專(zhuān)利名稱(chēng)：一種用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種可以將標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)轉(zhuǎn)換為所需采樣基準(zhǔn)信號(hào)，并具有自 守時(shí)功能的衛(wèi)星時(shí)鐘板，屬于工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi) 星時(shí)鐘板。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)采集的應(yīng)用越來(lái)越廣，復(fù)雜系統(tǒng)內(nèi)各個(gè)設(shè)備的 數(shù)據(jù)采集要求同步性越來(lái)越高。采樣標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的任何誤差都有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的 錯(cuò)誤，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)作為標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)間信號(hào)，在工業(yè)中己經(jīng) 得到普遍應(yīng)用。但衛(wèi)星時(shí)鐘輸出的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)無(wú)法直接應(yīng)用到數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)中。而數(shù) 據(jù)采集設(shè)備利用自身的晶振所產(chǎn)生的采樣信號(hào)其同步性及精度無(wú)法滿(mǎn)足系統(tǒng)對(duì)采 樣精度越來(lái)越高的需求。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索申請(qǐng)?zhí)?00610109049.6的發(fā)明專(zhuān)利"用于補(bǔ)償用作采樣頻率的 本地時(shí)鐘的漂移的裝置和方法"，該發(fā)明涉及用于數(shù)據(jù)采集的裝置及方法，包括一 個(gè)模擬/數(shù)字轉(zhuǎn)換器，用于根據(jù)一個(gè)本地時(shí)鐘提供的一個(gè)不完全采樣頻率來(lái)對(duì)傳感 器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，生成采樣定時(shí)數(shù)據(jù)E[k]的一個(gè)序列、 一個(gè)時(shí)間標(biāo)記模塊， 用于根據(jù)一個(gè)通用時(shí)間UTC (t)來(lái)確定采樣時(shí)刻，以測(cè)量本地時(shí)鐘的頻率誤差、一 個(gè)再采樣模塊(400)，用于校正采樣定時(shí)數(shù)據(jù)E[k]。申請(qǐng)?zhí)枮?00810170010.4的發(fā) 明專(zhuān)利"估計(jì)及補(bǔ)償采樣時(shí)鐘偏移的裝置與方法"設(shè)計(jì)了一種估計(jì)及補(bǔ)償采樣時(shí)鐘 偏移(SCO)的裝置與方法，具有較低的復(fù)雜度與較強(qiáng)的抗干擾能力。該裝置包括 定時(shí)調(diào)整模塊，前移或后移已傳輸OFDM符號(hào)的符號(hào)定時(shí)；離散傅立葉變換(DFT) 處理器，對(duì)定時(shí)調(diào)整模塊的輸出進(jìn)行離散傅立葉變換；信道估計(jì)器，基于DFT處 理器輸出中的信道估計(jì)序列進(jìn)行信道頻率響應(yīng)(CFR)估計(jì)；SCO相位旋轉(zhuǎn)器，接收 DFT處理器輸出的幀頭及凈荷并對(duì)其OFDM符號(hào)執(zhí)行相移；SCO估計(jì)單元，根據(jù) SCO相位旋轉(zhuǎn)器的導(dǎo)頻子載波相關(guān)輸出以及來(lái)自信道估計(jì)器的CFR估計(jì)進(jìn)行SCO估計(jì)；以及SCO補(bǔ)償分配單元，將SCO估計(jì)劃分為整數(shù)部分與小數(shù)部分，然后將 該整數(shù)部分與小數(shù)部分分別分配給定時(shí)調(diào)整模塊與SCO相位旋轉(zhuǎn)器。這兩個(gè)專(zhuān)利 分別公開(kāi)了對(duì)產(chǎn)生采樣基準(zhǔn)信號(hào)的本地時(shí)鐘進(jìn)行補(bǔ)償?shù)姆椒?，但這種補(bǔ)償都是基于 本地時(shí)鐘，其精度受本地時(shí)鐘的局限。對(duì)于如何利用衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生采集標(biāo)準(zhǔn)信 號(hào)，目前國(guó)內(nèi)外無(wú)相關(guān)文獻(xiàn)介紹及產(chǎn)品出現(xiàn)。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)外電力、通信及其他行業(yè)對(duì)數(shù)據(jù)采集的需求日益增多，而對(duì)于復(fù)雜系 統(tǒng)內(nèi)部的各個(gè)設(shè)備的數(shù)據(jù)采集需要采集時(shí)間的一致性要求也越來(lái)越嚴(yán)格。但各系統(tǒng) 設(shè)備采集標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)均基于設(shè)備本地時(shí)鐘，直接影響自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行及數(shù)據(jù)記 錄；同時(shí)衛(wèi)星時(shí)鐘的高速發(fā)展及其在各個(gè)領(lǐng)域應(yīng)用的不斷深入，對(duì)基于衛(wèi)星時(shí)鐘信 號(hào)的采樣基準(zhǔn)信號(hào)的需求日益迫切。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種先進(jìn)可靠 的用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板。
本實(shí)用新型的目的可以通過(guò)以下技術(shù)方案來(lái)實(shí)現(xiàn) 一種用丁實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi) 星時(shí)鐘板，其特征在于，包括時(shí)鐘信號(hào)接收模塊、秒脈沖模塊、分頻器模塊、斷電 守時(shí)模塊和采樣信號(hào)輸出模塊，所述的時(shí)鐘信號(hào)接收模塊與秒脈沖模塊、分頻器模 塊及斷電守時(shí)模塊連接，所述的秒脈沖模塊及分頻器模塊與采樣信號(hào)輸出模塊連 接，所述的時(shí)鐘信號(hào)接收模塊與采樣信號(hào)輸出模塊連接。
所述的時(shí)鐘信號(hào)接收模塊包括B碼捕獲子模塊、串口接收子模塊、分脈沖捕 獲子模塊。
所述的B碼捕獲子模塊是接收IRIG-B碼信息的模塊。 所述的秒脈沖模塊是能直接從IRIG-B碼提取秒脈沖的模塊。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)包括
(1) 實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘同步信號(hào)到采樣基準(zhǔn)信號(hào)的同步轉(zhuǎn)換；
(2) 接收多種標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)；
(3) 實(shí)現(xiàn)同步信號(hào)對(duì)采樣基準(zhǔn)信號(hào)的不間斷校準(zhǔn)；
(4) 實(shí)現(xiàn)三重時(shí)間信號(hào)冗余備份。


4圖1是本實(shí)用新型一種用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說(shuō)明。
IRIG (Inter-Range Instrumention Group)是耙場(chǎng)間測(cè)量組的縮寫(xiě)，它是美國(guó)耙 場(chǎng)司令委員會(huì)(RCC。 Range Commanders Council)的下屬機(jī)構(gòu)。IRIG的職責(zé)有負(fù) 責(zé)靶場(chǎng)間的信息交換、制定標(biāo)準(zhǔn)等。
IRIG-B為IRIG委員會(huì)的B標(biāo)準(zhǔn)，是專(zhuān)為時(shí)鐘的傳輸制定的時(shí)鐘碼。國(guó)外進(jìn)口 裝置時(shí)常使用該信號(hào)輸入方式。每秒輸出一幀按秒、分、時(shí)、日期的順序排列的時(shí) 間信息。IRIG-B信號(hào)有直流偏置(TTL)電平、lKHz正弦調(diào)制信號(hào)、RS422電平 方式、RS232電平方式四種形式。
如圖l所示，為用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的用于實(shí) 時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板，包括時(shí)鐘信號(hào)接收模塊l、秒脈沖模塊2、分頻器模塊 3、斷電守時(shí)模塊4和采樣信號(hào)輸出模塊5，時(shí)鐘信號(hào)接收模塊1與外部衛(wèi)星時(shí)鐘 設(shè)備相連，另一端與秒脈沖模塊2、分頻器模塊3及斷電守時(shí)模塊4相連，秒脈沖 模塊2及分頻器模塊3與采樣信號(hào)輸出模塊5相連。
時(shí)鐘板輸入IRIG-B碼時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)接收模塊1捕獲后獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)，秒 脈沖模塊2利用IRIG-B碼前沿獲取同步秒脈沖；分頻器模塊3利用標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖獲 得所需采樣基準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)采樣信號(hào)輸出模塊5輸出；
時(shí)鐘板輸入分脈沖時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)接收模塊l捕獲后獲得標(biāo)準(zhǔn)分脈沖，并在分脈 沖之間產(chǎn)生秒脈沖送入秒脈沖模塊2及分頻器模塊3,分頻器模塊3利用秒脈沖獲 得所需采樣基準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)采樣信號(hào)輸出模塊5輸出；
時(shí)鐘板輸入串行時(shí)間報(bào)文時(shí)，時(shí)鐘信號(hào)接收模塊1捕獲后獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間數(shù)據(jù)， 并根據(jù)串行報(bào)文的固有延時(shí)進(jìn)行智能補(bǔ)償，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖送入秒脈沖模塊2及分 頻器模塊3，分頻器模塊3利用標(biāo)準(zhǔn)秒脈沖獲得所需采樣基準(zhǔn)信號(hào)，經(jīng)采樣信號(hào)輸 出模塊5輸出；
時(shí)鐘信號(hào)接收模塊1具有精準(zhǔn)自守時(shí)功能，在無(wú)外部時(shí)間信號(hào)輸入時(shí)，提供內(nèi) 部標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間輸出；并在外部信號(hào)輸入時(shí)自動(dòng)切換至外部同步時(shí)間報(bào)文輸出；
斷電自守時(shí)模塊4在時(shí)鐘板接收外部時(shí)間信號(hào)時(shí)進(jìn)行校時(shí)，并在接收板斷電后 進(jìn)行自守時(shí)。在接收板重新上電后提供較為精準(zhǔn)的時(shí)間信號(hào)；
5采樣信號(hào)輸出模塊5根據(jù)采樣設(shè)備所需輸出秒脈沖，串行時(shí)間報(bào)文，分脈沖及 各種頻率的采樣基準(zhǔn)信號(hào)。
本實(shí)用新型實(shí)現(xiàn)三重時(shí)間信號(hào)(衛(wèi)星時(shí)鐘同步信號(hào)、系統(tǒng)自守時(shí)及斷電自守時(shí))
冗余備份。當(dāng)接收外部時(shí)鐘同步信號(hào)輸入時(shí)(IRIG-B碼或分脈沖信號(hào))，時(shí)鐘板 將外部同步信號(hào)作為基準(zhǔn)，在兩次同步信號(hào)間隔內(nèi)利用分頻器產(chǎn)生所需采樣基準(zhǔn)信 號(hào)，并利用同步信號(hào)進(jìn)行校準(zhǔn)間隔內(nèi)系統(tǒng)自守時(shí)產(chǎn)生的誤差，從而消除本地時(shí)鐘的 累計(jì)誤差；當(dāng)接收串行報(bào)文時(shí)，接收板根據(jù)串行報(bào)文頭的固有誤差進(jìn)行智能補(bǔ)償， 自行產(chǎn)生秒脈沖，并利用分頻器模塊產(chǎn)生采樣基準(zhǔn)信號(hào)。
當(dāng)外部無(wú)衛(wèi)星時(shí)鐘信號(hào)輸入時(shí)，系統(tǒng)利用內(nèi)部高精度晶振進(jìn)行自守時(shí)，產(chǎn)生秒 脈沖，并利用分頻器產(chǎn)生所需采樣基準(zhǔn)信號(hào)。
斷電自守時(shí)模塊在系統(tǒng)接收同步信號(hào)時(shí)進(jìn)行校準(zhǔn)，當(dāng)系統(tǒng)斷電后能進(jìn)行斷電自 守時(shí)，并在系統(tǒng)重新啟動(dòng)時(shí)獲得較為精確的本地時(shí)間，并產(chǎn)生所需采樣基準(zhǔn)信號(hào)。
權(quán)利要求1.一種用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板，其特征在于，包括時(shí)鐘信號(hào)接收模塊、秒脈沖模塊、分頻器模塊、斷電守時(shí)模塊和采樣信號(hào)輸出模塊，所述的時(shí)鐘信號(hào)接收模塊與秒脈沖模塊、分頻器模塊及斷電守時(shí)模塊連接，所述的秒脈沖模塊及分頻器模塊與采樣信號(hào)輸出模塊連接，所述的時(shí)鐘信號(hào)接收模塊與采樣信號(hào)輸出模塊連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板，其特征在于， 所述的時(shí)鐘信號(hào)接收模塊包括B碼捕獲子模塊、串口接收子模塊、分脈沖捕獲子模塊。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板，其特征在于， 所述的B碼捕獲子模塊是接收IRIG-B碼信息的模塊。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板，其特征在于， 所述的秒脈沖模塊是能直接從IRIG-B碼提取秒脈沖的模塊。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型涉及一種用于實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集的衛(wèi)星時(shí)鐘板，包括時(shí)鐘信號(hào)接收模塊、秒脈沖模塊、分頻器模塊、斷電守時(shí)模塊和采樣信號(hào)輸出模塊，所述的時(shí)鐘信號(hào)接收模塊與秒脈沖模塊、分頻器模塊及斷電守時(shí)模塊連接，所述的秒脈沖模塊及分頻器模塊與采樣信號(hào)輸出模塊連接，所述的時(shí)鐘信號(hào)接收模塊與采樣信號(hào)輸出模塊連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)包括實(shí)現(xiàn)了時(shí)鐘同步信號(hào)到采樣基準(zhǔn)信號(hào)的同步轉(zhuǎn)換；接收多種標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間信號(hào)；實(shí)現(xiàn)同步信號(hào)對(duì)采樣基準(zhǔn)信號(hào)的不間斷校準(zhǔn)；實(shí)現(xiàn)三重時(shí)間信號(hào)冗余備份。
文檔編號(hào)H03K3/64GK201422104SQ20092007042
公開(kāi)日2010年3月10日 申請(qǐng)日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者艾 劉 申請(qǐng)人:上海嶺通電子科技有限公司