【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 兩種衛(wèi)星信號(hào)同時(shí)失效時(shí)由內(nèi)置的銣原鐘來保持裝置的高精準(zhǔn)的時(shí)間信息輸出，主時(shí)鐘屏的校室信息通過光纜分發(fā)到各擴(kuò)展時(shí)鐘裝置。主時(shí)鐘裝置對(duì)時(shí)單元之間可以互相校正，每個(gè)擴(kuò)展裝置可以接受2路主對(duì)時(shí)裝置的校時(shí)信息，各小室之間可以采用光纜連接，也可以采用電纜連接，電纜連接應(yīng)采用屏蔽線，電纜連接不能超過300米距離。該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)符合雙星型結(jié)構(gòu)，即使有一臺(tái)主時(shí)鐘單元無法跟蹤到衛(wèi)星，也能保證全站所以設(shè)備授時(shí)正確。當(dāng)最壞的情況兩臺(tái)設(shè)備均無法跟蹤到衛(wèi)星出現(xiàn)時(shí)，系統(tǒng)采用的時(shí)鐘將會(huì)是主時(shí)鐘裝置內(nèi)部配置的守時(shí)單元時(shí)鐘。5. 裝置組成 本裝置組屏結(jié)構(gòu)成如下圖2和圖3：圖2屏體背面圖 圖3屏體正面圖裝置主要是由主機(jī)箱、屏柜及接線端子組成。裝置正面可以看到主機(jī)箱前面板，面板上安裝有裝置的本地時(shí)間LED數(shù)碼管顯示屏以及反映裝置工作狀態(tài)的指示燈和調(diào)試按鈕，主機(jī)箱右下方為裝置的工作電源開關(guān)。從裝置背面可以看到左右各安裝了一列端子排，左邊的2D端子為用戶電源接口以及裝置的調(diào)試接口，右邊的1D端子為用戶的所需要的擴(kuò)展對(duì)時(shí)信號(hào)輸出,具體的接線方式可參考裝置的出廠圖紙。主機(jī)箱背面還設(shè)有NTP對(duì)時(shí)信號(hào)，GPS天線，北斗天線，尾纖等接口，這些接口不能由端子排引出。6. 主機(jī)箱組成 主機(jī)箱外觀如圖4所示：圖4 主機(jī)箱示意圖 主機(jī)箱采用的是當(dāng)前保護(hù)裝置廣泛采用的背插式結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)所有的插件均從背面插入，便于維護(hù)操作，抗干擾能力強(qiáng)，主機(jī)箱正面采用LED數(shù)碼管顯示日期和時(shí)間，每秒更新顯示一次，顯示更新時(shí)刻發(fā)生在每秒0mS時(shí)，顯示的內(nèi)容為：年年年年－月月－日日時(shí)時(shí)－分分－秒秒 狀態(tài)指示燈結(jié)構(gòu)如圖5。圖5 指示燈結(jié)構(gòu) 狀態(tài)指示燈分兩列，左邊一列為輸入通道指示燈，表示設(shè)備輸入通道的狀態(tài)。這種類型的指示燈有四個(gè)，第一個(gè)狀態(tài)指示燈表示的是衛(wèi)星接收模塊的狀態(tài)，第二個(gè)表示的是外部光纖輸入1信號(hào)的狀態(tài)，第三個(gè)表示的是外部光纖輸入 2信號(hào)的狀態(tài)，第四個(gè)表示的時(shí)內(nèi)部守時(shí)信號(hào)的狀態(tài)。對(duì)于衛(wèi)星接收模塊，正確同步時(shí)（接收跟蹤到至少3顆衛(wèi)星，并下載了正確的星歷表）該LED會(huì)1秒閃爍一次；當(dāng)光纖輸入1通道輸入正確的IRIG_B碼時(shí)間信息時(shí)，外時(shí)基1通道指示燈以每秒8次的速度顯示；當(dāng)光纖輸入2通道輸入正確IRIG_B碼時(shí)間信息時(shí)，外時(shí)基2通道指示燈以每秒8次的速度顯示；當(dāng)內(nèi)守時(shí)插件的同步服務(wù)準(zhǔn)備就緒后，內(nèi)守時(shí)指示燈以每秒8次的速度顯示，否則指示燈將熄滅。裝置正常工作時(shí)，輸入通道指示燈必須有一個(gè)指示燈閃爍。 右邊一列為工作通道指示燈，此類型指示燈也是四個(gè)。指示燈亮?xí)r表示裝置當(dāng)前選擇哪種通道的信號(hào)作為基準(zhǔn)，當(dāng)外部輸入信號(hào)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，裝置能夠自動(dòng)切換輸入通道。輸入通道中以衛(wèi)星輸入為最高優(yōu)先級(jí)別，外時(shí)基1優(yōu)先級(jí)次之，外時(shí)基2優(yōu)先級(jí)更低，最低優(yōu)先級(jí)別的通道為內(nèi)守時(shí)，設(shè)備運(yùn)行時(shí)總是趨向于切換到更高優(yōu)先級(jí)別的通道，切換均發(fā)生在整秒0時(shí)刻，切換時(shí)基時(shí)不會(huì)丟失時(shí)間。裝置正常工作時(shí)，工作通道指示燈有且僅有一個(gè)指示燈亮。 與指示燈并排的是通道切換按鈕，該按鈕處于隱藏狀態(tài)，在裝置正常運(yùn)行時(shí)不能按這些按鈕，這些按鈕為設(shè)備檢修時(shí)檢查通道用，在正常運(yùn)行時(shí)按下通道切換按鈕后可能導(dǎo)致裝置輸出不正確的時(shí)間信息。7. 主機(jī)箱原理主站系統(tǒng)接收衛(wèi)星系統(tǒng)的UTC信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過隔離后，由FPGA構(gòu)筑的處理器系統(tǒng)進(jìn)行解碼，并進(jìn)行有效性分析，分析后的數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)一編碼，編碼信號(hào)通過裁決器，確定最高優(yōu)先級(jí)別的信號(hào)作為主信號(hào)，主信號(hào)進(jìn)行加一預(yù)測(cè)，進(jìn)行IRIG_B,1PPS,1PPM,1PPH,TXD,DCF77編碼，分別送到各自的擴(kuò)展板，擴(kuò)展板進(jìn)行必要的驅(qū)動(dòng)，隔離，最后送出信號(hào)，同時(shí)在主屏上進(jìn)行準(zhǔn)確的北京時(shí)間顯示。當(dāng)衛(wèi)星接受裝置出現(xiàn)故障時(shí)，由信號(hào)裁決器進(jìn)行判別，找出最合適的信號(hào)作為主時(shí)鐘信號(hào)。當(dāng)所有的IRIG_B碼信號(hào)均出現(xiàn)錯(cuò)誤時(shí)，采用的是內(nèi)部守時(shí)信號(hào)，內(nèi)部守時(shí)信號(hào)在其他信號(hào)正常時(shí)處于閉環(huán)校正狀態(tài)，當(dāng)其他信號(hào)失效時(shí)，守時(shí)單元根據(jù)正常時(shí)的狀態(tài)進(jìn)行計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)精度由校準(zhǔn)時(shí)的狀態(tài)決定。擴(kuò)展單元配備了電IRIG_B接口和光IRIG_B接口，接口接收主時(shí)鐘發(fā)送的時(shí)標(biāo)信號(hào)，該信號(hào)經(jīng)過預(yù)處理修正傳輸誤差后等同于衛(wèi)星信號(hào)。 8. 主要插件介紹 主時(shí)鐘插件主時(shí)鐘插件為主機(jī)箱必配的插件，該插件裝有衛(wèi)星信號(hào)接收板和相應(yīng)的接口處理電路，接口處理電路采用大規(guī)模FPGA 作為管理運(yùn)算單元，極大的提高了系統(tǒng)處理的靈活性和實(shí)時(shí)性，很大程度上的簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，卻提高了設(shè)備的性能，在此基礎(chǔ)上作的時(shí)間編碼解碼實(shí)時(shí)性很強(qiáng)，為秒外推運(yùn)算提供了很好的平臺(tái)，該插件的主要功能是管理4個(gè)輸入通道的解碼，管理GPS模塊的運(yùn)行，對(duì)外部要求格式進(jìn)行編碼，并輸出到母板總線上。 圖7 是主時(shí)鐘插件后面板布置圖。 衛(wèi)星天線為BNC接口，主時(shí)鐘模塊的衛(wèi)星天線信號(hào)由此接入，天線在現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)要求可靠連接。1PPS_OUT為衛(wèi)星接收模塊的秒脈沖直接輸出口，TTL電平，驅(qū)動(dòng)能力很有限。用戶不能直接使用。E_IRIG1 IN+, E_IRIG1 IN, E_IRIG2 IN+, E_IRIG2 IN,為二個(gè)電IRIG_B碼輸入接口，內(nèi)部結(jié)構(gòu)如下圖所示： 圖7 主時(shí)鐘插件 圖8 IRIG_B碼輸入圖7 主時(shí)鐘插件衛(wèi)星天線旁邊的接口為DB9型的調(diào)試串口接口，為調(diào)試主時(shí)鐘插件內(nèi)的衛(wèi)星接收模塊時(shí)使用。SYNA與SYNB為裝置信號(hào)失效后的告警輸出節(jié)點(diǎn)，當(dāng)所有的衛(wèi)星信號(hào)，外接光纖信號(hào)與內(nèi)守時(shí)插件的輸出時(shí)間信號(hào)均失效時(shí)，告警繼電器開路輸出；SYNC與SYND為裝置失電后的告警輸出接點(diǎn)，當(dāng)裝置失電時(shí)告警繼電器閉合輸出。告警接點(diǎn)的電接口類型均為繼電器空接點(diǎn)，接點(diǎn)耐 壓小 于250VDC，這兩對(duì)告警接點(diǎn)均已連接到屏后2D接線端子。  光纖插件光纖插件能夠提供4路光纖IRIG_B碼輸出，輸出接口為ST型多模，裝置默認(rèn)輸出格式為TTL電平的IRIG_B碼輸出，特殊格式可按照用戶要求定制，傳輸距離可達(dá)1000米，如果需要傳輸更長(zhǎng)的距離中間需要加中繼器。插件能夠同時(shí)提供2路光纖輸入，對(duì)應(yīng)于面板上的外時(shí)基1和外時(shí)基2，能夠解析的格式為TTL電平的IRIG_B格式。使用光纖