CN110095973A - 基于多信号通用接口的时间同步测试仪 - Google Patents

基于多信号通用接口的时间同步测试仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于多信号通用接口的时间同步测试仪，包括：根据卫星时间信号修正频标信号、并利用卫星时间信号产生的时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的标准时间信号产生单元；获取外部待测试信号、并将外部待测试信号按网络类型和串行类型分开解析出网络时间信号和串行时间信号的SFP多信号通用接口单元；获取时间基准保持单元的标准1PPS脉冲与串行时间信号、获取时间基准保持单元的标准时间报文与网络时间信号进行比对分析、从而测量出串行时间信号、网络时间信号的时间信号准确度的控制处理单元；SFP多信号通用接口单元通过SFP接口获取外部待测试信号。使得整体小型化设计。

Description

基于多信号通用接口的时间同步测试仪
技术领域
本发明电网时间同步测试领域，具体涉及基于多信号通用接口的时间同步测试仪。
背景技术
随着智能电网的快速发展，变电站和调度自动化水平的提高，时间同步装置在变电站和电力调度的站端监控系统、智能装置、调度系统以及各类数据管理应用系统得到了广泛的应用，精确统一的时间是上述各种系统和装置有效工作的前提。如果协同工作的相关系统设备所使用的时间不准确，不仅会影响众多设备的有效工作，还将影响故障后事故的分析与处理，给电网的安全运行带来严重隐患。因此，电力系统各级检修单位需要定期使用时间同步测试仪对时间同步装置进行巡检，以及使用时间同步测试仪对时间同步故障进行定位。
常规时间同步测试仪，通常将时间信号输出接口和测试输入接口并排设计，常用信号接口包括光纤网络接口、RJ45网络接口、RS-422/485信号接口、RS-232信号接口、空接点信号接口、TTL信号接口、多模光纤信号接口、单模光纤信号接口等；实际应用中，常常需要单个类型的接口数量较多，这就使得时间同步测试仪接口总数量很大，很难实现微型化和手持式设计；同时对于这些接口其类型一般分为网络接口和串行接口，在处理器时间信号时往往需要非常复杂的处理方式，且一般是一个接口配置一个处理单元，这导致测试仪线路非常复杂和庞大。
随着电子技术的快速发展，测试仪器等离线设备的微型化趋势愈来愈明显，时间同步测试仪信号接口种类多数量多的问题已经成为其实现手持式设计的一大阻碍。
发明内容
本发明的目的在于提供基于多信号通用接口的时间同步测试仪，首要解决如何克服不同类型的接口信号进入测试仪后进行合理的处理，使得处理部分集成化和小型化。
本发明的具体技术方案为：
基于多信号通用接口的时间同步测试仪，包括：
根据卫星时间信号修正频标信号、并利用卫星时间信号产生的时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的标准时间信号产生单元；
获取外部待测试信号、并将外部待测试信号按网络类型和串行类型分开解析出网络时间信号和串行时间信号的SFP多信号通用接口单元；
获取时间基准保持单元的标准1PPS脉冲与串行时间信号、获取时间基准保持单元的标准时间报文与网络时间信号进行比对分析、从而测量出串行时间信号、网络时间信号的时间信号准确度的控制处理单元；
SFP多信号通用接口单元通过SFP接口获取外部待测试信号。
本发明的设计原理为：在传统技术中，由于外部信号接口多，且接口类型不同，一般采取的时间同步测试的方式为：将外部信号各自单独的引入到测试仪，针对不同的外部信号设置各种独立的时间信号提取单元，然后利用自身内部时钟产生时间信号，将提取到的外部信号的时间信号与自身内部时钟产生的时间信号进行比对。这种方式在接口不多的情况下，能较好的实现。但为了时间测试仪集中能测试多种信号时，这种独立设置通道的方式使得测试仪内部电路布线复杂，使得设备庞大。因此，本发明为了克服上述问题，其采用的设计原则是：将各接口分为串行接口类型和网络接口类型，先分别引入外部信号进行前期处理，将外部信号同时通过SFP接口引入到SFP多信号通用接口单元，再由SFP多信号通用接口单元安装类型不同进行切换到对应的时间提取处理单元，若当前信号的类型是网络类型，则切换到单独提取网络时间信号的单元进行网络时间信号的解析，若当前信号的类型是串行类型，则切换到单独提取串行时间信号的单元进行串行时间信号解析，即按网络类型和串行类型分开解析出网络时间信号和串行时间信号；这样就可以将多种串行类型的各种独立的时间信号提取单元合并为一个处理单元，同时也可以将多种网络类型的各种独立的时间信号提取单元合并为一个处理单元，这样就可以使得整体小型化设计。
具体的，所述SFP多信号通用接口单元包括：引入外部待测试信号和外部待测试信号的类型标识信号的SFP接口，根据类型标识信号控制多路信号切换开关进行切换的类型识别模块，根据类型识别模块的控制信号进行切换转换的多路信号切换开关，对多路信号切换开关切换引入的当前外部待测试信号进行解析出网络时间信号的网络时间信号处理模块，对多路信号切换开关切换引入的当前外部待测试信号进行解析出串行时间信号的串行时间信号处理模块；当类型识别模块识别到外部待测试信号的类型标识信号为网络类型时，多路信号切换开关切换到网络时间信号处理模块，当前外部待测试信号进入网络时间信号处理模块，网络时间信号处理模块解析出当前外部待测试信号中的网络时间信号；当类型识别模块识别到外部待测试信号的类型标识信号为串行类型时，多路信号切换开关切换到串行时间信号处理模块，当前外部待测试信号进入串行时间信号处理模块，串行时间信号处理模块解析出当前外部待测试信号中的串行时间信号。
优选的，传统设备中采用的是自身内部时钟产生时间信号，本发明为了提高时间基准，在上述技术中，还根据卫星时间信号修正频标信号、并利用卫星时间信号产生的时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的标准时间信号产生单元；采用标准1PPS脉冲和标准时间报文用来作为参考，从而测量通过SFP多信号通用接口单元解析出的网络时间信号和串行时间信号，以此测量这些时间信号的准确度。相比传统自身时钟的方式，本发明采用了卫星信号进行修正，使得测试仪在卫星信号状态良好的情况下能实时得到修正，即使在卫星信号差时，也能使用较高精度的时间信号，在信号良好的情况下，整体利用修正后的频标信号，同时利用时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文，从而获得非常高精度的时间信号。
优选具体的：
标准时间信号产生单元包括：
获取卫星信号解调出卫星时间信号的BDS/GPS双模时间信号接收单元、卫星时间信号包括卫星1PPS脉冲和卫星时间报文，根据卫星时间信号修正频标信号的频标驯服单元，通过时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的时间基准保持单元。
BDS/GPS双模时间信号接收单元包括：截获卫星信号的天线、对天线获得的卫星信号进行检测并产生天线状态信号的天线状态监测模块、对卫星信号进行解调出卫星1PPS脉冲和卫星时间报文的BDS/GPS双模卫星信号接收模块；
频标驯服单元包括：引入卫星1PPS脉冲作为参考1PPS并参照参考1PPS间隔对频标源进行测量频率中心点的频率计数模块，锁存频率计数模块计数的频率计数锁存器，根据频率计数锁存器提供的计数对频标源进行控制的频率调节控制模块，在频率调节控制模块的控制下生成修正后的频标信号的频标源；
时间基准保持单元包括：寄存引入时间调节信号的时间调节寄存器，走时计数引入修正后的频标信号的时间计数模块，根据时间调节寄存器的时间调节信号对时间计数模块的计数进行分频产生标准1PPS脉冲的脉冲发生器，根据时间调节寄存器的时间调节信号对时间计数模块的计数进行分频产生标准时间报文的时间信息锁存器。
在本发明中，为了使得系统结构最小优化，所述多信号通用接口单元的类型识别模块、多路信号切换开关、网络时间信号处理模块、串行时间信号处理模块均由至少1个FPGA实现。
所述控制处理单元包括CPU、FPGA构成的核心计算单元、输入插排、输出插排，其中核心计算单元通过输入插排获得卫星时间信号并产生时间调节信号后通过输出插排将时间调节信号传输给标准时间信号产生单元；核心计算单元通过输入插排获得标准1PPS脉冲与串行时间信号、标准时间报文与网络时间信号进行比对分析、从而测量出串行时间信号、网络时间信号的时间信号准确度，并将时间信号准确度通过输出插排输出。
在上述控制处理单元中，CPU、FPGA构成的核心计算单元为核心控制模块，该核心控制模块接收所述BDS/GPS双模卫星信号接收模块输出的卫星1PPS信号和卫星时间报文，获取北斗卫星导航系统(BDS)和全球卫星导航系统(GPS)下发的卫星时间信号，以获取的卫星时间信号为标准调整所述时间基准保持单元的时间准确度。
同时所述核心控制模块接收所述SFP多信号通用接口单元解析出的网络时间信号和串行时间信号，并以时间基准保持单元输出的标准时间为参考，测量网络时间信号和串行时间信号的准确度，并将测量结果通过所述人机接口单元传递给用户。
优选的，为了小型化整体接口设计，本发明的部待测试信号接口单元包括了多种具体的接口，但这些接口的信号都通过SFP接口进入。
具体的：
还包括外部待测试信号接口单元，所述外部待测试信号接口单元包括RS-422/485信号接口模块、RS-232信号接口模块、空接点信号接口模块、TTL信号接口模块、多模光纤信号接口模块、单模光纤信号接口模块中的至少一种，外部待测试信号接口单元包括光纤网络接口模块、RJ45网络接口模块中的至少一种。
所述RS-422/485信号接口模块包括：RS-422/485接口、RS-422/485驱动电路、隔离电路、MCU；
所述RS-232信号接口模块包括：RS-232接口、RS-232驱动电路、隔离电路、MCU；
所述空接点信号接口模块包括：空接点接口、空接点驱动电路、隔离电路、MCU；
所述TTL信号接口模块包括：TTL接口、TTL驱动电路、隔离电路、MCU；
其中，RS-422/485信号接口模块、RS-232信号接口模块、空接点信号接口模块、TTL信号接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；所述RS-422/485接口、RS-232接口、空接点接口、TTL接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过各自的驱动电路、隔离电路后将各自的外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；
所述多模光纤信号接口模块包括：多模光纤接口、多模光纤驱动电路、MCU；
所述单模光纤信号接口模块包括：单模光纤接口、单模光纤驱动电路、MCU；
其中，多模光纤信号接口模块、单模光纤信号接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；多模光纤接口、单模光纤接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过各自的驱动电路后将各自的外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口。
所述光纤网络接口模块包括：光纤网络接口、光纤网络驱动电路、MCU；
所述RJ45网络接口模块包括：RJ45网络接口、网络变压器、网络信号转换电路、MCU；
其中，光纤网络接口模块、RJ45网络接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；光纤网络接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过光纤网络驱动电路后将外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；RJ45网络接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过网络变压器、网络信号转换电路后将外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口。
修正后的频标信号的频率为10MHz。
本发明还可以设置配套的人机交互和显示。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：本发明将时间同步测试仪需要并行设计的光纤网络接口、RJ45网络接口、RS-422/485信号接口、RS-232信号接口、空接点信号接口、TTL信号接口、多模光纤信号接口、单模光纤信号接口封装为可兼容安装于SFP多信号通用接口的模块，可以缩小时间同步测试仪体积，简化仪器结构，降低重量，配置接口灵活，每一类型可用接口数量增加，增强时间同步测试仪的适应性，提升使用仪器的工作效率。解决常规时间同步测试仪设计中信号接口多种类多数量并排设计致使时间同步测试仪体积庞大，难以实现微型化和手持式设计，灵活性低的问题。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明实施例的进一步理解，构成本申请的一部分，并不构成对本发明实施例的限定。在附图中：
图1为本发明的BDS/GPS双模时间信号接收单元；
图2为本发明的时间基准保持单元；
图3为本发明的频标驯服单元；
图4为本发明的人机接口单元；
图5为本发明的SFP多信号通用接口单元；
图6为本发明的RS-422/485信号接口模块；
图7为本发明的RS-232信号接口模块；
图8为本发明的空接点信号接口模块；
图9为本发明的TTL信号接口模块；
图10为本发明的多模光纤信号接口模块；
图11为本发明的单模光纤信号接口模块；
图12为本发明的光纤网络接口模块；
图13为本发明的RJ45网络接口模块；
图14为本发明的核心控制模块。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例一
基于多信号通用接口的时间同步测试仪，包括：
根据卫星时间信号修正频标信号、并利用卫星时间信号产生的时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的标准时间信号产生单元；具体的，标准时间信号产生单元如图1、图2、图3、图14所示，标准时间信号产生单元包括频标驯服单元、时间基准保持单元，其中时间基准保持单元中的时间调节信号是由控制处理单元依据卫星时间信号产生，其中，时间基准保持单元中的频标信号是由频标驯服单元依据卫星时间信号产生，卫星时间信号则由图1的BDS/GPS双模时间信号接收单元产生。
获取外部待测试信号、并将外部待测试信号按网络类型和串行类型分开解析出网络时间信号和串行时间信号的SFP多信号通用接口单元；具体的，如图5所示，图5所示单元按网络类型和串行类型分开解析出网络时间信号和串行时间信号，其核心包括类型识别、网络时间信号和串行时间信号处理模块、以及信号切换开关，其采用FPGA构建。
获取时间基准保持单元的标准1PPS脉冲与串行时间信号、获取时间基准保持单元的标准时间报文与网络时间信号进行比对分析、从而测量出串行时间信号、网络时间信号的时间信号准确度的控制处理单元；具体的，图14所示，控制处理单元有CPU和FPGA构建，CPU依据卫星时间信号生成时间调节信号，FPGA用于进行比对分析和人机交互驱动。
SFP多信号通用接口单元通过SFP接口获取外部待测试信号。
上述结合附图所示仅是便于方便理解本发明核心设计构思，凡是属于上述构思所产生的其他结构设计也应属于本发明保护范畴，视为具体实现方案，不能与实施例中附图具体结构依据等同原则进行侵权判定。上述附图所指具体结构仅是本发明的一种具体实例。
本发明的设计原理为：在传统技术中，由于外部信号接口多，且接口类型不同，一般采取的时间同步测试的方式为：将外部信号各自单独的引入到测试仪，针对不同的外部信号设置各种独立的时间信号提取单元，然后利用自身内部时钟产生时间信号，将提取到的外部信号的时间信号与自身内部时钟产生的时间信号进行比对。这种方式在接口不多的情况下，能较好的实现。但为了时间测试仪集中能测试多种信号时，这种独立设置通道的方式使得测试仪内部电路布线复杂，使得设备庞大。因此，本发明为了克服上述问题，其采用的设计原则是：将各接口分为串行接口类型和网络接口类型，先分别引入外部信号进行前期处理，将外部信号同时通过SFP接口引入到SFP多信号通用接口单元，再由SFP多信号通用接口单元安装类型不同进行切换到对应的时间提取处理单元，若当前信号的类型是网络类型，则切换到单独提取网络时间信号的单元进行网络时间信号的解析，若当前信号的类型是串行类型，则切换到单独提取串行时间信号的单元进行串行时间信号解析，即按网络类型和串行类型分开解析出网络时间信号和串行时间信号；这样就可以将多种串行类型的各种独立的时间信号提取单元合并为一个处理单元，同时也可以将多种网络类型的各种独立的时间信号提取单元合并为一个处理单元，这样就可以使得整体小型化设计。
实施例2
基于实施例1的基础设计原理，在实施例1的基础上，本发明第二要保护的是SFP多信号通用接口单元的具体架构布置关系。
具体的，如图4所示，所述SFP多信号通用接口单元包括：引入外部待测试信号和外部待测试信号的类型标识信号的SFP接口，根据类型标识信号控制多路信号切换开关进行切换的类型识别模块，根据类型识别模块的控制信号进行切换转换的多路信号切换开关，对多路信号切换开关切换引入的当前外部待测试信号进行解析出网络时间信号的网络时间信号处理模块，对多路信号切换开关切换引入的当前外部待测试信号进行解析出串行时间信号的串行时间信号处理模块；当类型识别模块识别到外部待测试信号的类型标识信号为网络类型时，多路信号切换开关切换到网络时间信号处理模块，当前外部待测试信号进入网络时间信号处理模块，网络时间信号处理模块解析出当前外部待测试信号中的网络时间信号；当类型识别模块识别到外部待测试信号的类型标识信号为串行类型时，多路信号切换开关切换到串行时间信号处理模块，当前外部待测试信号进入串行时间信号处理模块，串行时间信号处理模块解析出当前外部待测试信号中的串行时间信号。
实施例3
在上述实施例中，本实施例设计了具体的标准时间信号和标准时间报文的获取架构设计。
优选的，传统设备中采用的是自身内部时钟产生时间信号，本发明为了提高时间基准，在上述技术中，还根据卫星时间信号修正频标信号、并利用卫星时间信号产生的时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的标准时间信号产生单元；采用标准1PPS脉冲和标准时间报文用来作为参考，从而测量通过SFP多信号通用接口单元解析出的网络时间信号和串行时间信号，以此测量这些时间信号的准确度。相比传统自身时钟的方式，本发明采用了卫星信号进行修正，使得测试仪在卫星信号状态良好的情况下能实时得到修正，即使在卫星信号差时，也能使用较高精度的时间信号，在信号良好的情况下，整体利用修正后的频标信号，同时利用时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文，从而获得非常高精度的时间信号。
优选具体的：
标准时间信号产生单元包括：
获取卫星信号解调出卫星时间信号的BDS/GPS双模时间信号接收单元、卫星时间信号包括卫星1PPS脉冲和卫星时间报文，根据卫星时间信号修正频标信号的频标驯服单元，通过时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的时间基准保持单元。
如图1所示，BDS/GPS双模时间信号接收单元包括：截获卫星信号的天线ANT IF、对天线获得的卫星信号进行检测并产生天线状态信号的天线状态监测模块、对卫星信号进行解调出卫星1PPS脉冲和卫星时间报文的BDS/GPS双模卫星信号接收模块；
本图图中以及后续图中的会出现电压变换模块，电压变换模块是供电用，在后续说明中不在赘述。
如图3所示，频标驯服单元包括：引入卫星1PPS脉冲作为参考1PPS并参照参考1PPS间隔对频标源进行测量频率中心点的频率计数模块，锁存频率计数模块计数的频率计数锁存器，根据频率计数锁存器提供的计数对频标源进行控制的频率调节控制模块，在频率调节控制模块的控制下生成修正后的频标信号的频标源；
如图2所示，时间基准保持单元包括：寄存引入时间调节信号的时间调节寄存器，走时计数引入修正后的频标信号的时间计数模块，根据时间调节寄存器的时间调节信号对时间计数模块的计数进行分频产生标准1PPS脉冲的脉冲发生器，根据时间调节寄存器的时间调节信号对时间计数模块的计数进行分频产生标准时间报文的时间信息锁存器。
在本发明中，为了使得系统结构最小优化，所述多信号通用接口单元的类型识别模块、多路信号切换开关、网络时间信号处理模块、串行时间信号处理模块均由至少1个FPGA实现。
实施例4
如图14所示
在上述实施例的基础上，所述控制处理单元包括CPU、FPGA构成的核心计算单元、输入插排、输出插排，其中，CPU具体采用四核ARM Corte A9CPU，FPGA为Cylone IV FPGA，它们之间采用PCI E连接，还配置有必要的一些辅助电路，例如看门狗电路Watch Dog、闪存、内存等，其中核心计算单元通过输入插排获得卫星时间信号并产生时间调节信号后通过输出插排将时间调节信号传输给标准时间信号产生单元；核心计算单元通过输入插排获得标准1PPS脉冲与串行时间信号、标准时间报文与网络时间信号进行比对分析、从而测量出串行时间信号、网络时间信号的时间信号准确度，并将时间信号准确度通过输出插排输出。
在上述控制处理单元中，CPU、FPGA构成的核心计算单元为核心控制模块，该核心控制模块接收所述BDS/GPS双模卫星信号接收模块输出的卫星1PPS信号和卫星时间报文，获取北斗卫星导航系统(BDS)和全球卫星导航系统(GPS)下发的卫星时间信号，以获取的卫星时间信号为标准调整所述时间基准保持单元的时间准确度。
同时所述核心控制模块接收所述SFP多信号通用接口单元解析出的网络时间信号和串行时间信号，并以时间基准保持单元输出的标准时间为参考，测量网络时间信号和串行时间信号的准确度，并将测量结果通过所述人机接口单元传递给用户。
核心控制模块还与图5的人机接口单元交互，当然，其它单元也可以根据需求自行与人机接口单元交互，由于人机接口单元属于常规技术，因此其工作结构以及工作过程原理不在此赘述，可以依据本发明图示人机接口单元进行设计实现，也可以根据其它常见的人机接口单元进行实现。
优选的，为了小型化整体接口设计，本发明的部待测试信号接口单元包括了多种具体的接口，但这些接口的信号都通过SFP接口进入。
实施例5
在上述实施例的基础上，如图6至图13所示，
具体的：
还包括外部待测试信号接口单元，所述外部待测试信号接口单元包括RS-422/485信号接口模块、RS-232信号接口模块、空接点信号接口模块、TTL信号接口模块、多模光纤信号接口模块、单模光纤信号接口模块中的至少一种，外部待测试信号接口单元包括光纤网络接口模块、RJ45网络接口模块中的至少一种。
所述RS-422/485信号接口模块包括：RS-422/485接口、RS-422/485驱动电路、隔离电路、MCU；
所述RS-232信号接口模块包括：RS-232接口、RS-232驱动电路、隔离电路、MCU；
所述空接点信号接口模块包括：空接点接口、空接点驱动电路、隔离电路、MCU；
所述TTL信号接口模块包括：TTL接口、TTL驱动电路、隔离电路、MCU；
其中，RS-422/485信号接口模块、RS-232信号接口模块、空接点信号接口模块、TTL信号接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；所述RS-422/485接口、RS-232接口、空接点接口、TTL接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过各自的驱动电路、隔离电路后将各自的外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；
所述多模光纤信号接口模块包括：多模光纤接口、多模光纤驱动电路、MCU；
所述单模光纤信号接口模块包括：单模光纤接口、单模光纤驱动电路、MCU；
其中，多模光纤信号接口模块、单模光纤信号接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；多模光纤接口、单模光纤接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过各自的驱动电路后将各自的外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口。
所述光纤网络接口模块包括：光纤网络接口、光纤网络驱动电路、MCU；
所述RJ45网络接口模块包括：RJ45网络接口、网络变压器、网络信号转换电路、MCU；
其中，光纤网络接口模块、RJ45网络接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；光纤网络接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过光纤网络驱动电路后将外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；RJ45网络接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过网络变压器、网络信号转换电路后将外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口。
在上述各个接口模块中，都配有MCU，该MCU为4Bit的MCU，该MCU内可以直接配置当前端口的类型标识信号，在当前网络接口接入信号时被触发发送类型标识信号，也可以根据程序去识别监测当前端口的信号，然后判别当前信号的类型并赋予类型标识信号后发送，总之无论那种实现过程，其仅需要在MCU产生当前信号产生对应的类型标识信号即可，都应该属于本发明的保护范围。
另外所述类型识别模块通过1-wire总线识别外部接口模块的类型。模块类型标记信号的位宽为8位。
优选的，修正后的频标信号的频率为10MHz。频标信号本身有晶振产生。
在上述实施例的基础上，
本发明的优越性主要体现在：
(1)本发明通过将需要并行设计的多种类型接口封装成具有通用接口的模块，从而降低仪器设计的接口总数量，缩小时间同步测试仪体积，简化仪器结构，降低重量，实现仪器微型化。
(2)本发明通过更换接口模块，获得每一类型接口的更大数量，从而提升测试仪器的适应性及并行处理能力，提升工作效率。
(3)本发明通过接口模块类型标记信号，可自动识别接入的模块类型。
(4)本发明所有接口模块采用热插拔设计，均支持即插即用。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.基于多信号通用接口的时间同步测试仪，包括：
根据卫星时间信号修正频标信号、并利用卫星时间信号产生的时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的标准时间信号产生单元；
获取外部待测试信号、并将外部待测试信号按网络类型和串行类型分开解析出网络时间信号和串行时间信号的SFP多信号通用接口单元；
获取时间基准保持单元的标准1PPS脉冲与串行时间信号、获取时间基准保持单元的标准时间报文与网络时间信号进行比对分析、从而测量出串行时间信号、网络时间信号的时间信号准确度的控制处理单元；
SFP多信号通用接口单元通过SFP接口获取外部待测试信号。
2.根据权利要求1所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，标准时间信号产生单元包括：
获取卫星信号解调出卫星时间信号的BDS/GPS双模时间信号接收单元、卫星时间信号包括卫星1PPS脉冲和卫星时间报文，根据卫星时间信号修正频标信号的频标驯服单元，通过时间调节信号来控制修正后的频标信号产生标准1PPS脉冲和标准时间报文的时间基准保持单元。
3.根据权利要求2所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，
BDS/GPS双模时间信号接收单元包括：截获卫星信号的天线、对天线获得的卫星信号进行检测并产生天线状态信号的天线状态监测模块、对卫星信号进行解调出卫星1PPS脉冲和卫星时间报文的BDS/GPS双模卫星信号接收模块；
频标驯服单元包括：引入卫星1PPS脉冲作为参考1PPS并参照参考1PPS间隔对频标源进行测量频率中心点的频率计数模块，锁存频率计数模块计数的频率计数锁存器，根据频率计数锁存器提供的计数对频标源进行控制的频率调节控制模块，在频率调节控制模块的控制下生成修正后的频标信号的频标源；
时间基准保持单元包括：寄存引入时间调节信号的时间调节寄存器，走时计数引入修正后的频标信号的时间计数模块，根据时间调节寄存器的时间调节信号对时间计数模块的计数进行分频产生标准1PPS脉冲的脉冲发生器，根据时间调节寄存器的时间调节信号对时间计数模块的计数进行分频产生标准时间报文的时间信息锁存器。
4.根据权利要求1所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，所述SFP多信号通用接口单元包括：引入外部待测试信号和外部待测试信号的类型标识信号的SFP接口，根据类型标识信号控制多路信号切换开关进行切换的类型识别模块，根据类型识别模块的控制信号进行切换转换的多路信号切换开关，对多路信号切换开关切换引入的当前外部待测试信号进行解析出网络时间信号的网络时间信号处理模块，对多路信号切换开关切换引入的当前外部待测试信号进行解析出串行时间信号的串行时间信号处理模块；
当类型识别模块识别到外部待测试信号的类型标识信号为网络类型时，多路信号切换开关切换到网络时间信号处理模块，当前外部待测试信号进入网络时间信号处理模块，网络时间信号处理模块解析出当前外部待测试信号中的网络时间信号；当类型识别模块识别到外部待测试信号的类型标识信号为串行类型时，多路信号切换开关切换到串行时间信号处理模块，当前外部待测试信号进入串行时间信号处理模块，串行时间信号处理模块解析出当前外部待测试信号中的串行时间信号。
5.根据权利要求4所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，
所述多信号通用接口单元的类型识别模块、多路信号切换开关、网络时间信号处理模块、串行时间信号处理模块均由至少1个FPGA实现。
6.根据权利要求1所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，所述控制处理单元包括CPU、FPGA构成的核心计算单元、输入插排、输出插排，其中核心计算单元通过输入插排获得卫星时间信号并产生时间调节信号后通过输出插排将时间调节信号传输给标准时间信号产生单元；核心计算单元通过输入插排获得标准1PPS脉冲与串行时间信号、标准时间报文与网络时间信号进行比对分析、从而测量出串行时间信号、网络时间信号的时间信号准确度，并将时间信号准确度通过输出插排输出。
7.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，还包括外部待测试信号接口单元，所述外部待测试信号接口单元包括RS-422/485信号接口模块、RS-232信号接口模块、空接点信号接口模块、TTL信号接口模块、多模光纤信号接口模块、单模光纤信号接口模块中的至少一种，外部待测试信号接口单元包括光纤网络接口模块、RJ45网络接口模块中的至少一种。
8.根据权利要求7所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，
所述RS-422/485信号接口模块包括：RS-422/485接口、RS-422/485驱动电路、隔离电路、MCU；
所述RS-232信号接口模块包括：RS-232接口、RS-232驱动电路、隔离电路、MCU；
所述空接点信号接口模块包括：空接点接口、空接点驱动电路、隔离电路、MCU；
所述TTL信号接口模块包括：TTL接口、TTL驱动电路、隔离电路、MCU；
其中，RS-422/485信号接口模块、RS-232信号接口模块、空接点信号接口模块、TTL信号接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；所述RS-422/485接口、RS-232接口、空接点接口、TTL接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过各自的驱动电路、隔离电路后将各自的外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；
所述多模光纤信号接口模块包括：多模光纤接口、多模光纤驱动电路、MCU；
所述单模光纤信号接口模块包括：单模光纤接口、单模光纤驱动电路、MCU；
其中，多模光纤信号接口模块、单模光纤信号接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；多模光纤接口、单模光纤接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过各自的驱动电路后将各自的外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口。
9.根据权利要求7所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，
所述光纤网络接口模块包括：光纤网络接口、光纤网络驱动电路、MCU；
所述RJ45网络接口模块包括：RJ45网络接口、网络变压器、网络信号转换电路、MCU；
其中，光纤网络接口模块、RJ45网络接口模块中的MCU根据自身接口模块的模块类型产生对应的类型标识信号，并将类型标识信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；光纤网络接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过光纤网络驱动电路后将外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口；RJ45网络接口从外部引入对应的外部待测试信号后经过网络变压器、网络信号转换电路后将外部待测试信号传递给SFP多信号通用接口单元的SFP接口。
10.根据权利要求1-6中任意一项所述的基于多信号通用接口的时间同步测试仪，其特征在于，修正后的频标信号的频率为10MHz。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112729293A (zh) * 2021-03-30 2021-04-30 中国人民解放军国防科技大学 卫星授时三轴飞行模拟转台与被测惯导系统时间同步方法
CN114113711A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 武汉天喻信息产业股份有限公司 一种多接口并行测试的方法和系统

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003087182A (ja) * 2001-09-12 2003-03-20 Hitachi Ltd Ｃｄｍａシステム基地局装置及びその時刻同期方法
CN101710849A (zh) * 2009-11-04 2010-05-19 中国电力科学研究院 一种单信号线同步时钟传送方法
CN203164621U (zh) * 2013-02-27 2013-08-28 南京讯汇科技发展有限公司 一种地面同步监测系统
CN203708224U (zh) * 2014-02-13 2014-07-09 葛星 一种多用途串行时间码解码器
CN106502088A (zh) * 2016-09-22 2017-03-15 广西大学 一种双模授时机
CN109001769A (zh) * 2017-06-06 2018-12-14 国网上海市电力公司 一种基于北斗卫星的dcls时间偏差监测方法及系统
CN109522255A (zh) * 2018-12-19 2019-03-26 成都引众数字设备有限公司 一种网络模块与串行信号模块兼容的sfp接口电路

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003087182A (ja) * 2001-09-12 2003-03-20 Hitachi Ltd Ｃｄｍａシステム基地局装置及びその時刻同期方法
CN101710849A (zh) * 2009-11-04 2010-05-19 中国电力科学研究院 一种单信号线同步时钟传送方法
CN203164621U (zh) * 2013-02-27 2013-08-28 南京讯汇科技发展有限公司 一种地面同步监测系统
CN203708224U (zh) * 2014-02-13 2014-07-09 葛星 一种多用途串行时间码解码器
CN106502088A (zh) * 2016-09-22 2017-03-15 广西大学 一种双模授时机
CN109001769A (zh) * 2017-06-06 2018-12-14 国网上海市电力公司 一种基于北斗卫星的dcls时间偏差监测方法及系统
CN109522255A (zh) * 2018-12-19 2019-03-26 成都引众数字设备有限公司 一种网络模块与串行信号模块兼容的sfp接口电路

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
赵晓宇等: "基于光纤环形网的多点高精度时频传递方法", 《光学学报》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112729293A (zh) * 2021-03-30 2021-04-30 中国人民解放军国防科技大学 卫星授时三轴飞行模拟转台与被测惯导系统时间同步方法
CN114113711A (zh) * 2021-11-30 2022-03-01 武汉天喻信息产业股份有限公司 一种多接口并行测试的方法和系统

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