KR19980082174A - 시간/주파수 발생장치의 주파수 위상 일치방법 - Google Patents

Abstract

1. 청구범위에 기재된 발명이 속한 기술분야

시간/주파수 발생장치

2. 발명이 해결하려고 하는 기술적 과제

종래 이중화된 시간/주파수 발생장치에서 두 시간/주파수 발생장치의 각 출력의 상승 시점을 일치시키지 않고 절체를 행함으로써 발생하는 타임 점프 문제를 해결하고자 한 것임.

3. 발명의 해결방법의 요지

이중화된 시간/주파수 발생장치에서 발생된 각각의 출력을 제어 지연량 만큼 지연시켜 출력하는 2개의 가변 지연장치를 구비하고, 시간/주파수 발생 동작이 시작되면 주기적으로 이중화된 시간/주파수 발생장치에서 각각 발생된 클럭을 최소자승법으로 계산하여 차이값을 산출하는 제1과정과; 상기 제1과정에서 산출한 차이값만큼 대기상태인 가변 지연장치의 지연량을 제어하여 두 출력의 상승 시점을 일치시키는 제2과정으로 이루어짐을 특징으로 한 것이다.

4. 발명의 중요한 용도

이중화로된 시간/주파수 발생장치에서 절체시 주파수 위상을 일치시키는데 적용되는 것임.

Description

시간/주파수 발생장치의 주파수 위상 일치방법

일반적으로, 시간/주파수 발생장치(TFG; Time-Frequence Genertor)는 GPS로부터 기준 시간을 수신하여 세계 표준 협정시(UTC:Universal Coordinated Time)로부터 시스템 설계자가 제시하는 만큼의 시간 오차를 가진 1PPS와, 주파수 오차를 가진 주파수 클럭을 출력하는 장비를 말한다.

종래의 시간/주파수 발생장치는, 시간/주파수를 발생하는 동일한 장치가 이중화로 구성되며, 이는 메인(액티브)이 되는 시간/주파수 발생장치가 운용중에 이상이 발생하면 즉시 대기상태로 있는 스탠바이 시간/주파수 발생장치로 절체를 하여 시간/주파수 발생이 유지되도록 동작한다.

그러나 상기와 같이 이중화로 구성되어 시간/주파수를 발생하는 종래의 시간/주파수 발생장치는 상승 시점이 유효한 2개의 클럭의 시간적 일치를 확인하지 않고 메인의 고장 유무에 따라서만 절체가 이루어지므로 시간적으로 큰 타임 점프가 발생하는 문제점이 있었다.

다시 말해, 도 1에 도시된 바와 같이 상승 시점이 유효한 2개의 클럭이 시간적으로 일치하지 않을 때 절체를 실시하면 시간적으로 큰 타임 점프(Time Jump)가 발생하게 된다.

상기와 같은 타임 점프는 주파수 클럭에서 위상이 0-180°까지 오차가 발생되어 사용자 시스템에 심각한 악영향을 주게된다.

도 1에서 (A)는 현재 동작하고 있는 메인 시간/주파수 발생장치의 출력이고, (B)는 대기중인 예비 시간/주파수 발생장치의 출력이며, (C)는 출력의 상승 시점변화를 나타낸 것이다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래 시간/주파수 발생장치의 절체시 발생하는 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 출력 주파수의 주기와 같은 크기의 지연장치와 최소 자승법을 이용하여 항상 시간/주파수 발생 이중화 회로의 출력을 시간적으로 일치시키도록 한 시간/주파수 발생장치의 주파수 위상 일치방법을 제공하는데 있다.

이러한 본 발명의 목적을 달성하기 위한 방법은 이중화된 시간/주파수 발생장치에서 발생된 각각의 출력을 제어 지연량 만큼 지연시켜 출력하는 2개의 가변 지연장치를 구비하고, 시간/주파수 발생 동작이 시작되면 주기적으로 이중화된 시간/주파수 발생장치에서 각각 발생된 클럭을 최소 자승법으로 계산하여 차이값을 산출하는 제1과정과; 상기 제1과정에서 산출한 차이값만큼 대기상태인 가변 지연장치의 지연량을 제어하여 두 출력의 상승 시점을 일치시키는 제2과정으로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 작용 및 효과를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 종래 시간/주파수 발생장치의 절체시 발생하는 문제점을 설명하기 위한 타이밍도,

도 2는 본 발명에 의한 시간/주파수 발생장치의 이중화회로도,

도 3은 본 발명에서 가변 지연장치를 사용한 경우의 시간/주파수 발생장치의 출력 타이밍도,

도 4는 본 발명에 의한 시간/주파수 발생장치의 주파수 위상 일치 방법을 보인 타이밍도,

도 5는 본 발명에서 가변 지연장치를 이용하여 주파수를 제어한 경우의 액티브/스탠바이 장치의 주파수 상태도.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

1:제1가변 지연장치2:제2가변 지연장치

3:선택 스위치4:제어부

도 2는 본 발명에 의한 주파수 위상 일치장치 이중화 회로도로서, 이중화된 시간/주파수 발생장치로부터 각각 발생된 클럭(입력)을 비교하여 오차를 산출하고 그 오차에 대응하는 지연량 제어값을 현재 대기중인 가변 지연장치에 전달해주는 제어부(4)와, 상기 제어부(4)에서 얻어지는 지연량 제어값에 따라 상기 이중화된 시간/주파수 발생장치로부터 각각 발생된 클럭(입력)을 지연시켜 출력하는 제1 및 제2가변 지연장치(1)(2)와, 상기 제1 및 제2가변 지연장치(1)(2)의 출력중 하나를 선택하기 위한 선택 스위치(3)로 구성된다.

이와 같이 구성된 주파수 위상 일치장치를 참조하여 본 발명에 의한 주파수 위상 일치방법을 첨부한 도면 도 2 내지 도 5에 의거 설명하면 다음과 같다.

먼저, 본 발명은 이중화된 시간/주파수 발생장치로부터 각각 출력되는 클럭(입력)에 시간 주파수 발생장치 설계자가 제시한 오차 범위의 2배 만큼의 최대 지연량을 가진 가변 지연장치(1)(2)를 구비하고, 두 시간/주파수 발생장치에서 발생하는 클럭의 시간적 오차를 제거한 상태에서 절체가 이루어지도록 동작 한다.

여기서, 상기 제1 및 제2가변지연장치(1)(2)의 길이는, 입력이 주파수이고 주파수가 10MHz이면 주기가 100nsec이므로 주기의 2배인 4π(200nsec)의 가변 지연장치를 구성되며, 반면 입력이 1펄스/초(Pluse/sec)이면 시간 주파수 발생장치 시스템 설계자에 의해 그 오차가 상기 UTC로부터 1μsec라고 설정된다면 길이는 1μsec라 되도록 구성된다.

다음으로 상기와 같은 원리에 의해 가변 지연장치의 길이를 설정한 상태에서, 이중화된 시간/주파수 발생장치가 동작을 시작하면, 제어부(4)는 현재 동작하고 있는 기준이 되는 가변 지연장치가 어느 것인지를 판별한다. 여기서 기준이 되는 가변 지연장치를 판별하는 것은 현재 동작하고 있는 가변 지연장치는 현재 출력이 존재하는 상태이므로 이 가변 지연장치를 제어하면 출력 변화에 이상이 발생하기 때문에 기준이 아닌(현재 대기상태) 가변 지연장치를 제어하기 위함이다.

상기 단계후 제어부(4)는 이중화로된 시간/주파수 발생장치로부터 각각 발생된 두 입력(시간 또는 주파수)을 최소 자승법을 통해 계산하여 차이값을 산출한다.

여기서, 차이값 산출은 도면에는 도시하지 않았지만 비교기를 이용하면 그 차이값을 간단히 산출할 수 있으며, 차이값 산출은 일정한 주기를 갖고 실행된다.

한편, 상기와 같이 차이값이 산출되면 그 차이값에 의해 대기중인 가변 지연장치(본 발명에서는 도 2의 2를 스탠바이 가변 지연장치라 정함)를 제어하여 도 3과 같이 두 가변 지연장치의 출력 상승시점을 일치시키게 된다.

도 3에서 (A)는 현재 동작하고 있는 메인 가변 지연장치의 출력이고, (B)는 대기중인 예비 가변 지연장치의 출력이며, (C)는 출력의 상승 시점 변화를 나타낸 것이다.

상기한 출력 상승시점의 일치 방법을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다.

일반적으로, 절체 스위치는 항상 메인(액티브)측에 연결되어 있으며, 메인의 지연량은 통상 중심값에 맞추어 있다. 그리고 예비측은 출력에 영향을 미치지 않으므로 비교기를 통해 주기적으로 메인측의 출력과 예비측의 출력을 비교하여 오차를 산출하고, 그 산출한 오차값으로 예비측 가변 지연장치(2)의 지연량을 제어하여 메인측의 출력과 상승 시점을 일치 시키게 된다.

이때, 오차는 도 4에 도시된 바와 같이, 가변 지연장치에서 제어하는 스텝의 1/2 이내가 된다. 그리고 상승 시점의 일치는 양쪽 가변지연장치의 출력이 비교기의 입력으로 되어 그 차이값을 최소 자승법에 의해 계속 확인하고 있으므로 차이값이 지연기 스텝의 1/2이 되면 다음 스텝을 기준으로 지연량을 제어하게 된다.

지연 제여후에도 여전히 부호가 반대인체 1/2스텝의 오차가 있으나 계속하여 같은 방향으로 오차가 발생하므로 차이값은 점점 줄어들게 되며, 임의의 시점에서는 두 출력의 상승 시점이 일치되는 것이다.

도 4에서 (A)는 현재 동작하고 있는 메인 가변 지연장치의 출력이고, (B)는 대기중인 예비 가변지연장치의 출력이다.

상기와 같은 방식은 가변 지연장치의 길이를 길게해야하는 단점이 있으나 절체가 되지 않는 보통의 상태에서는 출력에 타임 점프가 발생하지 않아 사용자에게 양질의 출력을 공급할 수 있으며, 특히 주파수의 위상은 아주작은 타임 점프라도 큰 주파수 오차를 유발하므로 반드시 상기와 같이 두 출력의 상승 시점을 일치시킨 상태에서 절체를 실행해야 한다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명은 이중화된 시간/주파수 발생장치 운용중에 주파수/클럭을 타임 점프없이 절체가 가능한 효과가 있으며, 절체시 가변지연장치의 제어단위 이내의 시간 점프안에서 시스템의 절체가 가능한 효과가 있다.

본 발명은 출력 주파수의 주기와 같은 크기의 지연장치와 최소 자승법을 이용하여 항상 시간/주파수 발생 이중화 회로의 출력을 시간적으로 일치시키도록 한 시간/주파수 발생장치의 주파수 위상 일치방법에 관한 것이다.

Claims (2)

1. 이중화로 운용되는 시간/주파수 발생장치에 있어서,

   이중화된 시간/주파수 발생장치에서 발생된 각각의 출력을 제어 지연량 만큼 지연시켜 출력하는 2개의 가변 지연장치를 구비하고,

   시간/주파수 발생 동작이 시작되면 주기적으로 이중화된 시간/주파수 발생장치에서 각각 발생된 클럭을 최소 자승법으로 계산하여 차이값을 산출하는 제1과정과;

   상기 제1과정에서 산출한 차이값만큼 대기상태인 가변 지연장치의 지연량을 제어하여 두 출력의 상승 시점을 일치시키는 제2과정을 포함하여 이루어짐을 특징으로 하는 시간/주파수 발생장치의 주파수 위상 일치방법.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 제2과정은

   현재 동작하고 있는 메인 가변 지연장치의 출력에 대해 예비 가변 지연장치의 출력이 1/2스텝이 차이나면 상기 예비 가변 지연장치를 제어하여 가변지연장치의 단위 스텝의 1/2 이하의 오차로 제어하는 것을 특징으로 하는 시간/주파수 발생장치의 주파수 위상 일치방법.