于，還包括B碼解碼單元和 規(guī)約接收檢驗(yàn)單元，所述規(guī)約接收檢驗(yàn)單元和B碼解碼單元的輸入端分別和輸入緩沖單元 的輸出端相連，所述規(guī)約接收檢驗(yàn)單元和B碼解碼單元均連接到總線上，并通過(guò)輸出單元 輸出，所述規(guī)約接收檢驗(yàn)單元為接收串口數(shù)據(jù)并將其進(jìn)行解碼的單元，所述B碼解碼單元 為接收B碼數(shù)據(jù)并將其進(jìn)行解碼的單元，所述測(cè)量單元包括數(shù)據(jù)比對(duì)單元和幀頭辨識(shí)測(cè)量 單元，所述數(shù)據(jù)比對(duì)單元為完成串口數(shù)據(jù)和/或B碼數(shù)據(jù)比對(duì)的單元，幀頭辨識(shí)測(cè)量單元為 完成串口數(shù)據(jù)和/或B碼數(shù)據(jù)的時(shí)間精度測(cè)量的單元。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于，所述主控單元包括脈 沖自動(dòng)識(shí)別模塊，所述脈沖自動(dòng)識(shí)別模塊為將輸入信號(hào)的秒脈沖信號(hào)和分脈沖信號(hào)進(jìn)行自 動(dòng)識(shí)別并控制測(cè)量單元進(jìn)行測(cè)量類型轉(zhuǎn)換的模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于，所述測(cè)量單元還包括 測(cè)量計(jì)時(shí)控制單元、時(shí)差測(cè)量控制單元、頻差測(cè)量控制單元和寬度測(cè)量控制單元。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1至4之一所述的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于，所述信號(hào)前置 處理單元包括GPS接收模塊、機(jī)內(nèi)時(shí)基和輸出緩沖模塊，所述輸出緩沖模塊包括信號(hào)分頻 模塊。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于，所述機(jī)內(nèi)時(shí)基為銣原 子振蕩器。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于，所述信號(hào)前置處理單 元的輸出端還連接至輸出單元的輸入端。
8. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于，所述主控單元輸出端 和輸出單元的輸入端之間還設(shè)置有B碼生成單元，所述B碼生成單元為生成B碼格式時(shí)間 信息的單元。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，其特征在于，所述主控單元的輸 出端還連接至輸出單元的輸入端。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種改進(jìn)的時(shí)間同步測(cè)試儀，包括信號(hào)前置處理單元、輸入緩沖單元、主控單元、測(cè)量單元、基準(zhǔn)信號(hào)處理單元、輸出單元和人機(jī)界面單元，信號(hào)前置處理單元的輸出端分別連接至主控單元、測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元的輸入端，輸入緩沖單元的輸出端分別連接至測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元的輸入端，主控單元、測(cè)量單元和基準(zhǔn)信號(hào)處理單元均連接到總線上，并通過(guò)輸出單元輸出，人機(jī)界面與主控單元交互連接。本實(shí)用新型采用一體化測(cè)量技術(shù)和便攜式結(jié)構(gòu)，能夠集時(shí)間頻率標(biāo)準(zhǔn)、SOE時(shí)間信號(hào)測(cè)量計(jì)算比對(duì)、測(cè)試結(jié)果顯示保存輸出等功能于一體，從而為電力系統(tǒng)時(shí)間同步設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試校驗(yàn)提供一種便捷、高效、精確的綜合測(cè)試手段。
文檔編號(hào)H02J13/00GK201466800SQ20092010742
公開(kāi)日2010年5月12日 申請(qǐng)日期2009年4月20日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月20日
發(fā)明者吳東, 汪純子, 王旭蕊, 齊隆宇 申請(qǐng)人:北京威科特電氣技術(shù)有限公司