多時(shí)源尋優(yōu)時(shí)間同步裝置制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型是一種多時(shí)源尋優(yōu)時(shí)間同步裝置，包括至少兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的單元，每個(gè)單元中全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)（8）與計(jì)數(shù)器（7）連接，計(jì)數(shù)器（7）還連接該單元中的比較器（6）；高穩(wěn)晶振（1）與每個(gè)單元內(nèi)的計(jì)數(shù)器（9）之間直接連接或者通過(guò)鎖相倍頻器（2）連接；每個(gè)單元中比較器（6）分別接入多路選擇器（4）的一個(gè)輸入端；每個(gè)單元中的計(jì)數(shù)器（7）、比較器（6）和寄存器（5）分別與單片機(jī)（3）相連接；單片機(jī)（3）的輸出端還與多路選擇器（4）相連接。具有綜合成本較低，算法適應(yīng)性強(qiáng)，支持多路時(shí)鐘源互備尋優(yōu)，支持多種時(shí)差補(bǔ)償策略，能實(shí)現(xiàn)高精度的守時(shí)，并且時(shí)間信號(hào)輸出穩(wěn)定可靠等特點(diǎn)。
【專(zhuān)利說(shuō)明】多時(shí)源尋優(yōu)時(shí)間同步裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及ー種時(shí)間同步裝置，具體涉及ー種主要應(yīng)用于電カ系統(tǒng)及其自動(dòng)化【技術(shù)領(lǐng)域】的多時(shí)源尋優(yōu)時(shí)間同步裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在電カ系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中，電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)瞬息萬(wàn)變，為保證電網(wǎng)安全和經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，各種以計(jì)算機(jī)技術(shù)和通信技術(shù)為基礎(chǔ)的自動(dòng)化裝置被廣泛應(yīng)用，如調(diào)度自動(dòng)化系統(tǒng)、故障錄波裝置、微機(jī)繼電保護(hù)裝置、事件順序記錄裝置、變電站計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、電能量計(jì)費(fèi)系統(tǒng)、火電廠機(jī)組自動(dòng)控制系統(tǒng)、雷電定位系統(tǒng)等，這些系統(tǒng)的正常運(yùn)行都需要統(tǒng)ー的時(shí)間基準(zhǔn)支持。
[0003]全球定位系統(tǒng)GPS作為世界上使用范圍最廣的授時(shí)系統(tǒng)，在電カ時(shí)間同步系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用。由于GPS系統(tǒng)由美國(guó)軍方控制，而美國(guó)軍方并不保證服務(wù)質(zhì)量等等原因，以GPS為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間同步系統(tǒng)存在著計(jì)較大的安全隱患。隨著我國(guó)北斗導(dǎo)航定位系統(tǒng)的建設(shè)，徹底改變了 GPS作為時(shí)間同步系統(tǒng)唯一時(shí)鐘源的局面，目前高等級(jí)變電站普遍采用GPS和北斗系統(tǒng)雙時(shí)鐘源的時(shí)間同步系統(tǒng)，在這樣的雙時(shí)源的系統(tǒng)中就要解決時(shí)源的選擇性問(wèn)題，目前通常的解決方案是比較兩個(gè)時(shí)源的鎖定情況，若一個(gè)鎖定，一個(gè)失鎖，則系統(tǒng)按鎖定的時(shí)源運(yùn)行；若兩個(gè)時(shí)源都失鎖，則系統(tǒng)守時(shí)運(yùn)行；兩個(gè)時(shí)源都鎖定，則按默認(rèn)的ー個(gè)時(shí)源運(yùn)行。
[0004]不管是GPS系統(tǒng)還是北斗系統(tǒng)，其地面接收機(jī)由于受星歷誤差、電離層誤差、對(duì)流層誤差、多徑誤差、接收機(jī)誤差、跟蹤衛(wèi)星數(shù)過(guò)少等因素的影響，其直接輸出的時(shí)間信號(hào)都含有ー個(gè)呈正態(tài)分布的隨機(jī)誤差。以ー個(gè)秒脈沖標(biāo)準(zhǔn)差為0.1 ii S的GPS接收機(jī)為例，其輸出的秒脈沖信號(hào)在小時(shí)級(jí)的觀察里也會(huì)觀察到接近0.4 y s的粗大誤差，在衛(wèi)星實(shí)驗(yàn)跳變的情況下，有試驗(yàn)更記錄到IOms量級(jí)的時(shí)間跳變。在電カ系統(tǒng)自動(dòng)化領(lǐng)域，希望時(shí)間裝置能提供時(shí)間精度優(yōu)于I U S，數(shù)字化變電站要保證I小時(shí)內(nèi)守時(shí)誤差小于I U S，顯然，直接使用全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)輸出的時(shí)間信號(hào)難以滿(mǎn)足要求。
[0005]隨著數(shù)字化變電站的普及，數(shù)字化變電站對(duì)電カ時(shí)間同步系統(tǒng)提出了新的更高要求。在數(shù)字化變電站中，合并單元提供的高精度的采樣值是全站各項(xiàng)功能正常運(yùn)行的保障，電子式互感器的采樣同步精度是影響采樣值精度的關(guān)鍵因素。為實(shí)現(xiàn)全站內(nèi)不同合并單元采樣脈沖的同步，數(shù)字化變電站中的合并單元普遍采用將采樣脈沖與時(shí)間同步系統(tǒng)秒脈沖同步的技術(shù)方案，利用時(shí)間同步系統(tǒng)的秒脈沖保證合并單元采樣的同步性。這樣的系統(tǒng)對(duì)時(shí)間同步系統(tǒng)提出了新的更高的技術(shù)要求:由于合并単元采樣脈沖同步于時(shí)間同步系統(tǒng)的秒脈沖，秒脈沖間隔的波動(dòng)就會(huì)對(duì)合并単元采樣脈沖的產(chǎn)生造成影響，特別是在時(shí)間同步系統(tǒng)由守時(shí)狀態(tài)轉(zhuǎn)入同步狀態(tài)時(shí)，傳統(tǒng)的時(shí)間同步系統(tǒng)對(duì)守時(shí)造成的誤差一次性補(bǔ)償完成，造成秒脈沖時(shí)間間隔的波動(dòng)，對(duì)合并単元的穩(wěn)定運(yùn)行造成不利影響。
[0006]目前主流的電カ時(shí)間同步系統(tǒng)，普遍采用以單片機(jī)+ FPGA為核心的結(jié)構(gòu)，通過(guò)對(duì)時(shí)源信號(hào)的分析計(jì)算，重建本地的時(shí)鐘并輸出對(duì)時(shí)信號(hào)，該過(guò)程對(duì)單片機(jī)有強(qiáng)烈的依賴(lài)性，當(dāng)單片機(jī)復(fù)位或狗咬時(shí)，就會(huì)暫時(shí)停止時(shí)間信號(hào)的輸出，影響時(shí)間同步系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。實(shí)用新型內(nèi)容
[0007]本實(shí)用新型g在提供一種多時(shí)源尋優(yōu)時(shí)間同步裝置，綜合成本較低，算法適應(yīng)性強(qiáng)，支持多路時(shí)鐘源互備尋優(yōu)，支持多種時(shí)差補(bǔ)償策略，能實(shí)現(xiàn)高精度的守時(shí)，并且時(shí)間信號(hào)輸出穩(wěn)定可靠。
[0008]為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用了以下技術(shù)方案:
[0009]多時(shí)源尋優(yōu)時(shí)間同步裝置，其特征在于:該裝置包括高穩(wěn)晶振、單片機(jī)和多路選擇器；還包括至少兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的単元，每個(gè)單元包括全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)、計(jì)數(shù)器、t匕較器和寄存器，每個(gè)單元中全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)的秒脈沖輸出端與計(jì)數(shù)器的事件觸發(fā)輸入端連接，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)值輸出端連接該単元中的比較器的輸入端；高穩(wěn)晶振的時(shí)鐘輸出端與每個(gè)單元內(nèi)的計(jì)數(shù)器的時(shí)鐘輸入端之間直接連接或者通過(guò)鎖相倍頻器連接；每個(gè)單元中比較器的脈沖輸出端分別接入多路選擇器的一個(gè)輸入端；每個(gè)單元中的計(jì)數(shù)器、比較器和寄存器分別與單片機(jī)相連接；單片機(jī)的輸出端還與多路選擇器的控制端相連接。
[0010]優(yōu)選地，每個(gè)單元還包括狀態(tài)機(jī)和加法器；狀態(tài)機(jī)的輸入端連接在比較器的輸出端，比較器用于啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)的狀態(tài)循環(huán)；狀態(tài)機(jī)的ー個(gè)輸出端與加法器的控制端相連接用于啟動(dòng)加法器的運(yùn)行；狀態(tài)機(jī)的另ー個(gè)輸出端與比較器的寫(xiě)入控制端相連接；加法器的兩個(gè)輸入端分別與比較器和寄存器的輸出端ロ連接，加法器用于將比較器的內(nèi)置數(shù)值與寄存器數(shù)值相加；加法器的輸出端ロ與比較器的數(shù)據(jù)輸入端ロ連接；狀態(tài)機(jī)的另ー個(gè)輸出端與比較器的寫(xiě)入控制端連接，用來(lái)控制將加法器的輸出寫(xiě)入比較器。
[0011]本實(shí)用新型的積極效果在于:
[0012]本實(shí)用新型中的裝置能夠?qū)蓚€(gè)時(shí)源的標(biāo)準(zhǔn)差計(jì)算提供支持，從而可以讓系統(tǒng)優(yōu)選標(biāo)準(zhǔn)差小的時(shí)源并以此為基準(zhǔn)，也就是支持時(shí)源尋優(yōu)。
[0013]本實(shí)用新型的裝置，可以對(duì)多種頻率測(cè)量和誤差補(bǔ)償算法進(jìn)行支持，從而使輸出的時(shí)間信號(hào)標(biāo)準(zhǔn)差更小，并實(shí)現(xiàn)高精度的守吋。
[0014]本實(shí)用新型提出的裝置既支持誤差一次性跳步時(shí)差補(bǔ)償，還支持誤差逐步補(bǔ)償?shù)木€性追擊修正技術(shù)(比如，毎秒補(bǔ)償0.2 y S，直至誤差清零)。
[0015]本實(shí)用新型提出的裝置，雖然也使用了單片機(jī)，但系統(tǒng)對(duì)單片機(jī)復(fù)位有免疫性，單片機(jī)復(fù)位吋，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)入守時(shí)狀態(tài)，維持一定精度下的守時(shí)輸出，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
[0016]該裝置綜合成本較低，算法適應(yīng)性強(qiáng)，可以支持多路時(shí)鐘源互備尋優(yōu)，支持多種時(shí)差補(bǔ)償策略，能實(shí)現(xiàn)高精度的守吋，并且時(shí)間信號(hào)的生成對(duì)單片機(jī)依賴(lài)性不強(qiáng)，時(shí)間信號(hào)輸出穩(wěn)定可靠。使用該設(shè)計(jì)方案，使用IOM恒溫晶振鎖相倍頻至100MHz，配合精度50ns的GPS和北斗一代地面接收機(jī)，成功實(shí)現(xiàn)了秒脈沖精度好于0.1 u S，守時(shí)精度好于I U s/h的高可靠的數(shù)字化變電站時(shí)間同步裝置。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖。
[0018]圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例ニ的結(jié)構(gòu)和工作原理示意圖。[0019]其中鎖相倍頻器2還可以?xún)?nèi)置在FPGA中。
[0020]附圖中，其中鎖相倍頻器2還可以?xún)?nèi)置在FPGA中。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例進(jìn)ー步說(shuō)明本實(shí)用新型。
[0022]實(shí)施例一
[0023]本實(shí)施例為本實(shí)用新型的基本結(jié)構(gòu)。
[0024]如圖1，包括高穩(wěn)晶振1、單片機(jī)3和多路選擇器4 ;還包括至少兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的單元，每個(gè)單元包括全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)8、計(jì)數(shù)器7、比較器6和寄存器5，每個(gè)單元中全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)8的秒脈沖輸出端與計(jì)數(shù)器7的事件觸發(fā)輸入端連接，計(jì)數(shù)器7的計(jì)數(shù)值輸出端連接該単元中的比較器6的輸入端，與比較器6內(nèi)置的數(shù)值進(jìn)行比較，當(dāng)數(shù)值相同時(shí)，比較器6輸出脈沖信號(hào)至多路選擇器4。高穩(wěn)晶振I的時(shí)鐘輸出端與每個(gè)單元內(nèi)的計(jì)數(shù)器9的時(shí)鐘輸入端之間直接連接或者通過(guò)鎖相倍頻器2連接。每個(gè)單元中的計(jì)數(shù)器
7、比較器6和寄存器5分別與單片機(jī)3相連接，單片機(jī)3讀取每個(gè)單元內(nèi)計(jì)數(shù)器7的計(jì)數(shù)值，單片機(jī)3還對(duì)計(jì)數(shù)器6設(shè)置比較值，單片機(jī)3還用于更改寄存器5的數(shù)值。單片機(jī)3的輸出端還與多路選擇器4的控制端相連接，單片機(jī)3控制多路選擇器4的一路輸入輸出到輸出端。
[0025]實(shí)施例ニ
[0026]本實(shí)施例為本實(shí)用新型的ー種具體優(yōu)化結(jié)構(gòu)。如圖2，在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上，每個(gè)單元還進(jìn)ー步地包括狀態(tài)機(jī)10和加法器9。狀態(tài)機(jī)10的輸入端連接在比較器6的輸出端，比較器6用于啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)10的狀態(tài)循環(huán)；狀態(tài)機(jī)10的ー個(gè)輸出端與加法器9的控制端相連接，用于啟動(dòng)加法器9的運(yùn)行，狀態(tài)機(jī)10的另ー個(gè)輸出端與比較器6的寫(xiě)入控制端連接，用來(lái)控制將加法器9的輸出寫(xiě)入比較器6。
[0027]加法器9的兩個(gè)輸入端分別與比較器6和寄存器5的輸出端ロ連接，用于將比較器6的內(nèi)置數(shù)值與寄存器5數(shù)值相加，加法器9的輸出端ロ與比較器6的數(shù)據(jù)輸入端ロ連接，將加法器9的輸出值更新到比較器6。
[0028]其中的全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)8可以是GPS地面接收機(jī)，也可以是北斗地面接收機(jī)，也可以是GL0NASS地面接收機(jī)，裝置支持的地面接收機(jī)的數(shù)量受限于單片機(jī)3的運(yùn)算能力和FPGA資源的大小，從原理上沒(méi)有限制，上述兩個(gè)實(shí)施例的附圖中示例了分別接入GPS和北斗地面接收機(jī)的情況。
[0029]裝置中的高穩(wěn)晶振I為整個(gè)系統(tǒng)提供穩(wěn)定的頻率信號(hào)，在實(shí)際設(shè)計(jì)中，高穩(wěn)晶振I一般采用恒溫晶振。鎖相倍頻器2的作用是將恒溫晶振I輸出的頻率信號(hào)的頻率值提高，較高的頻率值有利于提高計(jì)數(shù)器的時(shí)間分辨率，提高對(duì)恒溫晶振頻率測(cè)量的精度，減少輸出秒脈沖信號(hào)的抖動(dòng)。
[0030]從圖圖2可以看到，F(xiàn)PGA中含有邏輯功能組完全相同的幾個(gè)功能組(即所述單元)，每個(gè)功能組包含一個(gè)計(jì)數(shù)器7，一個(gè)比較器6，一個(gè)寄存器5，ー個(gè)加法器9，還有ー個(gè)狀態(tài)機(jī)10，其中的計(jì)數(shù)器7以鎖相倍頻器輸出2的高頻頻率信號(hào)為時(shí)鐘。FPGA還含有一個(gè)多路選擇器4，通過(guò)該多路選擇器4有選擇性地將選定的功能組產(chǎn)生的時(shí)間信號(hào)輸出。這樣的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特別適用于產(chǎn)生滿(mǎn)足電力系統(tǒng)專(zhuān)用的時(shí)間同步信號(hào)。以下對(duì)該系統(tǒng)的功能和優(yōu)點(diǎn)分幾個(gè)方面闡述:
[0031]1.本實(shí)用新型的裝置可以對(duì)多種時(shí)間恢復(fù)算法提供支持，可以實(shí)現(xiàn)多時(shí)源尋優(yōu)并完成優(yōu)選時(shí)間信號(hào)的輸出。
[0032]全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)鎖定后將輸出的秒脈沖信號(hào)引入計(jì)數(shù)器中，計(jì)數(shù)器以鎖相倍頻器輸出的高頻頻率信號(hào)為時(shí)鐘，記錄下每個(gè)秒脈沖對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值，單片機(jī)將這些計(jì)數(shù)值讀入后保存，形成ー個(gè)計(jì)數(shù)值序列，該計(jì)數(shù)值序列既包含了恒溫晶振當(dāng)前的振蕩頻率的信息，也包含了全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)輸出的秒脈沖隨機(jī)誤差分布的信息，以該計(jì)數(shù)值為基礎(chǔ)，通過(guò)一定的算法，就可以高精度地計(jì)算出恒溫晶體當(dāng)前倍頻后的頻率Z，并可以完成對(duì)下ー個(gè)秒脈沖對(duì)應(yīng)的計(jì)數(shù)值的最佳估計(jì)X (每個(gè)時(shí)源對(duì)應(yīng)ー個(gè))，同時(shí)還可以估算出每ー個(gè)地面接收機(jī)輸出的秒脈沖的標(biāo)準(zhǔn)差W (每個(gè)時(shí)源對(duì)應(yīng)ー個(gè))。
[0033]單片機(jī)每秒對(duì)上述參數(shù)計(jì)算刷新一次，完成上述參數(shù)的計(jì)算后，對(duì)所有全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)輸出的秒脈沖的標(biāo)準(zhǔn)差進(jìn)行比較，選取其中標(biāo)準(zhǔn)差最小的一路，將該路時(shí)源對(duì)應(yīng)的參數(shù)X寫(xiě)入對(duì)應(yīng)的比較器，同時(shí)將多路選擇器設(shè)置為對(duì)應(yīng)該路選通。當(dāng)計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)到X吋，比較器將重建產(chǎn)生秒脈沖信號(hào)，該信號(hào)將通過(guò)多路選擇器輸出，作為裝置最終輸出的秒脈沖信號(hào)。
[0034]以上過(guò)程是有多路全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)同時(shí)鎖定的情況，當(dāng)由于某種原因，某一路接收機(jī)失鎖，則該路自動(dòng)退出尋優(yōu)過(guò)程，單片機(jī)只對(duì)鎖定的時(shí)源進(jìn)行尋優(yōu)，當(dāng)只有一路地面接收機(jī)鎖定時(shí)，系統(tǒng)將該路鎖定的地面接收機(jī)作為時(shí)源。若所有的全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)都失鎖，則裝置進(jìn)入守時(shí)狀態(tài)。
[0035]2.本實(shí)用新型可以對(duì)高精度守時(shí)提供保證。
[0036]在裝置有全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)鎖定時(shí)，單片機(jī)持續(xù)計(jì)算恒溫晶體倍頻后的頻率Z，估計(jì)下ー個(gè)秒脈沖計(jì)數(shù)值X，并對(duì)時(shí)源進(jìn)行尋優(yōu)。當(dāng)所有時(shí)源都失鎖后，裝置保持失鎖前最后有效的時(shí)源為有效輸出，維持該組的計(jì)數(shù)器繼續(xù)累積計(jì)數(shù)，使用失鎖前最后一次計(jì)算的頻率Z進(jìn)行裝置的守吋。
[0037]3.本實(shí)用新型可以保證單片機(jī)復(fù)位期間時(shí)鐘輸出信號(hào)的穩(wěn)定性與連續(xù)性。
[0038]如圖2所示，在本裝置的每個(gè)功能組中都有一個(gè)狀態(tài)機(jī)、一個(gè)寄存器和ー個(gè)加法器，這3個(gè)模塊可以保證裝置在單片機(jī)意外復(fù)位時(shí)維持時(shí)鐘信號(hào)的輸出。方法為:裝置中的單片機(jī)每次結(jié)算出新的頻率值后都將其整數(shù)部分寫(xiě)入該路對(duì)應(yīng)的寄存器中，在每個(gè)秒脈沖輸出后，都會(huì)導(dǎo)致?tīng)顟B(tài)機(jī)指揮加法器將比較器和寄存器中的數(shù)據(jù)相加后將結(jié)果更新到比較器中，如果單片機(jī)工作正常，單片機(jī)隨后會(huì)用自己計(jì)算生成下一秒秒脈沖的數(shù)值取代該值，保證裝置走時(shí)的準(zhǔn)確性。如果這時(shí)單片機(jī)死機(jī)，則寫(xiě)入比較器的數(shù)值將不會(huì)被更改，裝置會(huì)使用該值生成下一秒的秒脈沖，在單片機(jī)重啟動(dòng)的這段時(shí)間里，狀態(tài)機(jī)將指揮系統(tǒng)使用系統(tǒng)頻率的整數(shù)值維持走時(shí)，直到單片機(jī)接管系統(tǒng)。
[0039]由于狀態(tài)機(jī)指揮裝置守時(shí)時(shí)只采用頻率的整數(shù)部分，對(duì)于上述倍頻后頻率為IOOMHz左右的系統(tǒng)，截?cái)嘈?shù)后的造成的誤差每秒不超過(guò)10ns，守時(shí)精度相當(dāng)于36 y s /h,已經(jīng)好于電カ系統(tǒng)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)守時(shí)精度55 ii s /h的要求,但遠(yuǎn)低于系統(tǒng)正常守時(shí)時(shí)I ii s /h的精度。考慮到裝置正常運(yùn)行時(shí)單片機(jī)復(fù)位是極小概率的事件而且復(fù)位時(shí)間通常為秒級(jí)，所以，通過(guò)該技術(shù)，可以保證裝置在單片機(jī)復(fù)位期間走時(shí)誤差在幾十納秒的量級(jí)，這個(gè)精度水平與多數(shù)全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)輸出的時(shí)間信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)差在ー個(gè)數(shù)量級(jí)了，可以說(shuō)由此造成的誤差幾乎不可覺(jué)察。
[0040]4.本實(shí)用新型為時(shí)差校正提供了靈活的支持手段。
[0041]由于本裝置輸出的秒脈沖由計(jì)數(shù)器數(shù)值與比較器數(shù)值比對(duì)產(chǎn)生，可以靈活地支持多種策略的時(shí)差校正策略。這里僅以跳步補(bǔ)償和線性追擊補(bǔ)償兩種方法加以說(shuō)明。
[0042]對(duì)于跳步補(bǔ)償，假設(shè)裝置由于守時(shí)運(yùn)行導(dǎo)致系統(tǒng)時(shí)間與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間落后了 7.9U S，當(dāng)裝置重新鎖定后，裝置會(huì)計(jì)算出生成對(duì)應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的下一秒的最佳估計(jì)值，這時(shí)裝置不管該估計(jì)值與前一個(gè)守時(shí)秒脈沖對(duì)應(yīng)比較器數(shù)值的差異，直接使用該估計(jì)值來(lái)生成后續(xù)的秒脈沖信號(hào)，則系統(tǒng)就會(huì)一次性將裝置由于守時(shí)而造成時(shí)鐘誤差補(bǔ)償完畢，該方法補(bǔ)償速度快，但是所有誤差在ー個(gè)秒間隔補(bǔ)償完畢，會(huì)造成在補(bǔ)償時(shí)刻該秒的時(shí)間間隔波動(dòng)大，不適于在數(shù)字化變電站場(chǎng)合使用。
[0043]對(duì)于線性追擊補(bǔ)償，當(dāng)裝置鎖定后，發(fā)現(xiàn)計(jì)算出的下一秒的最佳估計(jì)值與上一秒的差值過(guò)大時(shí)(比如閾值設(shè)為0.2 y S)，這時(shí)，裝置不是直接使用該估計(jì)值生成下一個(gè)秒脈沖，而是限制下一個(gè)秒脈沖估計(jì)值的變化范圍，使毎秒對(duì)誤差的補(bǔ)償不超過(guò)ー個(gè)限值(比如
0.S)，這樣通過(guò)后續(xù)連續(xù)的誤差補(bǔ)償追擊，使裝置時(shí)鐘逐步調(diào)整到與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間同歩。該方法同步時(shí)間較長(zhǎng)，但是輸出的秒脈沖間隔比較均勻，有利于數(shù)字化變電站的穩(wěn)定運(yùn)行。
【權(quán)利要求】
1.多時(shí)源尋優(yōu)時(shí)間同步裝置，其特征在于:該裝置包括高穩(wěn)晶振(I)、單片機(jī)(3)和多路選擇器(4);還包括至少兩個(gè)結(jié)構(gòu)相同的単元，每個(gè)單元包括全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)(8)、計(jì)數(shù)器(7)、比較器(6)和寄存器(5)，每個(gè)單元中全球定位系統(tǒng)地面接收機(jī)(8)的秒脈沖輸出端與計(jì)數(shù)器(7)的事件觸發(fā)輸入端連接，計(jì)數(shù)器(7)的計(jì)數(shù)值輸出端連接該単元中的比較器(6)的輸入端；高穩(wěn)晶振(I)的時(shí)鐘輸出端與每個(gè)單元內(nèi)的計(jì)數(shù)器(9)的時(shí)鐘輸入端之間直接連接或者通過(guò)鎖相倍頻器(2)連接；每個(gè)單元中比較器(6)的脈沖輸出端分別接入多路選擇器(4)的一個(gè)輸入端；每個(gè)單元中的計(jì)數(shù)器(7)、比較器(6)和寄存器(5)分別與單片機(jī)(3)相連接；單片機(jī)(3)的輸出端還與多路選擇器(4)的控制端相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的多時(shí)源尋優(yōu)時(shí)間同步裝置，其特征在于:每個(gè)單元還包括狀態(tài)機(jī)(10)和加法器(9);狀態(tài)機(jī)(10)的輸入端連接在比較器(6)的輸出端，比較器(6)用于啟動(dòng)狀態(tài)機(jī)(10)的狀態(tài)循環(huán)；狀態(tài)機(jī)(10)的ー個(gè)輸出端與加法器(9)的控制端相連接用于啟動(dòng)加法器(9)的運(yùn)行；狀態(tài)機(jī)(10)的另ー個(gè)輸出端與比較器(6)的寫(xiě)入控制端相連接；カロ法器(9)的兩個(gè)輸入端分別與比較器(6)和寄存器(5)的輸出端ロ連接，加法器(9)用于將比較器(6)的內(nèi)置數(shù)值與寄存器(5)數(shù)值相加；加法器(9)的輸出端ロ與比較器(6)的數(shù)據(jù)輸入端ロ連接；狀態(tài)機(jī)(10)的另ー個(gè)輸出端與比較器(6)的寫(xiě)入控制端連接，用來(lái)控制將加法器(9)的輸出寫(xiě)入比較器(6)。
【文檔編號(hào)】H04L7/00GK203416271SQ201320568773
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年9月13日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月13日
【發(fā)明者】華志斌, 王建偉, 李勇, 尹航, 陳峰超 申請(qǐng)人:煙臺(tái)東方英達(dá)康自動(dòng)化技術(shù)有限公司