一種時鐘同步裝置的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種時鐘同步裝置，包括設(shè)置有對時及電源總線接口的母板模件，通過對時及電源總線接口均與母板模件相連的第一電源模件、第二電源模件、人機(jī)接口模件、時鐘源模件和對時信號輸出模件；人機(jī)接口模件通過通信總線與時鐘源模件相連；母板模件用于為各模件提供電氣連接；第一電源模件和第二電源模件均用于為母板模件提供工作電源；人機(jī)接口模件用于人機(jī)界面的連接和控制；時鐘源模件用于接收衛(wèi)星時鐘信號和地面時鐘信號，驅(qū)動對時及電源總線接口，為對時信號輸出模件提供時鐘信號；對時信號輸出模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出。有益效果：時鐘同步可靠性高，不受單一電源故障影響，具有高精度守時能力。
【專利說明】
一種時鐘同步裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及一種同步裝置，特別是涉及一種時鐘同步裝置，屬于時間同步系統(tǒng)技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著經(jīng)濟(jì)和科技的快速發(fā)展，人們對時間的測量精度要求越來越高，尤其是在電力、通信、金融等領(lǐng)域。隨著全國交直流電網(wǎng)、智能化電網(wǎng)高級應(yīng)用、數(shù)字化變電站建設(shè)的加快，以及各種以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的電力自動化裝置和系統(tǒng)的廣泛應(yīng)用，電力系統(tǒng)對時間同步信號的準(zhǔn)確度、穩(wěn)定度提出了更高的要求，這就要求開發(fā)高精度、高安全度的時間同步系統(tǒng)。
[0003]我國電網(wǎng)已初步建成以超高壓輸電、大機(jī)組和自動化為主要特征的現(xiàn)代化大型電網(wǎng)系統(tǒng)。為保證電網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各種以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的自動化裝置廣泛應(yīng)用，如調(diào)度自動化系統(tǒng)、變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、火電廠機(jī)組自動控制系統(tǒng)、微機(jī)繼電保護(hù)裝置、電力故障錄波裝置、同步相量測量裝置等。這些裝置的正常工作和作用的發(fā)揮，離不開統(tǒng)一的全網(wǎng)時間同步。
[0004]此外，各種微機(jī)型裝置內(nèi)部都帶有實(shí)時時鐘，其固有誤差難以避免，隨著運(yùn)行時間的增加，累積誤差會越來越大，因此，也要求有外部時間基準(zhǔn)源定期使其時間同步。目前，現(xiàn)有時間同步裝置仍缺乏高精度守時能力，不滿足電力系統(tǒng)的行波測距、同步相量測量等高精度應(yīng)用要求。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的主要目的在于，克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種時鐘同步裝置，時鐘同步可靠性高，無斷電影響，具有高精度守時能力，可為電力、通信、金融等應(yīng)用領(lǐng)域提供高精度的廣域同步時鐘信號。
[0006]為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0007]—種時鐘同步裝置，包括設(shè)置有對時及電源總線接口的母板模件，通過對時及電源總線接口均與母板模件相連的第一電源模件、第二電源模件、人機(jī)接口模件、時鐘源模件和對時信號輸出模件;所述人機(jī)接口模件通過通信總線與時鐘源模件相連。
[0008]其中，所述母板模件用于為第一電源模件、第二電源模件、人機(jī)接口模件、時鐘源模件和對時信號輸出模件提供電氣連接;所述第一電源模件和第二電源模件均用于為母板模件提供工作電源;所述人機(jī)接口模件用于人機(jī)界面的連接和控制;所述時鐘源模件用于接收衛(wèi)星時鐘信號和地面時鐘信號，驅(qū)動對時及電源總線接口，為對時信號輸出模件提供時鐘信號;所述對時信號輸出模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出。
[0009]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述時鐘源模件包括時鐘同步及守時處理模塊，均與時鐘同步及守時處理模塊相連的衛(wèi)星時鐘信號處理模塊、本地時鐘信號處理模塊和高精度晶振模塊;所述衛(wèi)星時鐘信號處理模塊通過天線接收GPS衛(wèi)星時鐘信號和北斗衛(wèi)星時鐘信號，所述本地時鐘信號處理模塊用于接收地面時鐘信號;所述時鐘同步及守時處理模塊、衛(wèi)星時鐘信號處理模塊和本地時鐘信號處理模塊均包括FPGA芯片和解碼器。
[0010]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述高精度晶振模塊采用高精度恒溫晶振。
[0011 ]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述對時信號輸出模件包括光纖對時模件、串口對時模件、TTL對時模件、光耦對時模件和RS485對時模件;所述光纖對時模件、串口對時模件、TTL對時模件、光耦對時模件和RS485對時模件均包括硬件跳線，所述硬件跳線包括輸出信號的B碼、秒脈沖、分脈沖、時脈沖的跳線選擇和信號的極性跳線選擇。
[0012]其中，所述光纖對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為光信號后輸出;所述串口對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為RS232串口電平信號后輸出；所述TTL對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號進(jìn)行TTL電平隔離后輸出;所述光耦對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為無源光耦信號后輸出；所述RS485對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為RS485差分信號后輸出。
[0013]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述光纖對時模件采用ST多模光纖接口。
[0014]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述串口對時模件采用DB9通用串行接口。
[0015]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述TTL對時模件采用同軸電纜BNC接口。
[0016]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述光耦對時模件和RS485對時模件均采用22針鳳凰端子。
[0017]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述通信總線為串行通信總線。
[0018]本實(shí)用新型進(jìn)一步設(shè)置為:所述母板模件還設(shè)置有金手指連接方式的標(biāo)準(zhǔn)物理接
□ O
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有的有益效果是:
[0020]通過在母板模件上連接第一電源模件和第二電源模件，實(shí)現(xiàn)雙電源供電，從而確保單一電源回路故障時無斷電影響，使得任一電源損壞都不影響裝置的正常工作，可以極大地提高裝置可靠性;通過用于接收衛(wèi)星時鐘信號和地面時鐘信號、驅(qū)動對時及電源總線接口、為對時信號輸出模件提供時鐘信號的時鐘源模件的設(shè)置，其中時鐘源模件中的衛(wèi)星時鐘信號處理模塊通過天線接收GPS衛(wèi)星時鐘信號和北斗衛(wèi)星時鐘信號，實(shí)現(xiàn)GPS衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星的雙時鐘源進(jìn)行授時，使得任一時鐘源異常均不影響裝置時鐘同步信號；另外，通過在時鐘源模件中設(shè)置高精度晶振模塊，采用高精度恒溫晶振進(jìn)行守時，當(dāng)發(fā)生衛(wèi)星時鐘信號失效情況時，發(fā)揮本地時鐘信號處理模塊接收地面時鐘信號實(shí)現(xiàn)時鐘輸出，依然能在指定時間范圍內(nèi)輸出高精度同步時鐘信號。所以，本實(shí)用新型提供的一種時鐘同步裝置，時鐘同步可靠性高，無斷電影響，具有高精度守時能力，可為電力、通信、金融等應(yīng)用領(lǐng)域提供高精度的廣域同步時鐘信號。
[0021]上述內(nèi)容僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述，為了更清楚的了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段，下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的描述。
【附圖說明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型一種時鐘同步裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實(shí)用新型一種時鐘同步裝置中時鐘源模件的連接圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]下面結(jié)合說明書附圖，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明。
[0025]如圖1所示的一種時鐘同步裝置，包括母板模件I，所述母板模件I設(shè)置有對時及電源總線接口 1和標(biāo)準(zhǔn)物理接口(圖中未示出)，標(biāo)準(zhǔn)物理接口采用金手指連接方式。
[0026]如圖1所示的一種時鐘同步裝置，還包括通過對時及電源總線接口10均與母板模件I相連的第一電源模件2、第二電源模件3、人機(jī)接口模件4、時鐘源模件5和對時信號輸出模件6;所述人機(jī)接口模件4通過通信總線與時鐘源模件5相連，通信總線可為串行通信總線;所述對時信號輸出模件6包括光纖對時模件61、串口對時模件62、TTL對時模件63、光耦對時模件64和RS485對時模件65。
[0027]所述母板模件I用于為第一電源模件2、第二電源模件3、人機(jī)接口模件4、時鐘源模件5和對時信號輸出模件6提供電氣連接;所述第一電源模件2和第二電源模件3均用于為母板模件I提供工作電源;所述人機(jī)接口模件4用于人機(jī)界面的連接和控制，能在液晶界面上顯示當(dāng)前時間信息、衛(wèi)星信號狀態(tài)、衛(wèi)星位置、參數(shù)配置、裝置運(yùn)行工況等信息;所述時鐘源模件5用于接收衛(wèi)星時鐘信號和地面時鐘信號，驅(qū)動對時及電源總線接口 10，為對時信號輸出模件6提供時鐘信號;所述對時信號輸出模件6用于從時鐘源模件5獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出。
[0028]如圖2所示，所述時鐘源模件5包括時鐘同步及守時處理模塊51，均與時鐘同步及守時處理模塊51相連的衛(wèi)星時鐘信號處理模塊52、本地時鐘信號處理模塊53和高精度晶振模塊54;所述高精度晶振模塊54可采用高精度恒溫晶振。
[0029]所述衛(wèi)星時鐘信號處理模塊52通過天線50接收GPS衛(wèi)星時鐘信號和北斗衛(wèi)星時鐘信號，所述本地時鐘信號處理模塊53用于接收地面時鐘信號;所述時鐘同步及守時處理模塊51、衛(wèi)星時鐘信號處理模塊52和本地時鐘信號處理模塊53均包括FPGA芯片和解碼器。
[0030]所述光纖對時模件61用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為光信號后輸出，米用ST多模光纖接口，還包括輸出信號的B碼(IRIG-B)、秒脈沖(1PPS)、分脈沖(1PPM)、時脈沖(IPPH)的跳線選擇和信號的極性跳線選擇等硬件跳線。
[0031]所述串口對時模件62用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為RS232串口電平信號后輸出，采用DB9通用串行接口，還包括輸出信號的B碼(IRIG-B)、秒脈沖(1PPS)、分脈沖(1PPM)、時脈沖(1PPH)的跳線選擇和信號的極性跳線選擇等硬件跳線。
[0032]所述TTL對時模件63用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號進(jìn)行TTL電平隔離后輸出，同軸電纜BNC接口，還包括輸出信號的B碼(IRIG-B)、秒脈沖(IPPS)、分脈沖(1PPM)、時脈沖(IPPH)的跳線選擇和信號的極性跳線選擇等硬件跳線。
[0033]所述光耦對時模件64用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為無源光耦信號后輸出，采用22針鳳凰端子，還包括輸出信號的B碼(IRIG-B)、秒脈沖(1PPS)、分脈沖(1PPM)、時脈沖(IPPH)的跳線選擇和信號的極性跳線選擇等硬件跳線;可以適應(yīng)外部電源為5?380V的各種應(yīng)用場合。
[0034]所述RS485對時模件65用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為RS485差分信號后輸出，也采用22針鳳凰端子，還包括輸出信號的B碼(IRIG-B)、秒脈沖(1PPS)、分脈沖(1PPM)、時脈沖(IPPH)的跳線選擇和信號的極性跳線選擇等硬件跳線。
[0035]本實(shí)用新型提供的時鐘同步裝置，采用雙電源供電，使得任一電源損壞都不影響裝置的正常工作，可以極大地提高裝置可靠性;采用GPS衛(wèi)星和北斗衛(wèi)星的雙時鐘源進(jìn)行授時，使得任一時鐘源異常均不影響裝置時鐘同步信號;采用高精度恒溫晶振進(jìn)行守時，當(dāng)發(fā)生衛(wèi)星時鐘信號失效情況時，依然能在指定時間范圍內(nèi)輸出高精度同步時鐘信號。
[0036]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對本實(shí)用新型作任何形式上的限制，雖然本實(shí)用新型已以較佳實(shí)施例揭露如上，然而并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案范圍內(nèi)，當(dāng)可利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容做出些許更動或修飾為等同變化的等效實(shí)施例，但凡是未脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的內(nèi)容，依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對以上實(shí)施例所作的任何的簡單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種時鐘同步裝置，其特征在于:包括設(shè)置有對時及電源總線接口的母板模件，通過對時及電源總線接口均與母板模件相連的第一電源模件、第二電源模件、人機(jī)接口模件、時鐘源模件和對時信號輸出模件;所述人機(jī)接口模件通過通信總線與時鐘源模件相連； 所述母板模件用于為第一電源模件、第二電源模件、人機(jī)接口模件、時鐘源模件和對時信號輸出模件提供電氣連接； 所述第一電源模件和第二電源模件均用于為母板模件提供工作電源； 所述人機(jī)接口模件用于人機(jī)界面的連接和控制； 所述時鐘源模件用于接收衛(wèi)星時鐘信號和地面時鐘信號，驅(qū)動對時及電源總線接口，為對時信號輸出模件提供時鐘信號； 所述對時信號輸出模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號經(jīng)轉(zhuǎn)換后輸出。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述時鐘源模件包括時鐘同步及守時處理模塊，均與時鐘同步及守時處理模塊相連的衛(wèi)星時鐘信號處理模塊、本地時鐘信號處理模塊和高精度晶振模塊； 所述衛(wèi)星時鐘信號處理模塊通過天線接收GPS衛(wèi)星時鐘信號和北斗衛(wèi)星時鐘信號，所述本地時鐘信號處理模塊用于接收地面時鐘信號;所述時鐘同步及守時處理模塊、衛(wèi)星時鐘信號處理模塊和本地時鐘信號處理模塊均包括FPGA芯片和解碼器。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述高精度晶振模塊采用高精度恒溫晶振。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述對時信號輸出模件包括光纖對時模件、串口對時模件、TTL對時模件、光耦對時模件和RS485對時模件； 所述光纖對時模件、串口對時模件、TTL對時模件、光耦對時模件和RS485對時模件均包括硬件跳線，所述硬件跳線包括輸出信號的B碼、秒脈沖、分脈沖、時脈沖的跳線選擇和信號的極性跳線選擇； 所述光纖對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為光信號后輸出；所述串口對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為RS232串口電平信號后輸出；所述TTL對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號進(jìn)行TTL電平隔離后輸出；所述光耦對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為無源光耦信號后輸出；所述RS485對時模件用于從時鐘源模件獲得當(dāng)前時鐘信號，并將時鐘信號從TTL電信號轉(zhuǎn)換為RS485差分信號后輸出。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述光纖對時模件采用ST多模光纖接口。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述串口對時模件采用DB9通用串行接口。7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述TTL對時模件采用同軸電纜BNC接口。8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述光耦對時模件和RS485對時模件均采用22針鳳凰端子。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述通信總線為串行通信總線。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時鐘同步裝置，其特征在于:所述母板模件還設(shè)置有金手指連接方式的標(biāo)準(zhǔn)物理接口。
【文檔編號】H04J3/06GK205566326SQ201620334810
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月20日
【發(fā)明人】溫富光, 趙博文
【申請人】南京國電南自電網(wǎng)自動化有限公司