专利名称：一种用于智能电网的双通道双模授时模块的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及授时技术领域，更具体地说，涉及一种用于智能电网的双通道双模授时模块。
背景技术：
电力系统覆盖范围广，自动化装置很普及，同步相位测量、行波测距和行波保护、调度自动化系统、微机继电保护装置、故障录波器、事件顺序记录装置、计算机数据交换网等都要求严格的时钟同步。如果没有同步授时，电网调度可能由于开关不同步而造成瘫痪，通信数据包由于时间信息错位无法在终端复原，进而无法实现即时通信。
由于我国卫星导航技术研究起步较晚，现阶段国内很多涉及国家安全的关键领域的卫星授时服务主要依赖GPS系统，但因GPS受美国限制，采用单一的GPS存在潜在的风险，其安全可靠性低、自主性差，而且由于目前GPS技术的限制，各授时终端均为被动单向接受GPS时间信号模式，无法实现各系统之间的时间同步统一，导致各系统时间描述方面存在较大差异，全局性时间同步精度难以确保。随着智能电网的发展，出现了大量的实时双向新业务，使得电力系统对稳定、安全、高效的装置运行提出了更高的要求。另外针对不同的电力应用场合，授时设备的接口数量和接口类型各有不同，这样传统的授时模块接口单一、形式固定、不能灵活配置，很难满足智能电网的实际应用要求。目前国内大部分授时产品采用北斗一号或GPS单一授时或北斗一号/GPS双模授时，且其中多数都是采用复杂的电路进行模块化设计从而实现射频和基带处理功能，而并非采用芯片级解决方案，其具有电路复杂、体积大、成本高等缺点，不利于产品的推广和应用。
发明内容该实用新型的目的是针对现有GPS单一授时安全性和稳定性不高而双模授时模块结构复杂的缺点，提出了一种智能电网专用双模授时模块的芯片级解决方案，减少了对单一导航系统的依赖性，提高了系统可靠性和授时精度。本实用新型是这样实现的智能电网用双模授时模块由双通道射频芯片、多模卫星基带处理芯片、微处理器、外围电路及输出接口组成，所述的双通道射频芯片用于从天线接收卫星信号，将信号经放大、滤波处理并变为数字中频信号；所述多模卫星基带处理芯片与所述的双通道射频芯片电连接，用于处理所述的双通道射频芯片发送来的数字中频信号；所述的微处理器与所述的基带处理芯片电连接，用于处理所述的基带处理芯片传输来的基带信号，以及将所述基带信号处理成时间信息并通过所述的输出接口输出，所述的输出接口设置在所述的微处理器上；所述的外围电路分别与双通道射频芯片、多模卫星基带处理芯片、微处理器电连接，用于提供电源、上拉下拉电阻等，保证整个模块正常运行。所述的双通道射频芯片是能并行接收两种以上卫星系统的信号芯片，其内部集成了低噪声放大器、混频器、镜像抑制滤波器、自动增益控制放大器、模数转换器、频率综合器。所述的基带处理芯片为多模卫星导航基带处理器，其内部集成了多系统并行捕获引擎、多系统兼容的相关器引擎。所述的输出接口是RS-232接口、RS422/485接口、光纤输出接口或RJ-45接口。信号经所述的基带芯 片处理后，可以通过微处理器配置各种接口输出时间信息，即可以根据不同应用需求定制不同电气特性的输出接口，满足智能电网多业务应用的需求。本实用新型涉及的授时模块可输出PPS信号、时间日期等信息，通过时间代码和同步脉冲信号的组合实现对电力系统终端设备授时。本实用新型由于采用以上技术方案，具有以下优点I.所述的射频芯片和基带处理芯片集成度高，通过芯片化设计将复杂的器件和软件集成，具有成本低、体积小、重量轻、功耗低、配置灵活等优点。2.能够同时接收GPS和北斗卫星等信号，实现双模授时，并能实现自动切换，在接收不到一个系统信号的情况下，可以通过接收另一卫星系统的信号来实现授时，提高了系统安全性、可靠性，减少了对单一导航系统的依赖，提高了授时精度。3.可实现为不同应用需求定制不同电气特性的输出接口，配置灵活，克服了传统授时模块固定输出接口可扩展性差的缺点，可以更好地满足智能电网终端设备多业务接口的应用需求。4.采用集成度高的芯片级解决方案，克服了模块化设计电路复杂的缺点，有效减小了模块体积和成本，提高了系统集成度，便于嵌入于各种终端产品中，应用领域更加广泛。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。
图I为本实用新型结构示意图。其中有双通道射频芯片I、多模卫星基带处理芯片
2、微处理器3、外围电路4及输出接口 5。
具体实施方式
北斗卫星导航系统是我国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统，包括北斗卫星导航试验系统(北斗一号)和北斗卫星导航定位系统(北斗二号)。随着北斗二号导航系统的逐步建成，将完全兼容并极大地扩充北斗一号系统的现有功能，可提供更高精度和可靠性的定位、测速和授时服务。本实用新型基于电网授时的安全考虑，充分利用包括具有我国自主知识产权的北斗二号卫星在内的卫星系统作为我国高精度时钟源，采用芯片级的解决方案，设计一款低成本、体积小且输出接口灵活配置的兼容北斗二号等卫星/GPS的双模授时模块，不仅可以摆脱我国电力行业依赖美国GPS单模授时芯片的不利局面，还将极大推进我国北斗导航系统在授时领域中的应用。如图I所示，本实用新型设计的双模授时模块，由双通道射频芯片I、多模卫星基带处理芯片2、微处理器3、外围电路4及输出接口 5组成。其中双通道射频芯片内部集成了低噪声放大器、混频器、镜像抑制滤波器、自动增益控制放大器、模数转换器、频率综合器，及LD0，无需外接中频滤波器，可同时接收LI频段中国北斗二代、美国GPS、俄罗斯GL0NASS及欧洲伽利略等多个导航系统的信号，实现双通道并行接收。基带处理芯片为一款多模卫星导航基带处理器，内部集成了超大规模并行捕获引擎，多系统兼容的相关器引擎，可以接收GPS、北斗卫星、GLONASS、伽利略等导航系统的民用卫星信号，并且兼容每个系统两个频段卫星信号，满足高灵敏度、高精度、高动态、精密授时等多种应用。实施例一图I所示，天线连接双通道射频芯片，它接收卫星系统的信号，经射频芯片锁相、滤波、放大、模数转换、频率综合等一系列射频处理，变为数字中频信号，通过SPI口发送至多模基带处理芯片进行处理，经过信号捕获、跟踪、解扩解调、译码等处理获取星 历数据，将解出的基带信号传输到微处理器，它根据相应的数据格式解析出日期、时间等授时信息，并对授时信息进行处理，将时间信息转化为可以读取的北京时间，并将时间信息以电力设备能识别的协议格式打包输出。该模块支持RS232、RS422/485、光纤输出接口、RJ_45接口等多种数据接口输出授时信息，可以根据不同的应用场合定制不同电气特性的输出接口，满足智能电网多业务应用的需求及高精度时间源的需求。实施例二 天线连接双通道射频芯片，接收卫星系统的信号，经过锁相、滤波、放大、模数转换、频率综合等一系列射频处理，变为数字中频信号，通过SPI 口发送至多模基带处理芯片进行处理，经过信号捕获、跟踪、解扩解调、译码等处理获取星历数据，将解出的基带信号传输到微处理器，微处理器通过一定的算法从NMEA协议格式数据中解析出日期、时间等授时信息，并结合特定的算法对授时信息进行处理，包括自动补偿由数据传输及处理等引起的延时，以及将时间信息转化为可以读取的北京时间，并将时间信息以特定的协议格式打包，从接口输出，从而对电力设备授时。以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制，凡在本实用新型的精神和原则内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本实用新型的保护范围内。
权利要求1.一种用于智能电网的双通道双模授时模块，其特征在于，由双通道射频芯片、多模卫星基带处理芯片、微处理器、外围电路及输出接口组成，所述的双通道射频芯片用于从天线接收卫星信号，将信号经放大、滤波处理并变为数字中频信号；所述多模卫星基带处理芯片与所述的双通道射频芯片电连接，用于处理所述的双通道射频芯片发送来的数字中频信号；所述的微处理器与所述的基带处理芯片电连接，用于处理所述的基带处理芯片传输来的基带信号，以及将所述基带信号处理成时间信息并通过所述的输出接口输出，所述的输出接口设置在所述的微处理器上，所述的外围电路分 别与双通道射频芯片、多模卫星基带处理芯片、微处理器电连接，用于提供电源。
2.根据权利要求I所述的用于智能电网的双通道双模授时模块，其特征在于所述的双通道射频芯片是能并行接收两种以上卫星系统的信号芯片，其内部集成了低噪声放大器、混频器、镜像抑制滤波器、自动增益控制放大器、模数转换器、频率综合器。
3.根据权利要求I所述的用于智能电网的双通道双模授时模块，其特征在于所述的基带处理芯片为多模卫星导航基带处理器，其内部集成了多系统并行捕获引擎、多系统兼容的相关器引擎。
4.根据权利要求I所述的用于智能电网的双通道双模授时模块，其特征在于所述的输出接口是RS-232接口、RS422/485接口、光纤输出接口或RJ-45接口。
专利摘要本实用新型公开了一种用于智能电网的双通道双模授时模块。该模块由双通道射频芯片、多模卫星基带处理芯片、微处理器、外围电路及输出接口组成。该模块采用射频芯片和基带处理芯片，能够同时接收GPS和北斗等卫星系统的信号，实现双模授时，微处理器内部算法自动补偿由数据传输和处理引起的时延，并且可以根据不同应用需求定制不同电气特性的输出接口，以满足智能电网多业务应用及高精度时间源的需求。本实用新型采用射频和基带芯片级的解决方案，具有成本低、体积小、授时精度高、输出接口配置灵活等多种优点，为全网时间同步提供了可靠保障。
文档编号G04G5/00GK202494884SQ20112057703
公开日2012年10月17日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年12月30日
发明者潘小山, 谢伟东 申请人:北京天中磊智能科技有限公司