CN202583719U - 一种卫星授时系统的网络时钟守时装置 - Google Patents
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Abstract
一种卫星授时系统的网络时钟守时装置，涉及网络授时技术领域，所解决的是保障系统授时及网络时钟同步的技术问题。所述卫星授时系统中设有用于接收卫星授时信号的卫星信号接收模块，该装置包括石英晶体振荡器、单片机；所述单片机的PPS信号输入端接到卫星接收模块的PPS信号输出端，其CLK信号输入端接到石英晶体振荡器的CLK信号输出端，其压控信号输出端经一数模转换模块接到石英晶体振荡器的压控信号输入端，其并行数据接口经一串并行通信模块接到卫星接收模块的串行通信接口。本实用新型提供的装置，能在无法正常接收到卫星信号时保障系统授时及网络时钟同步。
Description
技术领域
本实用新型涉及网络授时技术，特别是涉及一种卫星授时系统的网络时钟守时装置的技术。
背景技术
很多电信系统、电力系统、军工系统都设有GPS卫星信号接收模块，并通过GPS卫星信号接收模块接收GPS卫星信号，根据接收到的GPS卫星信号中的PPS（秒脉冲）信号实现系统授时及网络时钟同步。
但是，当GPS卫星发生通信故障时，这些系统中的GPS卫星信号接收模块会无法正常接收到GPS卫星信号中的PPS（秒脉冲）信号，从而影响到系统授时及网络时钟同步，从而影响到系统的正常运行，严重时会导致系统瘫痪。
实用新型内容
针对上述现有技术中存在的缺陷，本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能在无法正常接收到卫星信号时，保障系统授时及网络时钟同步，从而保障系统的正常运行的卫星授时系统的网络时钟守时装置。
为了解决上述技术问题，本实用新型所提供的一种卫星授时系统的网络时钟守时装置，所述卫星授时系统中设有用于接收卫星授时信号的卫星信号接收模块，所述卫星信号接收模块设有用于输出PPS信号的PPS信号输出端，及用于输出时间码信息的串行通信接口，其特征在于：该装置包括石英晶体振荡器、单片机；
所述石英晶体振荡器设有用于输出CLK信号的CLK信号输出端，及用于接收其工作电压调控信号的压控信号输入端；
所述单片机设有PPS信号输出端、PPS信号输入端、CLK信号输入端、压控信号输出端，并设有并行数据接口，其PPS信号输入端接到卫星接收模块的PPS信号输出端，其CLK信号输入端接到石英晶体振荡器的CLK信号输出端，其压控信号输出端经一数模转换模块接到石英晶体振荡器的压控信号输入端，其并行数据接口经一串并行通信模块接到卫星接收模块的串行通信接口。
进一步的，所述卫星信号接收模块是GPS卫星信号接收模块。
本实用新型提供的卫星授时系统的网络时钟守时装置，利用单片机检测判断卫星信号有否异常，并在检测出卫星信号异常时通过单片机、石英晶体振荡器等部件的配合输出本地的PPS信号，来保障系统授时及网络时钟同步，能保障系统的正常运行。
附图说明
图1是本实用新型实施例的卫星授时系统的网络时钟守时装置的结构框图。
具体实施方式
以下结合附图说明对本实用新型的实施例作进一步详细描述，但本实施例并不用于限制本实用新型，凡是采用本实用新型的相似结构及其相似变化，均应列入本实用新型的保护范围。
如图1所示，本实用新型实施例所提供的一种卫星授时系统的网络时钟守时装置，所述卫星授时系统中设有用于接收卫星授时信号的卫星信号接收模块，所述卫星信号接收模块设有用于输出PPS（秒脉冲）信号的PPS信号输出端，及用于输出时间码信息的串行通信接口，其特征在于：该装置包括石英晶体振荡器（OCXO）、单片机；
所述石英晶体振荡器（OCXO）设有用于输出CLK（时钟）信号的CLK信号输出端，及用于接收其工作电压调控信号的压控信号输入端；
所述单片机设有PPS（秒脉冲）信号输出端、PPS（秒脉冲）信号输入端、CLK（时钟）信号输入端、压控信号输出端，并设有并行数据接口，其PPS信号输入端接到卫星接收模块的PPS信号输出端，其CLK信号输入端接到石英晶体振荡器的CLK信号输出端，其压控信号输出端经一数模转换模块（DA）接到石英晶体振荡器的压控信号输入端，其并行数据接口经一串并行通信（UART）模块接到卫星接收模块的串行通信接口。
本实用新型实施例中，所述卫星信号接收模块为现有技术，具体为GPS卫星信号接收模块。
本实用新型实施例适用于卫星授时系统的网络时钟守时，其工作原理如下：
卫星信号接收模块接收来自卫星的包含有PPS（秒脉冲）信号及时间码信息的授时信息，并从其PPS信号输出端输出PPS信号，从其串行通信接口输出时间码信息；
单片机从其PPS信号输入端接收卫星信号接收模块输出的PPS信号，通过串并行通信模块接收卫星接收模块输出的时间码信息，并根据收到的时间码信息判断卫星接收模块输出的PPS信号是否与卫星同步，如果判断结果为卫星接收模块输出的PPS信号与卫星同步，则从单片机的PPS信号输出端输出来自卫星接收模块的PPS信号，反之则从单片机的PPS信号输出端输出本地的PPS信号；
单片机通过其CLK信号输入端接收石英晶体振荡器输出的CLK（时钟）信号，并根据接收到的CLK信号生成本地的PPS信号，单片机实时计算接收到的CLK信号的脉冲频率，并根据计算出的CLK信号的脉冲频率，从压控信号输出端输出相应的压控信号来控制石英晶体振荡器的工作电压，石英晶体振荡器根据其工作电压调整其CLK信号输出端输出的CLK信号的脉冲频率。
本实用新型实施例中，单片机内预先设定有一个每秒标准脉冲量，及两个调整界值、两个单位计时长度，所述两个调整界值分别为第一调整界值、第二调整界值，所述两个单位计时长度分别为第一单位计时长度、第二单位计时长度，所述第一单位计时长度的时长小于第二单位计时长度；单片机控制石英晶体振荡器调整CLK信号脉冲频率的方法如下：
1）单片机开始一个新的第一单位计时长度的计时；
2）单片机在当前第一单位计时长度内对石英晶体振荡器输出的CLK信号的脉冲数量值进行计数；
3）根据第一单位计时长度及每秒标准脉冲量，得出第一单位计时长度内的标准脉冲量；
将单片机在当前第一单位计时长度内收到的CLK信号的脉冲数量记为A，第一单位计时长度内的标准脉冲量记为C，第一调整界值记为E；
当A＜C时，单片机即增大输出的压控信号值，使石英晶体振荡器的工作电压加大，使得石英晶体振荡器输出的CLK信号的脉冲频率增加，然后再转至步骤1；
当A＞C且（A-C）＞E时，单片机即减小输出的压控信号值，使石英晶体振荡器的工作电压减小，使得石英晶体振荡器输出的CLK信号的脉冲频率减小，然后再转至步骤1；
当A＞C且（A-C）≤E时，转至步骤4；
4）单片机开始一个新的第二单位计时长度的计时；
5）单片机在当前第二单位计时长度内对石英晶体振荡器输出的CLK信号的脉冲数量值进行计数；
6）根据第二单位计时长度及每秒标准脉冲量，得出第二单位计时长度内的标准脉冲量；
将单片机在当前第二单位计时长度内收到的CLK信号的脉冲数量记为B，第二单位计时长度内的标准脉冲量记为D，第二调整界值记为F；
当B＜D时，单片机即增大输出的压控信号值，使石英晶体振荡器的工作电压加大，使得石英晶体振荡器输出的CLK信号的脉冲频率增加，然后再转至步骤1；
当B＞D且（B-D）＞F时，单片机即减小输出的压控信号值，使石英晶体振荡器的工作电压减小，使得石英晶体振荡器输出的CLK信号的脉冲频率减小，然后再转至步骤4；
当B＞D且（B-D）≤F时，单片机对石英晶体振荡器输出的CLK信号脉冲频率的控制调整结束。
本实用新型实施例中，在单片机内预先设定的每秒标准脉冲量为60M（兆）个脉冲，第一单位计时长度为128秒，第二单位计时长度为1024秒，第一调整界值为10个，第二调整界值为10个，第一单位计时长度内的标准脉冲量为128×60兆个脉冲，第二单位计时长度内的标准脉冲量为1024×60兆个脉冲；
单片机输出的压控信号初始值为31968，单片机输出初始值为31968的压控信号时，经数模转换后输入到石英晶体振荡器的压控电压为2V，单片机输出的压控信号每增加或减少2048，压控信号经数模转换后输入到石英晶体振荡器的压控电压也相应的增加或减小约0.128v。
Claims (2)
1.一种卫星授时系统的网络时钟守时装置，所述卫星授时系统中设有用于接收卫星授时信号的卫星信号接收模块，所述卫星信号接收模块设有用于输出PPS信号的PPS信号输出端，及用于输出时间码信息的串行通信接口，其特征在于：该装置包括石英晶体振荡器、单片机；
所述石英晶体振荡器设有用于输出CLK信号的CLK信号输出端，及用于接收其工作电压调控信号的压控信号输入端；
所述单片机设有PPS信号输出端、PPS信号输入端、CLK信号输入端、压控信号输出端，并设有并行数据接口，其PPS信号输入端接到卫星接收模块的PPS信号输出端，其CLK信号输入端接到石英晶体振荡器的CLK信号输出端，其压控信号输出端经一数模转换模块接到石英晶体振荡器的压控信号输入端，其并行数据接口经一串并行通信模块接到卫星接收模块的串行通信接口。
2.根据权利要求1所述的卫星授时系统的网络时钟守时装置，其特征在于：所述卫星信号接收模块是GPS卫星信号接收模块。
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| CN 201220128321 CN202583719U (zh) | 2012-03-30 | 2012-03-30 | 一种卫星授时系统的网络时钟守时装置 |
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|---|---|---|---|---|
| CN107024830A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-08-08 | 西安航光仪器厂 | 相机机械快门曝光延时测定装置及方法 |
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2012
- 2012-03-30 CN CN 201220128321 patent/CN202583719U/zh not_active Expired - Fee Related
Cited By (2)
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| CN107024830A (zh) * | 2017-03-23 | 2017-08-08 | 西安航光仪器厂 | 相机机械快门曝光延时测定装置及方法 |
| CN107024830B (zh) * | 2017-03-23 | 2019-06-21 | 西安航光仪器厂 | 相机机械快门曝光延时测定装置及方法 |
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