CN102236917A

CN102236917A - 用于对体育竞赛进行计时的具有两种计时装置的系统

Info

Publication number: CN102236917A
Application number: CN2011101049204A
Authority: CN
Inventors: F.布隆多
Original assignee: Swiss Timing Ltd
Current assignee: Swiss Timing Ltd
Priority date: 2010-04-27
Filing date: 2011-04-26
Publication date: 2011-11-09
Anticipated expiration: 2031-04-26
Also published as: ES2425889T3; CA2734990A1; JP2011232338A; JP5323120B2; HK1163902A1; AU2011201403B2; CN102236917B; CA2734990C; US20110261657A1; US8559276B2; AU2011201403A1; EP2383620B1; EP2383620A1

Abstract

一种用于对体育竞赛进行计时的具有两种计时装置的系统，其包括具有第一时基的主计时装置和具有第二时基（5）的次计时装置。两种计时装置能在所述计时系统被使能时并行地操作。两种计时装置被布置使得所述第二时基（5）利用由所述第一时基产生的参考定时信号（CLKref）进行同步。所述第二时基（5）包括锁相环（10，11，12，13，14，17），用于根据参考定时信号（CLKref）的频率来适配第二定时信号（CLK_T2）的频率。

Description

用于对体育竞赛进行计时的具有两种计时装置的系统

技术领域

本发明涉及用于计时体育竞赛的系统，其包括主计时装置和次计时装置。所述两种计时装置能在一旦为体育比赛给出启动脉冲时就并行操作。因此在所述计时装置中的一个出现任何问题的情况下，两种装置能提供比赛时间。

背景技术

采用分别具有自己的初始校准时基的至少两种计时装置，对于计时重要的体育竞赛已变得必不可少，譬如滑雪比赛。两种计时装置彼此独立地操作，但接收由相同的启动闸门提供的相同比赛启动脉冲。一旦参赛者穿过终点线，所述计时装置还接收相同的用于计时比赛的停止脉冲。两种计时装置的比赛时间可以按每个参赛者知道的方式被存储。另外，可以在观众能看到的显示屏上显示一个或多个比赛的时间，尤其是主装置的时间。

对于两种计时装置，对于每个时基只初始进行一次校准，例如在计时系统被用于适当管理体育竞赛之前在工厂内进行。可以被布置在同一计时系统设备内的两种计时装置的操作保证了在所述装置之一故障的情况下计时的连续性。但在整个体育竞赛过程中，两种装置的时基可能有微小变化。这可能导致被四舍五入到百分之一或千分之一秒的两种不同的时间测量。因此这是这种类型的需要保证高度计时精确性的计时系统的缺点。

欧洲专利号1139299A1可以被引用，其公开了一种无线电发射计时系统。该系统包括多个外围单元，每个外围单元设有时基和无线电信号发射装置。所述外围单元被布置在体育竞赛的过程或路径上的不同地方，以便为每个参赛者记下起始时间、中间时间和结束时间。如果所述单元相互远程地被布置，那么在所述单元之间的时间偏差是不可避免的。每个单元的时基必须通过无线电或GPS信号而彼此同步。这要求一种大规模的基础设施以便保证每个单元的适当同步来测量体育竞赛的不同时间，这形成一种缺点。

发明内容

因此本发明的目的在于通过提供一种具有至少两种计时装置的计时系统来克服现有技术的缺点，其中所述计时装置在整个体育竞赛过程中用高度的精确性来保持两种时基的相同定时。

因此本发明涉及上述用于体育竞赛的计时系统，其包括独立权利要求1中限定的特征。

所述计时系统的具体实施例在从属权利要求2－7中给出。

所述计时系统的一个优点在于两种时基彼此同步。优选地，第二时基利用第一时基进行同步。这意味着在两种计时装置正适当操作的情况下，两种时基的定时或时钟信号的频率可以在整个操作时段内精确地匹配。从而自动地控制时基的相干性。

附图说明

基于附图所示的至少一个非限制性的实施例，用于体育竞赛的所述计时系统的目的、优点和特征在下面的说明中将变得更加清楚，其中：

图1简要示出根据本发明的计时系统的两种计时装置，以及

图2示出根据本发明的计时系统的次计时装置的第二时基的各种元件的简化视图。

具体实施方式

在下面的说明中，仅以简化的方式来描述所述用于体育竞赛的计时系统的对于本技术领域的技术人员熟知的所有元件。尽管多个其它计时装置也可以并行连接，但主要参考计时系统的两个计时装置。

图1简要示出了计时系统1，其打算被用于诸如滑雪比赛的体育竞赛。除了其它公知的组件外，计时系统1还包括主计时装置2和次计时装置3。主计时装置2包括第一时基4，而次计时装置3包括第二时基5。每个时基4和5设有石英振荡单元，其例如被校准在10MHz的数量级的频率。根据本发明，第二时基5和第一时基4通过由第一时基4提供的参考定时信号CLKref进行同步。该参考定时信号CLKref可以用10MHz数量级的频率进行限定，并通常等同于由主计时装置2提供的第一定时或时钟信号CLK_T1。次计时装置3提供第二定时或时钟信号CLK_T2，其必须等于第一定时或时钟信号。

以纯举例的方式，一旦被校准，两个时基4和5之间的频率偏移或偏差就可能小于0.2ppm,而且优选小于0.1ppm。具有两个时基4和5的两个计时装置2和3在启动体育竞赛之前被加电，以便保证各个电子组件的良好稳定性。

应注意，两个计时装置2和3可以被安装在计时系统1的相同电子设备（未示出）中，而不是在两个分开的设备中。该设备通常以公知的方式具有不同的出口用于连接到其它电子设备或其它计时装置，且具有一组按钮用于激活设备的某些特定功能。计时装置2和3中的一个也可以特别在其中一个装置故障时通过按压所述装置的至少一个相应的按钮来选择。也可以譬如就哪个计时装置必须给显示屏提供比赛时间来进行选择。

具有两个操作计时装置2和3的设备可以具有到启动闸门的电缆或无线连接。一旦启动闸门打开，比赛启动脉冲lmp就被传送到两个计时装置来启动比赛时间测量。当参赛者穿过终点线时，用于比赛时间测量的停止脉冲（未示出）也被提供到两个计时装置2和3。多个比赛时间可以被存储在每个计时装置中或与所述两个装置相连的设备的存储单元中。

图2示出了计时装置的第二时基5的各种元件的简化视图。第二时基5通过由第一时基提供的参考定时信号CLKref被同步，使得由第二时基提供的第二定时信号CLK_T2具有与主计时装置的第一定时信号等同的频率。

因此第二时基5包括一个通常被称为PLL的锁相环，用于第二时基5与第一时基的同步。通常，每个时基主要包括一个参考电压发生器Vref 10，其把参考电压Vref提供给压控振荡器VCO 12的输入端。基于该参考电压Vref，压控振荡器12因此可以产生频率接近于10MHz的定时信号。所述参考电压被非常好地控制以便保证每个定时信号的良好频率精确性。

第二时基5的锁相环包括一个相位和频率检测器13，用于把参考定时信号CLKref与压控振荡器12产生的第二定时信号CLK_T2进行比较。在检测器中的该比较的结果被提供给优选为传统低通滤波器14的过滤元件。但也可以设想该过滤元件是一种简单的积分器。在参考定时信号CLKref和第二定时信号CLK_T2之间的初始观测偏差通过在低通滤波器输出端14提供的适配电压进行校正。如果两个定时信号在启动时具有相同的频率，则通常该适配电压理论上等于0V。

在低通滤波器14的输出端上的适配电压必须被提供给压控振荡器12以便按照所希望的那样适配第二定时信号CLK_T2的频率。为了达到这一点，该适配电压通过常规加法器11被加到参考电压Vref上。该适配电压通过开关17被提供到加法器11，该开关在该控制阶段被切换成将低通滤波器14连接到加法器11。只要适配电压低于预定阈值，锁相环便通过开关17被切换成将低通滤波器14的输出端连接到加法器11而处于闭合状态。

第二时基5还包括被连接到低通滤波器14的输出端上的电压比较器15，以便将适配电压与允许的电压阈值进行比较。如果该适配电压高于所允许的预定电压阈值，那么将控制信号提供给RS触发器16，以便触发器断开开关17。控制信号优选被施加到RS触发器16的复位输入端R。由于控制信号从“0”态变化到“1”态，当适配电压高于所允许的阈值时，控制信号便把用于控制开关17的触发器输出端Q置为0。将输入端Q置为0导致开关17断开。当RS触发器16的输入端S被置为1时，开关17通过从“0”态变化到“1”态而变为闭合。当计时装置被加电时，命令Lo被初始施加到触发器16的输入端S，这有按希望闭合锁相环的效果。

如上所示，当开关17通过来自触发器16的处于“0”态的输出端Q的信号被断开时，这导致锁相环断开。在该情形下，电压x被加到参考电压Vref上以便适配由压控振荡器12产生的第二定时信号的频率。通常，该电压x具有值0V，其对应于压控振荡器12的初始校准状态。但当锁相环处于闭合状态时，可以想见电压x被限定在所允许的适配电压值。所允许的适配电压值对应于参考定时信号CLKref的频率和第二定时信号的初始频率之间的允许的频率偏差。该频率偏差可以被限定为小于0.2ppm，优选小于0.1ppm。

在体育竞赛期间，可能出现主计时装置的第一时基发生可能导致不正确比赛时间测量的问题。在该情况下，参考定时信号CLKref的频率偏离与由压控振荡器12产生的第二定时信号CLK_T2的初始频率相对应的初始参考频率。在低通滤波器14的输出端上的适配电压因此超过比较器15的电压阈值。从而第二定时信号的初始频率纯粹是基于被施加给压控振荡器12的输入端的参考电压Vref。在主计时装置出现问题时，次计时装置将其自己与该主装置分离开来，以便用于接下来的所有比赛时间测量。

由于第二时基5，由此可以控制主计时装置的适当操作。还通过第一时基象预期的那样执行与第二时基5的良好同步。但也可能在次计时装置中发生问题，使得有必要让主计时装置来管理定时。

根据已被给出的说明，本领域技术人员可以想出用于体育竞赛的所述计时系统的多种变型，而不脱离权利要求书所限定的发明范围。

Claims

1. 一种用于对体育竞赛进行计时的系统（1），其包括具有第一时基（4）的主计时装置（2）和具有第二时基（5）的次计时装置（3），其中两种计时装置能在所述计时系统被使能时并行地操作，两种计时装置（2，3）被布置使得所述两种时基（4，5）在正常操作模式下彼此同步，其特征在于所述第二时基（5）利用所述第一时基（4）进行同步。

2. 根据权利要求1的计时系统（1），其特征在于，所述第二时基（5）包括锁相环，其中由所述第一时基（4）提供的参考定时信号（CLKref）与由石英振荡器（12）产生的第二定时信号（CLK_T2）进行比较，以便适配所述第二定时信号（CLK_T2）的频率。

3. 根据权利要求2的计时系统（1），其特征在于，所述石英振荡器（12）是压控振荡器，其由参考电压发生器（10）提供的参考电压（Vref）进行初始控制。

4. 根据权利要求2和3任一项的计时系统（1），其特征在于，所述锁相环包括用于把所述参考定时信号（CLKref）的频率与所述第二定时信号（CLK_T2）的频率进行比较的相位和频率检测器（13）、被连接到所述相位和频率检测器（13）的输出端上以便在输出端上提供适配电压的诸如低通滤波器（14）的过滤元件、用于通过在闭合状态的开关（17）接收所述适配电压的加法器（11），所述适配电压被加到所述参考电压（Vref）上，所述加法器将控制电压提供给所述压控振荡器，所述压控振荡器以适配频率产生所述第二定时信号（CLK_T2）。

5. 根据权利要求4的计时系统（1），其特征在于，所述第二时基（5）包括与所述低通滤波器（14）的输出端相连接的用于将所述适配电压与所允许的电压阈值进行比较的电压比较器（15）、由所述电压比较器产生的控制信号进行控制的RS触发器（16），其中所述触发器（16）的输出端（Q）被提供用于在所述适配电压高于所述比较器（15）的电压阈值时断开所述开关（17）。

6. 根据权利要求4的计时系统（1），其特征在于，所述开关（17）包括两个输入端和一个输出端，其中第一输入端接收来自所述低通滤波器的适配电压，而第二输入端接收确定的连续电压（x），在所述开关（17）的闭合状态时，所述适配电压在闭合的锁相环中被加到所述参考电压（Vref）上，而在所述开关（17）的断开状态，所述确定的连续电压（x）在所述锁相环处于断开状态时被加到所述参考电压（Vref）上。

7. 根据前述权利要求5的计时系统（1），其特征在于，所述RS触发器（16）的复位输入端由所述比较器（5）产生的控制信号进行控制，而且通过用于闭合锁相环的另一控制信号（Lo）控制所述RS触发器（16）的被置为1的输入端。