專利名稱：多功能時(shí)鐘同步裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種多功能時(shí)鐘同步裝置，具體為用于電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的多功能時(shí)鐘同步裝置，屬光電技術(shù)及電工儀表技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
電子式互感器、數(shù)子式電能表等數(shù)字化電工儀表等儀器設(shè)備，是建設(shè)數(shù)字化變電站的重要設(shè)備。由于電子式互感器和數(shù)字式電能表等數(shù)字化計(jì)量產(chǎn)品，輸出的是數(shù)字量信號(hào)，當(dāng)需要對(duì)它進(jìn)行較準(zhǔn)時(shí)，必須使合并單元及電子式互感器校驗(yàn)儀同時(shí)對(duì)同一信號(hào)進(jìn)行采樣，再對(duì)輸出的數(shù)字量進(jìn)行比較，并得到誤差，因此同步時(shí)鐘裝置是電子式互感器校驗(yàn)儀等數(shù)字化計(jì)量設(shè)備中的一個(gè)重要部分，一種用于電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的多功能時(shí)鐘同步裝置，同時(shí)也可用于數(shù)字式電能表等裝置校準(zhǔn)、檢定與檢測(cè)，并輸出與時(shí)鐘同步的光、電信號(hào)裝置成為必要?，F(xiàn)有的時(shí)鐘同步裝置主要有兩種類(lèi)型一種是如中國(guó)發(fā)明專利《面向電力系統(tǒng)同步相量測(cè)量的時(shí)鐘同步裝置》(申請(qǐng)?zhí)?200810044872. 2申請(qǐng)日2008-03_03)及中國(guó)實(shí)用新型專利《GPS網(wǎng)絡(luò)時(shí)鐘同步服務(wù)器》(申請(qǐng)?zhí)?200820122892. 2申請(qǐng)日2008-10_14)所公開(kāi)的，是采用GPS接收時(shí)間信息，然后通過(guò)載波、光纖或局域網(wǎng)絡(luò)等，同步各從裝置時(shí)間信息，該類(lèi)方法的缺點(diǎn)是需要光纖或電纜連接兩地的裝置，而電纜或光纖受距離影響，同步時(shí)鐘會(huì)出現(xiàn)延遲現(xiàn)象，造成系統(tǒng)精度降，建設(shè)及維護(hù)困難，投資相對(duì)較高；另一類(lèi)是如中國(guó)發(fā)明專利《一種基于GPS秒脈沖的時(shí)鐘源裝置及其控制方法》(申請(qǐng)?zhí)?201010261347. 3 申請(qǐng)日2010-08-24)所公開(kāi)的，采用反饋等手段，使輸出信號(hào)的精度提高，是屬于高精度應(yīng)用環(huán)境，其建設(shè)及維護(hù)費(fèi)用高。目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有適用于電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)檢定和實(shí)驗(yàn)室檢定的同步時(shí)鐘裝置。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)背景技術(shù)提出的問(wèn)題，公開(kāi)一種多功能時(shí)鐘同步裝置，用于電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步與守時(shí)，采用基于FPGA的SOPC系統(tǒng)和外圍接口轉(zhuǎn)換電路，能夠?yàn)橄嗷檫h(yuǎn)程異地的電子式互感器實(shí)時(shí)地提供同步時(shí)鐘脈沖，無(wú)須網(wǎng)絡(luò)，避免長(zhǎng)距離連接光纖或電纜，同時(shí)也避免了因電纜長(zhǎng)度引起的同步時(shí)鐘脈沖延遲，為電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)的可靠檢定提供保障。本發(fā)明的技術(shù)方案是多功能時(shí)鐘同步裝置，其特征在于被校驗(yàn)的系統(tǒng)中每一個(gè)電子式互感器，均連接有基于FPGA的SOPC系統(tǒng)及外圍接口轉(zhuǎn)換電路，所述的外圍接口轉(zhuǎn)換電路包括外部輸入的GPS光、電時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和正反向光、電變換輸出電路。其有益效果是本多功能時(shí)鐘同步裝置，采用GPS時(shí)鐘秒脈沖同步，而且是多個(gè)GPS模塊實(shí)現(xiàn)多個(gè)被校驗(yàn)電子互感器實(shí)時(shí)同步，無(wú)須網(wǎng)絡(luò)，其同步精度100ns，并提供光輸出和電輸出信號(hào)接口， 具備光和電信號(hào)反向輸出功能，頻率和占空比可調(diào)，還有守時(shí)功能。當(dāng)多個(gè)異地使用的電子互感器進(jìn)行校驗(yàn)時(shí)，不需要用光纖或電纜連接兩地的裝置，而且同步時(shí)鐘的延遲也得到了極大的提高；另一方面，本裝置還能用于電能表檢定或當(dāng)作光電信號(hào)轉(zhuǎn)換器使用。


附圖1為本發(fā)明實(shí)施例原理框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明附圖中的標(biāo)記1一光正向信號(hào)輸出，2—光反向信號(hào)輸出，3—電正向信號(hào)輸出，4一電反向信號(hào)輸出，5 — SOPC系統(tǒng)，6—監(jiān)控的PC機(jī)軟件程序，7—外部電信號(hào)輸入，8—外部光信號(hào)輸入。如附圖1所示，外部GPS同步時(shí)鐘信號(hào)或其它同步信號(hào)的光信號(hào)或電信號(hào)通過(guò)7 或8輸入SOPC系統(tǒng)5，SOPC系統(tǒng)5檢測(cè)外部信號(hào)的有效性及測(cè)量信號(hào)的頻率，并保持與外部信號(hào)同步、分頻和守時(shí)后，由輸出接口(光正向信號(hào)輸出1、光反向信號(hào)輸出2、電正向信號(hào)輸出3、電反向信號(hào)輸出4)輸出到被同步的電子互感器或其它設(shè)備，其中輸出(光、電正反向信號(hào))脈沖的頻率和占空比由監(jiān)控的PC機(jī)軟件程序6設(shè)置，監(jiān)控的PC機(jī)軟件程序6還實(shí)時(shí)監(jiān)控輸入信號(hào)的頻率和輸出的狀態(tài) 。SOPC系統(tǒng)主要分為10大部分秒信號(hào)同步模塊、IOOHz信號(hào)同步模塊、Nios軟核 CPU，片上存儲(chǔ)器、SDRAM接口、Flash接口、定時(shí)器(timer)、Avalon總線、RS232串行接口和 PIO接口。外圍接口轉(zhuǎn)換電路主要是將外部輸入的GPS光電時(shí)鐘信號(hào)經(jīng)過(guò)處理電路將信號(hào)處理成3. 3V電平的電信號(hào)，并將輸出的信號(hào)進(jìn)行光電變換和正反向變換輸出。IOOHz信號(hào)同步模塊在輸入信號(hào)為IOOHz的GPS時(shí)鐘信號(hào)時(shí)啟用，它主要完成對(duì)IOOHz輸入信號(hào)進(jìn)行同步、分頻和守時(shí)功能。秒信號(hào)同步模塊及信號(hào)處理模塊在輸入信號(hào)為IHz的GPS時(shí)鐘信號(hào)時(shí)啟用，它主要完成對(duì)IHz輸入信號(hào)進(jìn)行同步和守時(shí)功能。Mos軟核CPU檢測(cè)外部信號(hào)的有效性并測(cè)量信號(hào)的頻率，并控制各模塊工作。RS232串口模塊用于與PC機(jī)通訊，實(shí)時(shí)監(jiān)控同步時(shí)鐘裝置的相關(guān)參數(shù)，并接收PC機(jī)的設(shè)置指令，改變輸出信號(hào)的頻率和占空比； SOPC系統(tǒng)配置芯片采用EPCS4芯片，板上外接了 8KB的SDRAM，用來(lái)做Nios II程序運(yùn)行空間，4MB的Flash用于存儲(chǔ)軟件程序，足以滿足今后的升級(jí)要求。
權(quán)利要求
1.多功能時(shí)鐘同步裝置，其特征在于被校驗(yàn)的系統(tǒng)中每一個(gè)電子式互感器，均連接有基于FPGA的SOPC系統(tǒng)及外圍接口轉(zhuǎn)換電路，所述的外圍接口轉(zhuǎn)換電路包括外部輸入的 GPS光、電時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和正反向光、電變換輸出電路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種多功能時(shí)鐘同步裝置，用于電子式互感器校驗(yàn)系統(tǒng)的時(shí)鐘同步與守時(shí)，采用基于FPGA的SOPC系統(tǒng)和外圍接口轉(zhuǎn)換電路，能夠?yàn)橄嗷檫h(yuǎn)程異地的電子式互感器實(shí)時(shí)地提供同步時(shí)鐘脈沖，無(wú)須網(wǎng)絡(luò)，避免長(zhǎng)距離連接光纖或電纜，同時(shí)也避免了因電纜長(zhǎng)度引起的同步時(shí)鐘脈沖延遲，為電子式互感器現(xiàn)場(chǎng)的可靠檢定提供保障。其特征在于被校驗(yàn)的系統(tǒng)中每一個(gè)電子式互感器，均連接有基于FPGA的SOPC系統(tǒng)及外圍接口轉(zhuǎn)換電路，所述的外圍接口轉(zhuǎn)換電路包括外部輸入的GPS光、電時(shí)鐘信號(hào)轉(zhuǎn)換電路和正反向光、電變換輸出電路。
文檔編號(hào)H04J3/06GK102420666SQ20111024604
公開(kāi)日2012年4月18日 申請(qǐng)日期2011年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月25日
發(fā)明者李前, 李登云, 李鶴, 楊春燕, 熊前柱, 胡浩亮 申請(qǐng)人:國(guó)網(wǎng)電力科學(xué)研究院