CN206833175U - 一种多参考源授时系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种多参考源授时系统，包括晶振模块，还包括时间信号选择器，时间信号选择器通过第一开关与GPS/BD2双模时间信号模块连接，时间信号选择器通过第二开关与时间信号模块连接，时间信号选择器通过第三开关与PTP/NTP以太网信号模块连接，时间信号选择器通过第四开关与时间信号接口连接，时间信号选择器依次通过倍频器模块、第一锁相环模块、鉴相器模块与第二锁相环模块连接，第二锁相环模块通过第五开关与时间信号选择器连接，晶振模块与鉴相器模块连接。本实用新型使用多个时间源互为备用，具有性能可靠、安全性高、精度高的特点。

Description

一种多参考源授时系统

技术领域

本实用新型涉及卫星授时技术领域，具体涉及一种多参考源授时系统，适用于智能变电站、发电厂的时间同步系统，为电网自动化、频率监视、相位测量等提供基准时间信号。

背景技术

当前智能变电站、发电厂的时间同步系统通常使用全球定位系统(GPS)或北斗二代卫星(BD2)卫星信号中的时间信息来同步本地的授时系统，而从天线接收来的卫星信号经常由于天气变化(如下雨)等环境的变化以及建筑物等的影响而不稳定，不稳定的信号造成从GPS、BD2间的接收来回切换，每次切换都会带来相位波动，从而影响授时系统的稳定性和准确度，而目前智能变电站的时间同步系统对时间频率的稳定性和准确度有着越来越高的要求，当前大部分时间同步设备功能单一，抗干扰性能不好，稳定性和可靠性不高。

新采用的多参考源授时系统通过接收、数字传输系统一次群(E1)、精确时间协议/网络时间协议(PTP/NTP)、时间接口信号，进行多时间源互为备用，除了GPS、BD2外还支持E1、PTP/NTP、时间接口信号(1PPS)等时间输入源，解决了GPS、BD2时间同步源输入比较单一而存在的重大安全隐患，新采用的多参考源授时系统除解决GPS、BD2时间同步源输入单一外，还采用了双锁相环和恒温晶体振荡器(OCXO)，降低了时间同步源输入来回切换带来的相位波动，抗干扰能力更强，稳定性和可靠性更高。

实用新型内容

本实用新型的目的是在于针对现有技术存在的上述问题，提供一种多参考源授时系统，该系统采用多时间源输入，即GPS、BD2、E1、PTP/NTP、时间接口信号等时间输入；在多参考源选择情况下满足设备对时间的需求，同时采用了双锁相环，降低了时间同步源输入来回切换带来的相位波动，提高抗干扰能力、提高稳定性和可靠性，为智能变电站以及其他电力系统的系统监视、系统控制、系统测量、故障记录等提供高精确、高稳定性、高安全性、高可靠性的标准时间服务。

一种多参考源授时系统，包括晶振模块，还包括时间信号选择器，时间信号选择器通过第一开关与GPS/BD2双模时间信号模块连接，时间信号选择器通过第二开关与时间信号模块连接，时间信号选择器通过第三开关与PTP/NTP以太网信号模块连接，时间信号选择器通过第四开关与时间信号接口连接，时间信号选择器依次通过倍频器模块、第一锁相环模块、鉴相器模块与第二锁相环模块连接，第二锁相环模块通过第五开关与时间信号选择器连接，晶振模块与鉴相器模块连接。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点：

1、输出的时间精度高；

2、信号切换更加平稳；

3、系统稳定性、可靠性好。

附图说明

图1为本实用新型原理框图；

图中，1-GPS/BD2双模时间信号模块、2-时间信号模块、3-PTP/NTP以太网信号模块、4-时间信号接口、5-时间信号选择器、6-倍频器模块、7-第一锁相环模块、8-鉴相器模块、9-第二锁相环模块、10-晶振模块。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的技术方案作进一步详细描述。

如1图所示，一种多参考源授时系统，包括晶振模块10，还包括时间信号选择器5，时间信号选择器5通过第一开关与GPS/BD2双模时间信号模块1连接，时间信号选择器5通过第二开关与时间信号模块2连接，时间信号选择器5通过第三开关与PTP/NTP以太网信号模块3连接，时间信号选择器5通过第四开关与时间信号接口4连接，时间信号选择器5依次通过倍频器模块6、第一锁相环模块7、鉴相器模块8与第二锁相环模块9连接，第二锁相环模块9通过第五开关与时间信号选择器5连接，晶振模块10与鉴相器模块8连接。

GPS/BD2双模时间信号模块1，GPS/BD2双模时间信号模块1型号可以采用ATGM331C模块，GPS/BD2双模时间信号模块1将GPS或BD2信号转换为GPS/BD2 秒脉冲时间信号，GPS/BD2秒脉冲时间信号通过第一开关输出到时间信号选择器 5中作为一种参考时间源。

时间信号模块2，时间信号模块2型号可以采用LPC1765模块，时间信号模块2把E1信号转换为E1秒脉冲时间信号，E1秒脉冲时间信号通过第二开关输出到时间信号选择器5中作为一种参考时间源。

PTP/NTP以太网信号模块3，PTP/NTP以太网信号模块3可以采用DP83640 模块，PTP/NTP以太网信号模块3把PTP/NTP信号转换为PTP/NTP秒脉冲时间信号，PTP/NTP秒脉冲时间信号通过第三开关输出到时间信号选择器5中作为一种参考时间源。

时间信号接口4，时间信号接口4可以采用BNC连接器，时间信号接口4把外部秒脉冲时间信号通过第四开关传输到时间信号选择器5中作为一种参考时间源。

时间信号选择器5，时间信号选择器5可以采用EP3C80模块。当在通常(非切换)状态时，通过第一开关、第二开关、第三开关、第四开关选择GPS/BD2 秒脉冲时间信号、E1秒脉冲时间信号、PTP/NTP秒脉冲时间信号、1PPS秒脉冲信号中的一路信号作为当前参考时间源的秒脉冲信号输入到时间信号选择器5，时间信号选择器5将当前参考时间源的秒脉冲信号传输到倍频器模块6，第二锁相环模块9的输出分成两路完全相同的信号，一路为系统输出提供给用户使用，另一路反馈给时间信号选择器5作为输入缓冲信号；当在切换状态下，即欲从当前参考时间源切换到新的参考时间源的过程中，第一开关、第二开关、第三开关以及第四开关断开，第五开关闭合，第二锁相环模块9将输入缓冲信号通过第五开关输入到时间信号选择器5中作为缓冲参考时间源的秒脉冲信号，等待设定时间后，断开第五开关，闭合需要切换的新的当前参考时间源(GPS/BD2双模时间信号模块1或时间信号模块2或PTP/NTP以太网信号模块3或时间信号接口4) 对应的开关(第一开关或第二开关或第三开关或第四开关)，将新的当前参考时间源的秒脉冲信号输入到时间信号选择器5，以减小切换过程带来的波动。

倍频器模块6，倍频器模块6可以采用ZL30252模块，倍频器模块6对时间信号选择器5输出的秒脉冲信号进行倍频，倍频后的信号输出给第一锁相环模块 7。

第一锁相环模块7，第一锁相环模块7可以采用LMX2315模块，第一锁相环模块7对倍频器模块6输出的信号进行第一次锁相，锁相后的信号输出给鉴相器模块8。

鉴相器模块8，鉴相器模块8可以采用XC95216模块，鉴相器模块8对第一锁相环模块7输出的信号与晶振模块10提供的高稳信号进行鉴相，鉴相后的信号输出给第二锁相环模块9。

第二锁相环模块9，第二锁相环模块9可以采用EP3C55模块，第二锁相环模块9对鉴相器模块8输出的信号进行第二次锁相，进一步减小相位波动，第二锁相环模块9的输出一分为二，一路为系统输出，提供给用户质量好、稳定可靠的时间信号，另一路输出信号反馈回时间信号选择器5作为输入缓冲信号。

晶振模块10，晶振模块10可以采用OX6740模块，晶振模块10本身产生的高稳定信号输出给鉴相器模块8，为鉴相器模块8提供稳定可靠的本地时钟信号。

在本实用新型中，使用多参考时间源进行输入，通过对多参考时间源信号进行选择、倍频器模块倍频以及第一锁相环模块锁相后，得到稳定的时间信号，第一锁相环模块的输出与本地高稳晶振OCXO输出的信号再通过鉴相器模块鉴相后进入第二锁相环模块，经过第二锁相环模块再次锁相后，输出高精度且稳定性好的时间信号给用户，该稳定的时间信号同时反馈到时间信号选择器作为输入缓冲信号，在输入信号切换过程中起到缓冲作用，以减小信号切换过程中引起的波动，第二锁相环模块除能提供高精度、稳定性好的时间信号外，还具有保持作用，能进一步滤除切换过程中引起的波动，直到稳定过渡到多参考时间源中新的参考时间源，通过该二级锁相环的设计，起到柔性切换的作用；避免时间源切换过程导致的刚性时变跳动。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。

Claims (1)

1.一种多参考源授时系统，包括晶振模块(10)，其特征在于，还包括时间信号选择器(5)，时间信号选择器(5)通过第一开关与GPS/BD2双模时间信号模块(1)连接，时间信号选择器(5)通过第二开关与时间信号模块(2)连接，时间信号选择器(5)通过第三开关与PTP/NTP以太网信号模块(3)连接，时间信号选择器(5)通过第四开关与时间信号接口(4)连接，时间信号选择器(5)依次通过倍频器模块(6)、第一锁相环模块(7)、鉴相器模块(8)与第二锁相环模块(9)连接，第二锁相环模块(9)通过第五开关与时间信号选择器(5)连接，晶振模块(10)与鉴相器模块(8)连接。