CN101860348B - 一种同步守时的自跟踪自补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明是一种同步守时的自跟踪自补偿方法，其特征在于包括如下步骤：1)基准时钟数据采集模块接收外部信号，并对接收的到信号进行数字化处理，同时对外部输入的同步信号进行超前容错判断；2)如果上述判断为正确，则基准时钟采集模块产生相应的内部脉冲，同时对各个温度下的晶振信号进行采集和保存；3)根据采集的当前值和采样间隔进行等间隔信号分解，用当前值除以单位时间内的采样点数，再把余数等分到采样间隔内，作为同步采样脉冲；4)步骤3)完成后，外部基准时间输入无效时，根据温度信息把保存基准信息提取。
Description
技术领域
本发明涉及一种同步守时的自跟踪自补偿方法。
背景技术
在需要守时的设备中，例如智能电网的MU(合并单元)或I ED设备(测控保护装置)，在我们现在的对时方案设计中，要求装置或外部设备接受同步时钟校时(如北斗信号或GPS秒脉冲输入信号)，并根据输入的同步脉冲，按要求的采样点数进行均分，发出同步采样脉冲，目的是保证装置之间(或设备之间)的对时和守时精度。实现装置之间的采样脉冲同步误差应不大于1us。在输入的同步脉冲消失后，I ED或MU应能保持较高的守时精度。
而在目前大多数设计中，由于同步脉冲无法被采样点数整除，造成很大的积累误差，无法保证精度要求，而且在同步脉冲消失后，由于晶振的离散性和温度变化等原因，无法保持较高的守时精度。因此，对同步守时的自跟踪自补偿具有很高的应用价值。
发明内容
考虑到上述的问题，本发明提供了一种新的同步守时的自跟踪自补偿方法。
一种同步守时的自跟踪自补偿方法，包括自跟踪步骤和自补偿步骤，具体来说：
1)当有外部信号(外部信号一般为GPS或IRIG-B)时，基准时钟数据采集模块接收外部信号，并对接收的到信号进行数字化处理，同时对外部输入的同步信号进行超前容错判断；
2)如果上述判断为正确，则基准时钟数据采集模块产生相应的内部脉冲，同时对各个温度下的晶振信号进行采集和保存；
3)根据采集的当前值和采样间隔进行等间隔信号分解，用当前值除以单位时间内的采样点数，再把余数等分到采样间隔内，作为同步采样脉冲；即实现了自跟踪。
4)步骤3)完成后，外部基准时间输入无效(即没有外部信号GPS或IR I G-B)时，根据温度信息把保存基准信息提取，具体来说：
根据温度变化趋势拟合一个数据作为当前值，如当前温度为25度，我们提取25度对应的当前值，可能存储的数据里面有24.8度和25.6度的值，我们可以根据晶振的变化趋势和温度值捏合一个当前值；同时根据当前值和采样间隔进行等间隔信号分解，用当前值除以单位时间的采样点数，再把余数等分到采样间隔内，作为整个系统同步采样脉冲，即实现了自补偿。
优选的，所述步骤1)中对接收到的信号进行数字化处理，同时对外部输入的同步信号进行超前容错判断是这样的：首先对外部输入信号的下降沿进行采集，记录下降沿变化的绝对时标；其次当有两个沿时，判断两个沿之间的时间间隔是否是一个单位时间；如果是一个单位时间，依据第二个沿通过硬件产生一个第三个沿，防止外部第三个沿可能有问题，也就是对外部输入的同步信号进行超前容错判断。
进一步的，所述步骤2)具体为：第一个沿记录一个时刻，第N个沿再记录一个时刻；数学表达式是((N时刻的时标)-(1时刻的时标))÷N，依据N个单位时间，采集两个沿之间的时间间隔。
进一步的，步骤4)中还包括模糊补偿的步骤，即根据当前的温度点，在数据库里提取相应的频率数，根据实时采集的温度变化趋势修正频率数。
本发明提供的同步守时的自跟踪自补偿方法具有如下优点：
1.利用普通晶振实现高精度守时，体积小、成本低，有利于大规模应用。
2.具有超前预测能力，使整个系统具有非常强的抗干扰能力，大大提高了系统的抗电磁兼容的能力。
3.具有温度采集功能，当同步脉冲消失后，我们通过温度捏合的曲线进行系统的自动补偿功能。处理的过程，首先要保证源头数据的正确性，我们采用超前判断技术，提高了输入信号的抗电磁兼容能力。保证了数据正确性，通过窗口技术对晶振进行补偿，根据温度特性进行曲线捏合。
具体实施方式
一种同步守时的自跟踪自补偿方法，包括自跟踪步骤和自补偿步骤。
当有外部信号时，例如GPS或IRIG-B，基准时钟数据采集模块接收外部信号，并对接收的到信号进行数字化处理，同时对外部输入的同步信号进行超前容错判断；具体来说，首先对外部输入信号的下降沿进行采集，记录下降沿变化的绝对时标；其次当有两个沿时，判断两个沿之间的时间间隔是否是一个单位时间；如果是一个单位时间，依据第二个沿通过硬件产生第三个沿，防止外部第三个沿可能有问题，也就是对外部输入的同步信号进行超前容错判断。
如果上述判断为正确，则基准时钟数据采集模块产生相应的内部脉冲，同时对各个温度下的晶振信号进行采集和保存；具体为：第一个沿记录一个时刻，第N个沿再记录一个时刻；数学表达式是((N时刻的时标)-(1时刻的时标))÷N，依据N个单位时间，采集两个沿之间的时间间隔。
根据采集的当前值和采样间隔进行等间隔信号分解，用当前值除以单位时间内的采样点数，再把余数等分到采样间隔内，作为同步采样脉冲；即实现了自跟踪。
当上述步骤完成后，外部基准时间输入无效(即没有外部信号GPS或IRIG-B)时，根据温度信息把保存基准信息提取，具体来说：
根据温度变化趋势拟合一个数据作为当前值，如当前温度为25度，我们提取25度对应的当前值，可能存储的数据里面有24.8度和25.6度的值，我们可以根据晶振的变化趋势和温度值捏合一个当前值；同时根据当前值和采样间隔进行等间隔信号分解，用当前值除以单位时间的采样点数，再把余数等分到采样间隔内，作为整个系统同步采样脉冲，即实现了自补偿，最终达到了同步守时的自跟踪自补偿的目的。
Claims (4)
1.一种同步守时的自跟踪自补偿方法，其特征在于包括如下步骤：
1)基准时钟数据采集模块接收外部输入的同步信号，并对接收的到信号进行数字化处理，同时对外部输入的同步信号进行超前容错判断；
2)如果上述判断为正确，则基准时钟采集模块产生相应的内部脉冲，同时对各个温度下的晶振信号进行采集和保存；
3)根据采集的晶振信号的频率信息和采样间隔进行等间隔信号分解，用晶振信号的频率信息除以单位时间内的采样点数，再把余数等分到采样间隔内，作为同步采样脉冲；
4)步骤3)完成后，外部输入的同步信号输入无效时，根据温度信息把保存基准信息提取，具体来说：
根据温度变化趋势拟合一个数据作为晶振信号的频率信息，同时根据晶振信号的频率信息和采样间隔进行等间隔信号分解，用晶振信号的频率信息除以单位时间的采样点数，再把余数等分到采样间隔内，作为整个系统同步采样脉冲。
2.根据权利要求1所述的同步守时的自跟踪自补偿方法，其特征在于：所述步骤1)中对接收到的信号进行数字化处理，同时对外部输入的同步信号进行超前容错判断是这样的：首先对外部输入信号的下降沿进行采集，记录下降沿变化的绝对时标；其次当有两个下降沿时，判断两个下降沿之间的时间间隔是否是一个单位时间；如果是一个单位时间，依据第二个下降沿通过硬件产生一个第三个下降沿，防止外部第三个下降沿可能有问题，也就是对外部输入的同步信号进行超前容错判断。
3.根据权利要求1所述的同步守时的自跟踪自补偿方法，其特征在于：所述步骤2)具体为：各个温度下的晶振信号的第一个沿记录一个时刻，第N个沿再记录一个时刻；数学表达式是((N时刻的时标)-(1时刻的时标))÷N，依据N个单位时间，采集两个沿之间的时间间隔。
4.根据权利要求1所述的同步守时的自跟踪自补偿方法，其特征在于：步骤4)中还包括模糊补偿的步骤，即根据当前的温度点，在数据库里提取相应的频率数，根据实时采集的温度变化趋势修正频率数。
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