CN205566326U - 一种时钟同步装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种时钟同步装置，包括设置有对时及电源总线接口的母板模件，通过对时及电源总线接口均与母板模件相连的第一电源模件、第二电源模件、人机接口模件、时钟源模件和对时信号输出模件；人机接口模件通过通信总线与时钟源模件相连；母板模件用于为各模件提供电气连接；第一电源模件和第二电源模件均用于为母板模件提供工作电源；人机接口模件用于人机界面的连接和控制；时钟源模件用于接收卫星时钟信号和地面时钟信号，驱动对时及电源总线接口，为对时信号输出模件提供时钟信号；对时信号输出模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号经转换后输出。有益效果：时钟同步可靠性高，不受单一电源故障影响，具有高精度守时能力。

Description

一种时钟同步装置

技术领域

本实用新型涉及一种同步装置，特别是涉及一种时钟同步装置，属于时间同步系统技术领域。

背景技术

随着经济和科技的快速发展，人们对时间的测量精度要求越来越高，尤其是在电力、通信、金融等领域。随着全国交直流电网、智能化电网高级应用、数字化变电站建设的加快，以及各种以计算机技术和通信技术为基础的电力自动化装置和系统的广泛应用，电力系统对时间同步信号的准确度、稳定度提出了更高的要求，这就要求开发高精度、高安全度的时间同步系统。

我国电网已初步建成以超高压输电、大机组和自动化为主要特征的现代化大型电网系统。为保证电网安全、经济运行，各种以计算机技术和通信技术为基础的自动化装置广泛应用，如调度自动化系统、变电站计算机监控系统、火电厂机组自动控制系统、微机继电保护装置、电力故障录波装置、同步相量测量装置等。这些装置的正常工作和作用的发挥，离不开统一的全网时间同步。

此外，各种微机型装置内部都带有实时时钟，其固有误差难以避免，随着运行时间的增加，累积误差会越来越大，因此，也要求有外部时间基准源定期使其时间同步。目前，现有时间同步装置仍缺乏高精度守时能力，不满足电力系统的行波测距、同步相量测量等高精度应用要求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于，克服现有技术中的不足，提供一种时钟同步装置，时钟同步可靠性高，无断电影响，具有高精度守时能力，可为电力、通信、金融等应用领域提供高精度的广域同步时钟信号。

为了达到上述目的，本实用新型所采用的技术方案是：

一种时钟同步装置，包括设置有对时及电源总线接口的母板模件，通过对时及电源总线接口均与母板模件相连的第一电源模件、第二电源模件、人机接口模件、时钟源模件和对时信号输出模件；所述人机接口模件通过通信总线与时钟源模件相连。

其中，所述母板模件用于为第一电源模件、第二电源模件、人机接口模件、时钟源模件和对时信号输出模件提供电气连接；所述第一电源模件和第二电源模件均用于为母板模件提供工作电源；所述人机接口模件用于人机界面的连接和控制；所述时钟源模件用于接收卫星时钟信号和地面时钟信号，驱动对时及电源总线接口，为对时信号输出模件提供时钟信号；所述对时信号输出模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号经转换后输出。

本实用新型进一步设置为：所述时钟源模件包括时钟同步及守时处理模块，均与时钟同步及守时处理模块相连的卫星时钟信号处理模块、本地时钟信号处理模块和高精度晶振模块；所述卫星时钟信号处理模块通过天线接收GPS卫星时钟信号和北斗卫星时钟信号，所述本地时钟信号处理模块用于接收地面时钟信号；所述时钟同步及守时处理模块、卫星时钟信号处理模块和本地时钟信号处理模块均包括FPGA芯片和解码器。

本实用新型进一步设置为：所述高精度晶振模块采用高精度恒温晶振。

本实用新型进一步设置为：所述对时信号输出模件包括光纤对时模件、串口对时模件、TTL对时模件、光耦对时模件和RS485对时模件；所述光纤对时模件、串口对时模件、TTL对时模件、光耦对时模件和RS485对时模件均包括硬件跳线，所述硬件跳线包括输出信号的B码、秒脉冲、分脉冲、时脉冲的跳线选择和信号的极性跳线选择。

其中，所述光纤对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为光信号后输出；所述串口对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为RS232串口电平信号后输出；所述TTL对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号进行TTL电平隔离后输出；所述光耦对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为无源光耦信号后输出；所述RS485对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为RS485差分信号后输出。

本实用新型进一步设置为：所述光纤对时模件采用ST多模光纤接口。

本实用新型进一步设置为：所述串口对时模件采用DB9通用串行接口。

本实用新型进一步设置为：所述TTL对时模件采用同轴电缆BNC接口。

本实用新型进一步设置为：所述光耦对时模件和RS485对时模件均采用22针凤凰端子。

本实用新型进一步设置为：所述通信总线为串行通信总线。

本实用新型进一步设置为：所述母板模件还设置有金手指连接方式的标准物理接口。

与现有技术相比，本实用新型具有的有益效果是：

通过在母板模件上连接第一电源模件和第二电源模件，实现双电源供电，从而确保单一电源回路故障时无断电影响，使得任一电源损坏都不影响装置的正常工作，可以极大地提高装置可靠性；通过用于接收卫星时钟信号和地面时钟信号、驱动对时及电源总线接口、为对时信号输出模件提供时钟信号的时钟源模件的设置，其中时钟源模件中的卫星时钟信号处理模块通过天线接收GPS卫星时钟信号和北斗卫星时钟信号，实现GPS卫星和北斗卫星的双时钟源进行授时，使得任一时钟源异常均不影响装置时钟同步信号；另外，通过在时钟源模件中设置高精度晶振模块，采用高精度恒温晶振进行守时，当发生卫星时钟信号失效情况时，发挥本地时钟信号处理模块接收地面时钟信号实现时钟输出，依然能在指定时间范围内输出高精度同步时钟信号。所以，本实用新型提供的一种时钟同步装置，时钟同步可靠性高，无断电影响，具有高精度守时能力，可为电力、通信、金融等应用领域提供高精度的广域同步时钟信号。

上述内容仅是本实用新型技术方案的概述，为了更清楚的了解本实用新型的技术手段，下面结合附图对本实用新型作进一步的描述。

附图说明

图1为本实用新型一种时钟同步装置的结构示意图；

图2为本实用新型一种时钟同步装置中时钟源模件的连接图。

具体实施方式

下面结合说明书附图，对本实用新型作进一步的说明。

如图1所示的一种时钟同步装置，包括母板模件1，所述母板模件1设置有对时及电源总线接口10和标准物理接口（图中未示出），标准物理接口采用金手指连接方式。

如图1所示的一种时钟同步装置，还包括通过对时及电源总线接口10均与母板模件1相连的第一电源模件2、第二电源模件3、人机接口模件4、时钟源模件5和对时信号输出模件6；所述人机接口模件4通过通信总线与时钟源模件5相连，通信总线可为串行通信总线；所述对时信号输出模件6包括光纤对时模件61、串口对时模件62、TTL对时模件63、光耦对时模件64和RS485对时模件65。

所述母板模件1用于为第一电源模件2、第二电源模件3、人机接口模件4、时钟源模件5和对时信号输出模件6提供电气连接；所述第一电源模件2和第二电源模件3均用于为母板模件1提供工作电源；所述人机接口模件4用于人机界面的连接和控制，能在液晶界面上显示当前时间信息、卫星信号状态、卫星位置、参数配置、装置运行工况等信息；所述时钟源模件5用于接收卫星时钟信号和地面时钟信号，驱动对时及电源总线接口10，为对时信号输出模件6提供时钟信号；所述对时信号输出模件6用于从时钟源模件5获得当前时钟信号，并将时钟信号经转换后输出。

如图2所示，所述时钟源模件5包括时钟同步及守时处理模块51，均与时钟同步及守时处理模块51相连的卫星时钟信号处理模块52、本地时钟信号处理模块53和高精度晶振模块54；所述高精度晶振模块54可采用高精度恒温晶振。

所述卫星时钟信号处理模块52通过天线50接收GPS卫星时钟信号和北斗卫星时钟信号，所述本地时钟信号处理模块53用于接收地面时钟信号；所述时钟同步及守时处理模块51、卫星时钟信号处理模块52和本地时钟信号处理模块53均包括FPGA芯片和解码器。

所述光纤对时模件61用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为光信号后输出，采用ST多模光纤接口，还包括输出信号的B码（IRIG-B）、秒脉冲（1PPS）、分脉冲（1PPM）、时脉冲（1PPH）的跳线选择和信号的极性跳线选择等硬件跳线。

所述串口对时模件62用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为RS232串口电平信号后输出，采用DB9通用串行接口，还包括输出信号的B码（IRIG-B）、秒脉冲（1PPS）、分脉冲（1PPM）、时脉冲（1PPH）的跳线选择和信号的极性跳线选择等硬件跳线。

所述TTL对时模件63用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号进行TTL电平隔离后输出，同轴电缆BNC接口，还包括输出信号的B码（IRIG-B）、秒脉冲（1PPS）、分脉冲（1PPM）、时脉冲（1PPH）的跳线选择和信号的极性跳线选择等硬件跳线。

所述光耦对时模件64用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为无源光耦信号后输出，采用22针凤凰端子，还包括输出信号的B码（IRIG-B）、秒脉冲（1PPS）、分脉冲（1PPM）、时脉冲（1PPH）的跳线选择和信号的极性跳线选择等硬件跳线；可以适应外部电源为5~380V的各种应用场合。

所述RS485对时模件65用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为RS485差分信号后输出，也采用22针凤凰端子，还包括输出信号的B码（IRIG-B）、秒脉冲（1PPS）、分脉冲（1PPM）、时脉冲（1PPH）的跳线选择和信号的极性跳线选择等硬件跳线。

本实用新型提供的时钟同步装置，采用双电源供电，使得任一电源损坏都不影响装置的正常工作，可以极大地提高装置可靠性；采用GPS卫星和北斗卫星的双时钟源进行授时，使得任一时钟源异常均不影响装置时钟同步信号；采用高精度恒温晶振进行守时，当发生卫星时钟信号失效情况时，依然能在指定时间范围内输出高精度同步时钟信号。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何的简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种时钟同步装置，其特征在于：包括设置有对时及电源总线接口的母板模件，通过对时及电源总线接口均与母板模件相连的第一电源模件、第二电源模件、人机接口模件、时钟源模件和对时信号输出模件；所述人机接口模件通过通信总线与时钟源模件相连；

所述母板模件用于为第一电源模件、第二电源模件、人机接口模件、时钟源模件和对时信号输出模件提供电气连接；

所述第一电源模件和第二电源模件均用于为母板模件提供工作电源；

所述人机接口模件用于人机界面的连接和控制；

所述时钟源模件用于接收卫星时钟信号和地面时钟信号，驱动对时及电源总线接口，为对时信号输出模件提供时钟信号；

所述对时信号输出模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号经转换后输出。

2.根据权利要求1所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述时钟源模件包括时钟同步及守时处理模块，均与时钟同步及守时处理模块相连的卫星时钟信号处理模块、本地时钟信号处理模块和高精度晶振模块；

所述卫星时钟信号处理模块通过天线接收GPS卫星时钟信号和北斗卫星时钟信号，所述本地时钟信号处理模块用于接收地面时钟信号；所述时钟同步及守时处理模块、卫星时钟信号处理模块和本地时钟信号处理模块均包括FPGA芯片和解码器。

3.根据权利要求2所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述高精度晶振模块采用高精度恒温晶振。

4.根据权利要求1所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述对时信号输出模件包括光纤对时模件、串口对时模件、TTL对时模件、光耦对时模件和RS485对时模件；

所述光纤对时模件、串口对时模件、TTL对时模件、光耦对时模件和RS485对时模件均包括硬件跳线，所述硬件跳线包括输出信号的B码、秒脉冲、分脉冲、时脉冲的跳线选择和信号的极性跳线选择；

所述光纤对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为光信号后输出；所述串口对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为RS232串口电平信号后输出；所述TTL对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号进行TTL电平隔离后输出；所述光耦对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为无源光耦信号后输出；所述RS485对时模件用于从时钟源模件获得当前时钟信号，并将时钟信号从TTL电信号转换为RS485差分信号后输出。

5.根据权利要求4所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述光纤对时模件采用ST多模光纤接口。

6.根据权利要求4所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述串口对时模件采用DB9通用串行接口。

7.根据权利要求4所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述TTL对时模件采用同轴电缆BNC接口。

8.根据权利要求4所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述光耦对时模件和RS485对时模件均采用22针凤凰端子。

9.根据权利要求1所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述通信总线为串行通信总线。

10.根据权利要求1所述的一种时钟同步装置，其特征在于：所述母板模件还设置有金手指连接方式的标准物理接口。