專利名稱:一種高精度守時(shí)時(shí)間裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及電網(wǎng)設(shè)備中的時(shí)間同步技術(shù)領(lǐng)域：
，特別是一種基于全球定位系統(tǒng)的高精度守時(shí)時(shí)間裝置。
背景技術(shù)：
在全球定位系統(tǒng)同步授時(shí)功能的實(shí)際應(yīng)用中，衛(wèi)星的調(diào)整，天線受到干擾或者GPS接收機(jī)的故障等，都會造成衛(wèi)星失星的現(xiàn)象，從而導(dǎo)致GPS接收機(jī)在短時(shí)間內(nèi)失步，如果此時(shí)電網(wǎng)發(fā)生故障，不利于高效的發(fā)現(xiàn)問題和明確故障所在，為保證電網(wǎng)中相量測量單元，保護(hù)單元等設(shè)備的統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性，必須建立高精度，高穩(wěn)定性的授時(shí)系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的是提供一種高精度守時(shí)時(shí)間裝置，其能夠在GPS時(shí)鐘源失步的情況下也能實(shí)現(xiàn)高精度授時(shí)，為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供時(shí)間同步基礎(chǔ)。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采取的技術(shù)方案為:一種高精度守時(shí)時(shí)間裝置，由處理器、GPS接收機(jī)、晶振、秒脈沖生成模塊和測量時(shí)間差模塊組成；
GPS接收機(jī)接收GPS時(shí)鐘秒脈沖信號，并發(fā)送至處理器以及測量時(shí)間差模塊；同時(shí)GPS接收機(jī)根據(jù)接收到的信號判斷GPS是否失步；并將判斷結(jié)果發(fā)送至處理器；
處理器控制晶振的振蕩頻率；晶振輸出晶振脈沖信號至處理器以及秒脈沖生成模塊；
處理器根據(jù)接收到的GPS失步判斷結(jié)果，控制秒脈沖生成模塊對接收到的晶振脈沖信號進(jìn)行處理，并將處理后的結(jié)果輸出至測量時(shí)間差模塊；
測量時(shí)間差模塊對接收到的GPS時(shí)鐘秒脈沖信號與處理后的晶振秒脈沖信號進(jìn)行對比，并將對比結(jié)果輸出至處理器；
處理器還對接收到的GPS時(shí)鐘秒脈沖信號、晶振脈沖信號以及測量時(shí)間差模塊輸出的對比結(jié)果進(jìn)行處理，然后輸出守時(shí)時(shí)間信號。
上述秒脈沖生成模塊可在處理器的控制下記錄晶振脈沖信號或生成晶振秒脈沖信號。秒脈沖生成模塊與測量時(shí)間差模塊皆可利用現(xiàn)有電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
在應(yīng)用時(shí)，處理器通過調(diào)節(jié)向晶振輸出的電壓值來控制晶振的振蕩頻率，使晶振輸出穩(wěn)定；GPS接收機(jī)接收GPS時(shí)鐘信號并進(jìn)行判斷是否失步，如GPS正常沒有失步，則測量時(shí)間差模塊可將GPS時(shí)鐘脈沖信號與晶振秒脈沖信號進(jìn)行對比，并輸出對比結(jié)果；處理器根據(jù)獲取的測量時(shí)間差模塊輸出的對比結(jié)果，輸出調(diào)整后的時(shí)鐘秒脈沖；如GPS失步，則處理器直接利用晶振產(chǎn)生的脈沖信號產(chǎn)生秒脈沖信號，輸出守時(shí)狀態(tài)下的秒脈沖。
進(jìn)一步的，本實(shí)用新型中的GPS接收機(jī)采用現(xiàn)有GPS接收機(jī)，一種具體實(shí)施例為Motorola公司的M12 ONCORE GPS接收器，其能夠同時(shí)跟蹤12顆衛(wèi)星，對時(shí)精度高，在收星有效情況下精度誤差小于500ns，可保證本實(shí)用新型裝置的對時(shí)精確度。GPS接收機(jī)中含有GPS時(shí)標(biāo)接收和發(fā)送模塊，其主要功能是完成GPS時(shí)標(biāo)信息的串口接收和發(fā)送；如果GPS時(shí)標(biāo)信息中接收到的衛(wèi)星個(gè)數(shù)大于等于3，則表明GPS未失步，GPS時(shí)標(biāo)接收和發(fā)送模塊直接轉(zhuǎn)發(fā)接收到的GPS時(shí)標(biāo)報(bào)文，同時(shí)將未失步標(biāo)志發(fā)送至處理器，以控制秒脈沖生成模塊對晶振脈沖信號的處理；如果衛(wèi)星個(gè)數(shù)小于3則標(biāo)識為失步。
更進(jìn)一步的，本實(shí)用新型所述晶振采用恒溫晶振，具體可選用晶科的高精度恒溫晶振，其頻率為10MHZ，穩(wěn)定度達(dá)到1X10-9S，精確度為2X10-9S。處理器記錄接收到的晶振脈沖信號，并通過調(diào)整晶振的輸入電壓值控制晶振的振蕩頻率，從而穩(wěn)定晶振的輸出信號。
本實(shí)用新型所述處理器可采用FPGA，其可結(jié)合現(xiàn)有軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)對秒脈沖生成模塊、晶振的控制，以及其它信號處理功能。
本實(shí)用新型的有益效果為，在GPS時(shí)鐘正常時(shí)，處理器能夠利用GPS時(shí)鐘秒脈沖信號配合恒溫晶振實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)精確守時(shí)；在6 5失步時(shí)，處理器利用晶振產(chǎn)生的晶振秒脈沖依舊可實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)守時(shí)，可為電網(wǎng)的安全運(yùn)行提供時(shí)間同步基礎(chǔ)。


圖1所示為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
為使本實(shí)用新型的內(nèi)容更加明顯易懂，以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式
做進(jìn)一步描述。
如圖1所示的一種具體實(shí)施例，本實(shí)用新型由處理器、GPS接收機(jī)、晶振、秒脈沖生成模塊和測量時(shí)間差模塊組成；GPS接收機(jī)接收GPS時(shí)鐘秒脈沖信號，并發(fā)送至處理器以及測量時(shí)間差模塊；同時(shí)GPS接收機(jī)根據(jù)接收到的信號判斷GPS是否失步；并將判斷結(jié)果發(fā)送至處理器；處理器控制晶振的振蕩頻率；晶振輸出晶振脈沖信號至處理器以及秒脈沖生成模塊；處理器根據(jù)接收到的GPS失步 判斷結(jié)果，控制秒脈沖生成模塊對接收到的晶振脈沖信號進(jìn)行處理，并將處理后的結(jié)果輸出至測量時(shí)間差模塊；測量時(shí)間差模塊對接收到的GPS時(shí)鐘秒脈沖信號與處理后的晶振秒脈沖信號進(jìn)行對比，并將對比結(jié)果輸出至處理器；處理器還對接收到的GPS時(shí)鐘秒脈沖信號、晶振脈沖信號以及測量時(shí)間差模塊輸出的對比結(jié)果進(jìn)行處理，然后輸出守時(shí)時(shí)間信號。
上述實(shí)施例中，處理器可采用FPGA ；GPS接收機(jī)采用現(xiàn)有的Motorola公司的M12ONCORE GPS接收器，其能夠同時(shí)跟蹤12顆衛(wèi)星，對時(shí)精度高，在收星有效情況下精度誤差小于500ns ;晶振米用恒溫晶振，具體可選用晶科的聞精度恒溫晶振，其頻率為10MHZ,穩(wěn)定度達(dá)到1X10-9S，精確度為2X10-9S ;可提高系統(tǒng)的守時(shí)精確度。
現(xiàn)有的GPS接收機(jī)中含有GPS時(shí)標(biāo)接收和發(fā)送模塊，其主要功能是完成GPS時(shí)標(biāo)信息的串口接收和發(fā)送；如果GPS時(shí)標(biāo)信息中接收到的衛(wèi)星個(gè)數(shù)大于等于3，則表明GPS未失步，GPS時(shí)標(biāo)接收和發(fā)送模塊直接轉(zhuǎn)發(fā)接收到的GPS時(shí)標(biāo)報(bào)文，同時(shí)將未失步標(biāo)志發(fā)送至處理器，以控制秒脈沖生成模塊對晶振脈沖信號的處理；如果衛(wèi)星個(gè)數(shù)小于3則標(biāo)識為失
止/J/ O
秒脈沖生成模塊可在處理器的控制下記錄晶振脈沖信號或生成晶振秒脈沖信號。秒脈沖生成模塊與測量時(shí)間差模塊皆可利用現(xiàn)有電路技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
在應(yīng)用時(shí)，處理器記錄接收到的晶振脈沖信號，并通過調(diào)整晶振的輸入電壓值控制晶振的振蕩頻率，從而穩(wěn)定晶振的輸出信號；GPS接收機(jī)接收GPS時(shí)鐘信號并進(jìn)行判斷是否失步，如GPS正常沒有失步，則測量時(shí)間差模塊可將GPS時(shí)鐘脈沖信號與晶振秒脈沖信號進(jìn)行對比，并輸出對比結(jié)果；處理器根據(jù)獲取的測量時(shí)間差模塊輸出的對比結(jié)果，進(jìn)行處理后輸出調(diào)整后的時(shí)鐘秒脈沖；如GPS失步，則處理器直接利用晶振產(chǎn)生的脈沖信號產(chǎn)生秒脈沖信號，輸出守時(shí)狀態(tài)下的秒脈沖。FPGA處理器對秒脈沖生成模塊、晶振的控制，以及相關(guān)信號處理功能，皆可結(jié)合現(xiàn)有軟件技術(shù)實(shí)現(xiàn)。
本實(shí)用新型中所述具體實(shí)施案例僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施案例而已，并非用來限定本實(shí)用新型的實(shí)施范圍。即凡依本實(shí)用新型申請專利范圍的內(nèi)容所作的等效變化與修飾，都應(yīng)作為本實(shí)用新型的技術(shù)范疇。
權(quán)利要求
1.一種高精度守時(shí)時(shí)間裝置，其特征是，由處理器、GPS接收機(jī)、晶振、秒脈沖生成模塊和測量時(shí)間差模塊組成； GPS接收機(jī)接收GPS時(shí)鐘秒脈沖信號，并發(fā)送至處理器以及測量時(shí)間差模塊；同時(shí)GPS接收機(jī)根據(jù)接收到的信號判斷GPS是否失步；并將判斷結(jié)果發(fā)送至處理器； 處理器控制晶振的振蕩頻率；晶振輸出晶振脈沖信號至處理器以及秒脈沖生成模塊；處理器根據(jù)接收到的GPS失步判斷結(jié)果，控制秒脈沖生成模塊對接收到的晶振脈沖信號進(jìn)行處理，并將處理后的結(jié)果輸出至測量時(shí)間差模塊； 測量時(shí)間差模塊對接收到的GPS時(shí)鐘秒脈沖信號與處理后的晶振秒脈沖信號進(jìn)行對t匕，并將對比結(jié)果輸出至處理器； 處理器還對接收到的GPS時(shí)鐘秒脈沖信號、晶振脈沖信號以及測量時(shí)間差模塊輸出的對比結(jié)果進(jìn)行處理，然后輸出守時(shí)時(shí)間信號。
2.根據(jù)權(quán)利要求
1所述的高精度守時(shí)時(shí)間裝置，其特征是，所述晶振采用IOMHZ恒溫晶振。
3.根據(jù)權(quán)利要求
1·所述的高精度守時(shí)時(shí)間裝置，其特征是，所述處理器釆用FPGA。
專利摘要
本實(shí)用新型公開一種高精度守時(shí)時(shí)間裝置，其由處理器、GPS接收機(jī)、晶振、秒脈沖生成模塊和測量時(shí)間差模塊組成；GPS接收機(jī)接收GPS時(shí)鐘秒脈沖信號，并發(fā)送至處理器以及測量時(shí)間差模塊；同時(shí)GPS接收機(jī)判斷GPS是否失步并將判斷結(jié)果發(fā)送至處理器；晶振輸出晶振脈沖信號至處理器以及秒脈沖生成模塊；處理器根據(jù)GPS失步判斷結(jié)果控制秒脈沖生成模塊對晶振脈沖信號進(jìn)行處理，并輸出處理結(jié)果至測量時(shí)間差模塊；測量時(shí)間差模塊對GPS時(shí)鐘秒脈沖信號與處理后的晶振秒脈沖信號進(jìn)行對比，并輸出對比結(jié)果至處理器；處理器還對接收到時(shí)鐘脈沖信號進(jìn)行處理，然后輸出守時(shí)時(shí)間信號。本實(shí)用新型能夠在GPS失步的情況下也能實(shí)現(xiàn)高精度授時(shí)。
文檔編號G04R20/04GKCN203164620SQ201320089481
公開日2013年8月28日 申請日期2013年2月27日
發(fā)明者趙峰, 吳俊華 申請人:南京訊匯科技發(fā)展有限公司導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan