KR102064760B1 - 시간 동기신호 전송을 위한 irig 아날로그/디지털 신호변환장치 - Google Patents

시간 동기신호 전송을 위한 irig 아날로그/디지털 신호변환장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102064760B1
KR102064760B1 KR1020170171924A KR20170171924A KR102064760B1 KR 102064760 B1 KR102064760 B1 KR 102064760B1 KR 1020170171924 A KR1020170171924 A KR 1020170171924A KR 20170171924 A KR20170171924 A KR 20170171924A KR 102064760 B1 KR102064760 B1 KR 102064760B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
signal
irig
analog
time
digital
Prior art date
Application number
KR1020170171924A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20190078702A (ko
Inventor
문병진
한유수
최용태
Original Assignee
한국항공우주연구원
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 한국항공우주연구원 filed Critical 한국항공우주연구원
Priority to KR1020170171924A priority Critical patent/KR102064760B1/ko
Publication of KR20190078702A publication Critical patent/KR20190078702A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102064760B1 publication Critical patent/KR102064760B1/ko

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G04—HOROLOGY
    • G04F—TIME-INTERVAL MEASURING
    • G04F10/00—Apparatus for measuring unknown time intervals by electric means
    • G04F10/005—Time-to-digital converters [TDC]
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03D—DEMODULATION OR TRANSFERENCE OF MODULATION FROM ONE CARRIER TO ANOTHER
    • H03D3/00—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations
    • H03D3/02—Demodulation of angle-, frequency- or phase- modulated oscillations by detecting phase difference between two signals obtained from input signal
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03M—CODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00—Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/12—Analogue/digital converters
    • H03M1/50—Analogue/digital converters with intermediate conversion to time interval

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Synchronisation In Digital Transmission Systems (AREA)

Abstract

본 발명은 일반적인 아날로그/디지털 신호변환장치에서 발생하는 시간지연을 극복할 수 있는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치에 관한 것으로, 신호발생장치로부터 아날로그 변조된 IRIG신호를 수신해 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부, 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 디지털 신호를 입력받고, 상기 디지털 신호가 시작되는 시점을 검출하여 펄스신호를 발생시키는 위상 검출부, 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 디지털 신호를 입력받아 시간 정보를 추출하는 추출부 및 상기 위상 검출부에서 펄스신호가 입력되면, 상기 IRIG신호보다 앞서 입력되어 상기 추출부에서 시간정보가 추출된 IRIG신호의 시간정보에 적어도 하나 이상 IRIG신호의 프레임 시간을 더한 보정시간정보를 임무참여 장비로 송신하는 타이밍 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치{IRIG analog/digital signal converter for time synchronous signal transmission}
본 발명은 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치에 관한 것으로써, 보다 상세히는 일반적인 아날로그/디지털 신호변환장치에서 발생하는 시간지연을 극복할 수 있는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치에 관한 것이다.
나로우주센터에서는 발사체의 발사 임무 수행을 위하여, 발사체의 추적, 발사체의 위치 및 상태 감시, 정보 전시등과 같은 기능을 수행하는 주요 임무참여 장비간의 정확한 시간 동기가 필요하며, 발사 시간 제어 및 관리를 위하여 도 1에 도시된 바와 같은 임무참여 장비간의 시간동기를 위한 표준시간 분배용 독립망을 구축하여 운용하고 있다.
GPS위성으로부터 수신된 시간정보는 임무 참여 장비들로 분배되어 각 장비별로 시간 동기가 진행된다. 표준시간 분배용 독립망에는 다양한 통신방식이 사용될 수 있지만, 나로우주센터에서는 표준시간 분배 및 동기화 방식으로 IRIG(Inter Range Instrumentation Group) 타임 코드 및 NTP(Network Time Protocol)를 사용하고 있다.
IRIG 타임 코드는 프레임의 주기 및 간격, 변조방식, 코딩방식 등에 따라 세부적으로 다양한 신호형태를 가지는데, 나로우주센터에서는 임무참여 장비의 요구에 따라 크게 원거리 전송을 위해 IRIG 타임 코드를 진폭 변조(AM, Amplitude Modulation)하여 1kHz의 반송파 신호를 송신하는 아날로그 방식과, 근거리 전송을 위해 별도의 변조 없이 디지털 펄스를 이용하여 신호를 송신하는 디지털 방식을 사용한다.
아날로그 방식에서 사용하는 아날로그 변조된 신호의 경우 원거리 전송에는 별다른 문제가 없지만, 디지털 방식에서 사용하는 디지털 신호의 경우 송신거리의 제약이 있어 원거리를 전송하기는 어렵다.
상기한 디지털 방식의 송신거리 제약을 해결하기 위해서는 두 가지 방법이 있을 수 있다. 한 가지 방법은 디지털 신호를 필요로 하는 임무참여 장치와 가까운 위치에 신호발생장치를 설치하고 디지털 신호를 근거리에 위치한 임무참여 장치로 송신하는 방법인데, 상기한 방법은 고가의 신호발생장치를 추가로 설치해야 하고, 신호발생장치가 전원에 연결되어야 하며, GPS위성으로부터 시간신호를 수신받기 위해 GPS안테나가 추가적으로 필요하다는 문제점이 있다.
다른 하나의 방법으로는 신호발생장치에서 아날로그 변조된 IRIG신호를 임무참여 장치의 근거리에 설치된 아날로그/디지털신호 변환장치로 송신하고, 아날로그/디지털 변환장치는 수신한 아날로그 변조된 IRIG신호를 디지털 신호로 변환하여 임무참여장치에 송신하는 방법이다. 이러한 방법은 상대적으로 저렴한 아날로그/디지털 신호변환장치를 사용할 수 있으나 현재 일반적으로 사용되고 있는 아날로그/디지털신호 변환장치로 아날로그 변조된 IRIG신호를 디지털 신호로 복조할 경우 수ms의 지연을 포함하게 되어, 발사 및 발사체 추적을 수행하는 임무참여 장비에 사용하기는 부적합한 문제점이 있었다.
한국공개번호 제10-2011-0042659호("GPS IRIG-B 신호를 이용한 1PPS 동기신호 생성 장치", 공고일 2012.07.03.)
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로써, 본 발명에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치의 목적은 나로우주센터와 같은 시간동기화 신호인 IRIG 신호를 원거리로 전송할 필요가 있어 아날로그/디지털 신호변환장치를 사용하는 시스템에 있어서, 변조된 아날로그 IRIG신호를 디지털 신호로 변환시 지연시간이 10us이하가 될 수 있도록 하는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치는, 신호발생장치로부터 아날로그 변조된 IRIG신호를 수신해 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부, 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 디지털 신호를 입력받고, 상기 디지털 신호가 시작되는 시점을 검출하여 펄스신호를 발생시키는 위상 검출부, 상기 아날로그/디지털 변환부로부터 디지털 신호를 입력받아 시간 정보를 추출하는 추출부 및 상기 위상 검출부에서 펄스신호가 입력되면, 상기 IRIG신호보다 앞서 입력되어 상기 추출부에서 시간정보가 추출된 IRIG신호의 시간정보에 적어도 하나 이상 IRIG신호의 프레임 시간을 더한 보정시간정보를 임무참여 장비로 송신하는 타이밍 보정부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 타이밍 보정부는 상기 펄스신호가 입력되면, 상기 펄스신호에 해당하는 IRIG신호 직전에 입력된 IRIG신호의 시간정보에 단일의 IRIG신호의 프레임 시간을 더한 보정시간정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 타이밍 보정부는 상기 신호발생장치, 상기 아날로그/디지털 변환부 및 상기 위상 검출부로 신호가 전달되는데 소요되는 시간인 제1오차시간을 측정하고, 상기 위상검출부에서 펄스신호가 입력된 후, 적어도 하나 이상의 IRIG신호 프레임의 시간에서 상기 제1오차시간의 차만큼 후에 상기 보정시간정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 타이밍 보정부는 상기 펄스신호가 입력된 때부터 상기 펄스신호에 대응되는 IRIG신호의 시간정보가 입력되기까지의 제2오차시간을 측정하고, 상기 시간정보가 입력된 후, 적어도 하나 이상의 IRIG신호 프레임의 시간에서 상기 제2오차시간의 차만큼 후에 상기 보정시간정보를 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털 신호를 필터링하고, 필터링된 신호를 상기 위상 검출부 및 상기 추출부로 출력하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털 신호의 DC성분을 제거한 후 DC성분이 제거된 신호를 상기 위상 검출부 및 상기 추출부로 출력하는 DC오프셋 제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치.
또한, 상기 타이밍 보정부는 입력되는 윤년/윤초정보 및 상기 임무참여 장비에 따라 선택적으로 윤년/윤초정보가 적용된 보정시간정보를 임무참여 장비에 송신하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 추출부는 입력된 디지털 신호에 포함되는 두 개의 진폭을 근거로 마커신호와 스페이스신호를 구분하는 AM복조부 및 상기 AM복조부에서 복조된 마커신호와 스페이스신호를 조합해, 단일 IRIG신호의 프레임 경계를 파악하고, 시간정보의 필드를 구분하여 시간정보를 추출하는 프레임 검출부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 IRIG신호는 IRIG-A, IRIG-B 또는 IRIG-G코드인 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 본 발명에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치에 의하면, 본 발명에 IRIG신호가 입력되면 위상 검출부에서 펄스신호를 발생한 후 타이밍 보정부에 입력되고, 타이밍 보정부는 펄스신호가 입력되면 상기 IRIG신호 이전에 입력된 IRIG신호의 시간정보를 보정하여 출력하기 때문에, IRIG신호의 시간정보를 추출하는데 소요되는 지연시간을 보상할 수 있어, 10us이하의 지연시간으로 임무참여 장치들의 시간을 동기화시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 나로우주센터에서 사용하는 표준시간 분배용 독립망의 블록도.
도 2는 본 발명의 일실시예의 블록도.
도 3은 IRIG-B 코드의 타임라인 개략도.
도 4는 본 발명의 제1동작 실시예에서의 신호입력 시간의 개략도.
도 5는 본 발명의 제2동작 실시예에서의 신호입력 시간의 개략도.
이하 첨부된 도면을 참고하여 본 발명에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치의 바람직한 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
본 발명의 각각의 구성은 유기적으로 연결되어 있으므로, 본 발명의 일실시예에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치를 구성하는 구성들의 역할에 관하여 설명한 후, 본 발명의 각각의 구성을 어떻게 동작하는지에 대해서 동작 실시예를 들어 설명한다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치(1000)의 블록도를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치(1000)는 아날로그/디지털 변환부(100), 위상 검출부(200), 추출부(300) 및 타이밍 보정부(400)를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 신호발생장치(20)는 GPS안테나(10)로부터 GPS시간 정보를 수신하고, 이를 아날로그 진폭 변조(Amplitude Modulation, AM)하여 본 발명에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치(1000)로 전송하는 장치이다.
신호발생장치(20)에서 AM변조되는 IRIG신호는 IRIG-A, IRIG-B 또는 IRIG-G코드일 수 있으며, 본 발명의 일실시예에서는 단일 프레임의 길이가 1초인 IRIG-B 타입의 코드의 경우에 대해서 중점적으로 설명한다. 신호발생장치(20)에서는 1kHz의 반송파로 AM변조하여 신호의 진폭으로 1과 0을 구분하는 IRIG B-12X AM코드를 송신한다.
도 2에 도시된 아날로그/디지털 변환부(100)는 신호발생장치(20)로부터 아날로그 변조된 IRIG-B신호를 수신해 디지털 신호로 변환시킨다.
아날로그/디지털 변환부(100)에서 디지털신호로 변환된 IRIG-B신호에서 반송파 주파수대역만을 사용하기 위해 본 발명의 일실시예는 필터부(500)를 더 포함할 수 있다.
필터부(500)는 상술한 바와 같이, 상기 아날로그/디지털 변환부(100)에서 변환된 디지털 신호 중 반송파 주파수대역을 제외한 다른 주파수대역을 필터링 하는 것으로 적어도 하나 이상의 필터가 사용될 수 있으며, 로우 패스 필터(Low pass filter), 하이 패스 필터(High pass filter) 또는 밴드 패스 필터(Band pass filter)와 같이 다양한 종류의 필터가 사용될 수 있다.
아날로그/디지털 변환부(100)에서 디지털 신호로 변환된 IRIG신호는 필터부(500)를 거치면서 잡음이 제거되지만, DC성분(DC오프셋)은 제거되지 않는다. DC오프셋은 후술할 구성들에서 타이밍을 검출할 경우 타이밍 오차의 또 다른 원인이 될 수 있다. 따라서 본 발명의 일실시예는 아날로그/디지털 변환부(100)에서 디지털 신호로 변환된 IRIG신호의 DC성분을 제거하기 위한 DC오프셋 제거부(510)를 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 본 발명의 일실시예에서는 아날로그/디지털 변환부(100), 필터부(500) 및 DC오프셋 제거부(510) 순서로 디지털 신호의 필터링과 DC성분의 제거가 이루어진다. 그러나 본 발명은 이에 한정하는 것이 아니며, 필터부(500)와 DC오프셋 제거부(510)의 순서는 변경되어도 관계없다.
DC오프셋 제거부(510)를 통과해 DC성분이 제거된 신호는 후술할 위상 검출부(200)와 추출부(300)로 출력된다.
위상 검출부(200)는 DC오프셋 제거부(510)로부터 DC성분이 제거된 신호를 입력받고, 신호의 파형이 시작되는 시점, 즉 파형이 음에서 양으로 바뀌는 시점을 검출하여 펄스신호를 발생시킨다. 위상 검출부(200)에서 발생시키는 펄스신호의 주기는 1ms일 수 있다. 위상 검출부(200)에서 발생하는 펄스신호는 후술할 추출부(300)와 타이밍 보정부(400)에 입력될 수 있다.
추출부(300)는 DC오프셋 제거부(510)에서 필터링된 신호와 위상검출부(200)에서 발생한 펄스를 입력받아 입력된 신호에 포함되는 시간정보를 추출하며, AM복조부(310)와 프레임 검출부(320)를 포함할 수 있다.
AM복조부(310)는 상기 추출부(300)에 입력된 디지털 신호에 포함되는 두 개의 진폭을 근거로 마커(Marker)신호와 스페이스(Space)신호를 구분한다. 마커신호는 신호발생장치(20)에서 시간정보를 AM변조할 때, 1에 해당하는 진폭을 가지는 신호이고, 스페이스신호는 0에 해당하는 진폭을 가지는 신호로, 단일 프레임의 IRIG신호는 마커신호와 스페이스신호를 포함하며, AM복조부(310)는 상기 마커신호와 스페이스신호를 구분한다.
AM복조부(310)에서 마커신호와 스페이스신호의 특성이 서로 차이를 보이는 것을 이용하여 마커신호와 스페이스신호를 구분한다.(마커신호의 진폭을 3이라고 할 때, 스페이스신호의 진폭은 1이하이기 때문에 진폭의 크기에서 차이를 보이고, 마커신호의 파워가 9라 할 때 스페이스신호의 파워는 1이하로 진폭과 파워에서 각각 차이가 나타남) 구체적으로는 한 파형(1ms) 동안 AM IRIG신호의 파워를 측정하여 기준값과 비교해 결정하는데, 기준값은 한 프레임동안 발생하는 마커신호와 스페이스신호의 개수가 평균적으로 비슷하다는 점을 감안해, 한 프레임 동안 AM IRIG신호의 평균 파워를 측정해 사용할 수 있다.
프레임 검출부(320)는 위상 검출부(200)에서 입력되는 펄스신호를 참고하고, AM복조부(310)에서 복조된 마커신호와 스페이스신호를 조합해 단일 IRIG신호의 프레임 경계를 파악한다. 앞서 도 3을 참고하여 설명했듯, 한 프레임의 IRIG-B신호의 시작과 끝 부분에는 8ms의 펄스가 반복되고, 프레임 내부에는 구분자(Reference) 신호가 포함된다. 즉, 단일 프레임의 IRIG-B신호는 구분자 신호를 통해 시간정보가 포함되는 필드들이 포함되며, 도 3에는 IRIG-B신호의 필드들이 도시되어 있다. 도 3에 도시된 바와 같이, 단일 프레임의 IRIG-B신호는 "초/분/시간/날짜/연도/기타 제어값" 의 순서대로 필드들이 존재하며, 프레임 검출부(330)는 해당 필드들에서 한 프레임의 IRIG-B신호에 포함된 시간정보를 추출할 수 있다.
타이밍 보정부(400)는 위상 검출부(200)와 추출부(300)에서 각각 입력된 펄스신호와 시간정보를 이용하여, 임무참여 장비(30)로 시간정보를 송신하는 역할을 한다. 단, 타이밍 보정부(400)에서 임무참여 장비(30)로 송신되는 시간정보는 보정을 거치며, 타이밍 보정부(400)에서 보정하는 방식에 따라 본 발명의 제1동작 실시예와 제2동작 실시예로 나뉘므로, 이하 첨부된 도면을 참고하여 타이밍 보정부(400)의 실시예들, 즉 제1동작 실시예와 제2동작 실시예에 관하여 상세히 설명한다.
[제1동작 실시예]
도 4는 본 발명의 제1동작 실시예를 설명하기 위해, 신호발생장치(20)에서 신호를 수신한 시점, 위상 검출부(200)에서 펄스신호가 생성된 시점, 추출부(300)에서 시간정보를 추출한 시점, 타이밍 보정부(400)에 위상 검출부(200)에서 생성된 펄스신호와 추출부에서 추출된 시간정보가 입력되는 시점 및 임무참여 장비(30)로 시간정보가 송신되는 시점을 도시한 것이다. 수직 방향으로 도시되되, 복수개가 평행하게 배치된 빨간색 선은 1초 간격을 보다 용이하게 나타내기 위해 도시한 것이며, 도 4에서는 단일 프레임의 길이가 1초인 IRIG-B신호를 기준으로 설명한다.
먼저, 도 4에 도시된 바와 같이 0초 시점인 t1시간에 신호발생장치(20)는 GPS안테나(10)에서 수신한 시간정보를 제1IRIG-B신호로 AM변조 후 본 발명에 의한 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치(1000)로 송신한다. 본 발명의 일실시예로 송신된 제1IRIG-B신호는 아날로그/디지털 변환부(100) 및 필터부(500), DC오프셋 제거부(510)를 통과하고, 위상검출부(200)와 추출부(300) 각각에 입력되며, 위상 검출부(200)는 신호의 시작 지점에서 펄스신호를 발생시킨다.
도 4에서 시간 t1'는 위상 검출부(200)에서 펄스신호가 발생한 시점이며, 신호발생장치(20)에서 시간정보가 수신된 시각인 t1과 t1'은 서로 일정정도의 시간오차가 발생하나, 도 4에 도시된 것과 같이 크지 않다.(도 4에서는 1프레임 길이의 1/10인 100ms로 표현되어 있지만, 실제 오차는 더 짧음)
추출부(300)로 입력된 신호는 AM복조부(310) 및 프레임 검출부(320)를 거쳐 시간정보가 추출되는데, 시간정보가 추출된 시점은 t1''이다.
추출부(300)에서는 여러 단계를 거쳐 신호의 보정 및 시간정보를 추출하기 때문에, t1''은 t1'보다 늦으며, 신호발생장치(20)에서 신호를 수신한 시각인 t1보다도 늦다. 타이밍 보정부(400)는 제1IRIG-B신호, 즉 1프레임에 입력된 제1IRIG-B신호에 대한 시간정보는 임무참여 장비(30) 에 출력하지 않는다.
신호발생장치(20)는 1초 시점인 t2에 다음 시간정보가 포함된 신호를 제2IRIG-B신호로 AM변조하여 아날로그/디지털 변환부(100)로 전송하고, 아날로그/디지털 변환부(100), 필터부(500) 및 DC오프셋 제거부(510)를 거친 제2IRIG-B신호는 위상 검출부(200)에서 t2'시점에 펄스신호를 발생시킨다. 타이밍 보정부(400)는 위상 검출부(200)로부터 펄스신호를 입력받아, 펄스신호가 발생한 시점인 t2'시점에서 이전 프레임, 즉 1프레임에서 추출된 시간정보에 IRIG-B신호의 단일 프레임의 길이인 1초를 더한 정보를 임무참여 장비(30)로 송신한다.
즉, 본 발명의 타이밍 보정부(400)는 추출부(300)에서 신호에 포함된 시간정보를 추출하는데 걸리는 지연시간을 고려하여 1프레임의 시간정보는 임무참여 장비(30)에 송신하지 않고, 2프레임에 신호가 입력되자마자(펄스신호가 발생한 시점, t2') 1프레임에서 추출된 시간정보에 1초를 더해 임무참여 장비(30)로 송신하여, 추출부(300)에서 지연시간이 발생하더라도 이를 보상할 수 있다.
추출부(300)로 입력된 제2IRIG-B신호는 1프레임에서 수행되었듯 AM복조부(310) 및 프레임 검출부(320)를 거쳐 시간정보가 추출되고, 추출된 시간정보를 별도의 레지스터에 저장한다. 이후 3프레임에서 펄스신호가 입력되면(t3'시점) 2프레임의 시간정보에 1초를 더해 임무참여 장비(30)에 송신함으로써, 비교적 적은 오차(tn과 tn'의 차이, 이하 n=1, 2, 3, 4 ...)로 디지털신호를 사용하는 임무참여 장비(30)들을 동기화 시킬 수 있다.
[제2동작 실시예]
도 5는 본 발명의 제2동작 실시예를 설명하기 위해, 도 4와 마찬가지로 신호발생장치(20)에서 신호를 수신한 시점과, 위상 검출부(200)에서 펄스신호가 생성된 시점, 추출부(300)에서 시간정보를 추출한 시점, 타이밍 보정부(400)에 위상 검출부(200)에서 생성된 펄스신호와 추출부에서 추출된 시간정보가 입력되는 시점 및 임무참여 장비(30)에 시간정보가 수신되는 시점을 도시한 것이다. 수직 방향으로 도시되되, 복수개가 평행하게 배치된 빨간색 선은 도 4와 마찬가지로 1초 간격을 보다 용이하게 나타내기 위해 도시한 것이며, 도 5또한 도 4와 동일하게 단일 프레임의 길이가 1초인 IRIG-B신호를 기준으로 설명한다.
본 발명의 제2동작 실시예가 제1동작실시예와 다른 점은, 신호발생장치(20)의 신호가 수신되는 시점인 tn과 위상 검출부(200)에서 펄스신호가 발생하는 시점인 tn'사이의 오차를 보정한다는 점이다. 먼저, 신호발생장치(20)의 신호가 수신되는 시점 tn과 위상 검출부(200)에서 펄스신호가 발생하는 시점인 tn'의 오차는 장비의 환경에 따라 결정되는 값이므로, 정밀한 측정을 통하거나 통계적으로 파악할 수 있다.
또한, 타이밍 보정부(400)에는 위상 검출부(200)에서 발생한 펄스신호와 추출부(300)에서 추출된 시간정보가 모두 입력되기 때문에, 펄스신호가 입력되는 시점 tn'과 tn'' 사이의 간격은 측정 가능하다. 따라서 본 발명의 제2동작 실시예에서 타이밍 보정부(400)는, 신호발생장치(20)의 신호가 입력되는 시점으로부터 위상 검출부(200)에서 펄스신호가 발생하는 시점까지의 차이인 제 1오차시간(Time_err1)과 위상 검출부(200)의 펄스발생시점 t1'에서 추출부(300)에서 시간정보가 추출되는 t1''까지의 제2오차시간(Time_err2) 산출한다. 이후 타이밍 보정부(400)는 1프레임의 시간인 1초에서 제1오차시간(Time_err1)과 제2오차시간(Time_err2)을 뺀 시간만큼의 보정시간(Time_crt)을 구하고, t1''시점에서 보정시간(Time_crt) 이후에 제1IRIG-B신호에서 추출된 시간정보에 1초를 더한 시간정보를 임무참여 장비(30)로 송신함으로써, 제1동작 실시예에서 발생할 수 있는 오차를 보정할 수 있다.
상기한 제1동작 실시예와 제2동작 실시예에서 타이밍 보정부(400)는 제2프레임에서 바로 직전 프레임인 제1프레임에서 추출된 시간정보에 1초를 더한 시간정보를 송신했다. 단, 본 발명은 이에 한정하지 않으며, 타이밍 보정부(400)는 바로 직전 프레임에서 추출된 시간정보가 아닌, 더 이전에 추출된 시간정보에 소정의 시간을 더한 시간정보를 임무참여 장비(30)에 송신할 수 있다. 예를 들어, 3프레임에서는 제1프레임에서 추출된 시간정보에 2초를 더한 시간정보를 송신하고, 4프레임에서는 제2프레임에서 추출된 시간정보에 2초를 더한 시간정보를 송신하는 동작 실시예가 있을 수 있다.
또한, 상술한 본 발명에서는 IRIG-B신호에 대해서 설명했지만, IRIG-B신호보다 단일 프레임의 길이가 짧은 IRIG-A, IRIG-G신호가 사용되어, 각각의 단일 프레임 길이인 100ms와 10ms가 더해진 정보가 출력될 수 있다.
이하 본 발명의 추가적인 구성에 대해 설명한다.
본 발명의 일실시예에서 타이밍 보정부(400)는 임무참여 장비(30)로 보정된 시간정보를 송신할 때, 윤년 및 윤초가 적용된 보정시간정보를 송신할지 여부를 결정할 수 있다.
윤년의 경우 규칙적으로 적용되는 보정정보이므로, 타이밍 보정부(400)는 윤년을 적용할 시기에 맞춰 윤년을 적용하여 보정시간정보를 임무참여 장비(30)에 송신할 수 있다.
윤초의 경우 비주기적으로 적용되긴 하지만, 윤초의 적용시점은 협정 세계시(UTC)를 기준으로 6월 30일의 마지막 또는 12월 31일의 마지막이고, 미리 확인할 수 있기 때문에 윤초의 적용이 결정되면 작업자는 타이밍 보정부(400)에 윤초에 대한 정보를 미리 입력하여, 임무참여 장비(30)에 윤초가 적용된 시간정보가 송신될 수 있도록 할 수 있다.
단, 임무참여 장비(30)에 따라 외부 시스템과 연동되어, 윤초에 대한 정보를 자동으로 받는 장비가 있을 수 있다. 타이밍 보정부(400)는 시간정보를 송신하려는 임무참여 장비(30)가 윤초에 대한 적용이 외부 시스템과 연계되어 있는 장비일 경우, 윤초가 적용되지 않는 시간정보를 해당 임무참여 장비(30)로 송신한다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예는 클럭발생기(610), AFC제어부(620) 및 PLL(630)을 포함할 수 있다. PLL(620)은 본 발명의 일실시예에서 사용되는 시스템 클럭을 발생시키는 구성으로, 클럭발생기(TCXO)(610)에서 생성된 10MHz클럭을 참조해 발생시킨다. AFC제어부(620)는 주파수 가변성을 가지는 클럭발생기(610)를 제어하여 시스템 클럭을 신호발생장치(20)의 클럭에 동기화 시키는 역할을 한다.
본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.
10 : GPS안테나 20 : 신호발생장치
30 : 임무참여 장비
100 : 아날로그/디지털 변환부 200 : 위상 검출부
300 : 추출부
310 : AM복조부 320 : 프레임 검출부
400 : 타이밍 보정부
500 : 필터부 510 : DC오프셋 제거부
610 : 클럭 발생기 620 : AFC제어부
630 : PLL
1000 : 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치

Claims (9)

  1. 신호발생장치로부터 아날로그 변조된 IRIG신호를 수신해 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부;
    상기 아날로그/디지털 변환부로부터 디지털 신호를 입력받고, 상기 디지털 신호가 시작되는 시점을 검출하여 펄스신호를 발생시키는 위상 검출부;
    상기 아날로그/디지털 변환부로부터 디지털 신호를 입력받아 시간 정보를 추출하는 추출부; 및
    상기 위상 검출부에서 펄스신호가 입력되면, 상기 IRIG신호보다 앞서 입력되어 상기 추출부에서 시간정보가 추출된 IRIG신호의 시간정보에 적어도 하나 이상 IRIG신호의 프레임 시간을 더한 보정시간정보를 임무참여 장비로 송신하는 타이밍 보정부;
    를 포함하되,
    상기 타이밍 보정부는 상기 신호발생장치, 상기 아날로그/디지털 변환부 및 상기 위상 검출부로 신호가 전달되는데 소요되는 시간인 제1오차시간을 측정하고, 상기 위상검출부에서 펄스신호가 입력된 후, 적어도 하나 이상의 IRIG신호 프레임의 시간에서 상기 제1오차시간의 차만큼 후에 상기 보정시간정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치.
  2. 신호발생장치로부터 아날로그 변조된 IRIG신호를 수신해 디지털 신호로 변환하는 아날로그/디지털 변환부;
    상기 아날로그/디지털 변환부로부터 디지털 신호를 입력받고, 상기 디지털 신호가 시작되는 시점을 검출하여 펄스신호를 발생시키는 위상 검출부;
    상기 아날로그/디지털 변환부로부터 디지털 신호를 입력받아 시간 정보를 추출하는 추출부; 및
    상기 위상 검출부에서 펄스신호가 입력되면, 상기 IRIG신호보다 앞서 입력되어 상기 추출부에서 시간정보가 추출된 IRIG신호의 시간정보에 적어도 하나 이상 IRIG신호의 프레임 시간을 더한 보정시간정보를 임무참여 장비로 송신하는 타이밍 보정부;
    를 포함하되,
    상기 타이밍 보정부는 상기 펄스신호가 입력된 때부터 상기 펄스신호에 대응되는 IRIG신호의 시간정보가 입력되기까지의 제2오차시간을 측정하고, 상기 시간정보가 입력된 후, 적어도 하나 이상의 IRIG신호 프레임의 시간에서 상기 제2오차시간의 차만큼 후에 상기 보정시간정보를 송신하는 것을 특징으로 하는 시간 동기 신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치.
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털 신호를 필터링하고, 필터링된 신호를 상기 위상 검출부 및 상기 추출부로 출력하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치.
  6. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 아날로그/디지털 변환부에서 변환된 디지털 신호의 DC성분을 제거한 후 DC성분이 제거된 신호를 상기 위상 검출부 및 상기 추출부로 출력하는 DC오프셋 제거부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치.
  7. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 타이밍 보정부는 입력되는 윤년/윤초정보 및 상기 임무참여 장비에 따라 선택적으로 윤년/윤초정보가 적용된 보정시간정보를 임무참여 장비에 송신하는 것을 특징으로 하는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치.
  8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 추출부는
    입력된 디지털 신호에 포함되는 두 개의 진폭을 근거로 마커신호와 스페이스신호를 구분하는 AM복조부 및
    상기 AM복조부에서 복조된 마커신호와 스페이스신호를 조합해, 단일 IRIG신호의 프레임 경계를 파악하고, 시간정보의 필드를 구분하여 시간정보를 추출하는 프레임 검출부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치.
  9. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 IRIG신호는
    IRIG-A, IRIG-B 또는 IRIG-G코드인 것을 특징으로 하는 시간 동기신호 전송을 위한 IRIG 아날로그/디지털 신호변환장치.
KR1020170171924A 2017-12-14 2017-12-14 시간 동기신호 전송을 위한 irig 아날로그/디지털 신호변환장치 KR102064760B1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170171924A KR102064760B1 (ko) 2017-12-14 2017-12-14 시간 동기신호 전송을 위한 irig 아날로그/디지털 신호변환장치

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020170171924A KR102064760B1 (ko) 2017-12-14 2017-12-14 시간 동기신호 전송을 위한 irig 아날로그/디지털 신호변환장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20190078702A KR20190078702A (ko) 2019-07-05
KR102064760B1 true KR102064760B1 (ko) 2020-01-10

Family

ID=67225401

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020170171924A KR102064760B1 (ko) 2017-12-14 2017-12-14 시간 동기신호 전송을 위한 irig 아날로그/디지털 신호변환장치

Country Status (1)

Country Link
KR (1) KR102064760B1 (ko)

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101244878B1 (ko) * 2011-11-11 2013-03-25 한국표준과학연구원 복수의 변조신호를 이용한 시각정보 방송신호 송신장치 및 수신장치
JP2014027530A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Lapis Semiconductor Co Ltd 無線通信装置および受信信号の処理方法
KR101453952B1 (ko) * 2014-06-24 2014-10-23 엘아이지넥스원 주식회사 통신 시스템에서 동기신호 처리 장치

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101244878B1 (ko) * 2011-11-11 2013-03-25 한국표준과학연구원 복수의 변조신호를 이용한 시각정보 방송신호 송신장치 및 수신장치
JP2014027530A (ja) * 2012-07-27 2014-02-06 Lapis Semiconductor Co Ltd 無線通信装置および受信信号の処理方法
KR101453952B1 (ko) * 2014-06-24 2014-10-23 엘아이지넥스원 주식회사 통신 시스템에서 동기신호 처리 장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20190078702A (ko) 2019-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
MY196280A (en) Time Synchronization System and Transmission Apparatus
JP6463472B2 (ja) 同期信号変換装置
KR102064760B1 (ko) 시간 동기신호 전송을 위한 irig 아날로그/디지털 신호변환장치
KR20050010834A (ko) 신호 및 에코 수신시 동기화 방법 및 장치
EP3217579A1 (en) Audio network system
JP6001254B2 (ja) 列車制御装置
JP6363906B2 (ja) 同期信号変換装置
JP5823825B2 (ja) 列車制御装置
KR101164312B1 (ko) Ｇｐｓ ｉｒｉｇ－ｂ 신호를 이용한 1ｐｐｓ 동기신호 생성 장치
CN101370146B (zh) 基于相位展开和线性回归的色载波频差估计方法
CN114422071B (zh) 一种irig-b(dc)信号快速同步系统及同步方法
US10165530B2 (en) Verification of time information transmitted by time signals or time telegrams
JP6658542B2 (ja) 位置検出システム、その方法およびそのプログラム
JP4907890B2 (ja) Ｏｆｄｍ送信装置
JP6461041B2 (ja) 同期信号生成システム、位相差演算装置、及び同期信号生成装置
JP4664896B2 (ja) 情報配信システム並びにその方法及び送信装置及び受信装置
TWI572183B (zh) Digital timekeeping method and device
US20170118735A1 (en) Verification of Time Signals
JP4808017B2 (ja) 列車検知装置
JPS6083446A (ja) クロツク抽出方式
JPH02112342A (ja) フレーム重畳クロック分配装置
JPH08335921A (ja) Ｔｆｔｓ通信同期回路
JP2008294956A (ja) エラー検査装置
JP2008211357A (ja) 赤外線リモコン装置およびシステム
JP2003032160A (ja) 配電線搬送信号位相変復調方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant