专利名称：智能化电网中实现同步采样的装置的制作方法
技术领域：
本发明属于智能化电网领域，涉及智能化电网中实现同步采样的装置，特别是在 由高精度标准时钟的基准时钟主机对同局域各个采样装置进行时钟重复性修正来保证同 步采样脉冲输出的系统中应用的具有保持采样时刻在10分钟内误差小于4微秒的能力的 采样装置。
背景技术：
目前国内正在大力发展智能电网，智能电网的一个特点就是模拟信号数字化，这 就对数字化信号的同步性提出了一定的要求局域网内各局域分机采样装置的采样时刻在 10分钟内误差应当小于4微秒。现有技术中采用大型FPGA技术完成局域分机采样装置同步采集和输出采样脉冲 信号，采用FPGA的方法虽然能达到系统要求，但是成本太高，结构复杂，且容易受到干扰； 另外FPGA与CPU之间的信息共享不方便。综上，为了达到全站乃至全网对电压、电流的采样时间的统一，在达到数字化信号 的同步性要求的指标的同时，又不得不顾及成本造价、结构简单、信息共享及局域分机采样 装置间的干扰信号这些方面的问题，迫切地要求新的解决方案的提出。
发明内容本实用新型解决了局域分机采样装置的数据采集实现同步的难题，达到局域分机 采样装置具有保持采样时刻在10分钟内误差小于4微秒的能力，且系统结构简单，实现了 低成本、易实施的效果。本实用新型为实现发明目的采用的技术方案是智能化电网中实现同步采样的装 置，上述装置接收基准时钟主机的标准时序码信号，并按管理电路修正后的时序发送控制 信号至A/D转换器发出同步采样指令信号，关键是上述装置的结构中包括该装置整体结 构原件组装在一起的电路主板，电路主板上有标准时序码采集电路、管理电路、定时电路、 存储电路及脉宽调制电路，采集电路实时接收主机的标准时序码信号，发送至管理电路，管 理电路借助定时电路及存储电路进行时序校对，控制脉宽调制电路输出同步脉冲信号至A/ D转换器。本实用新型实现的有益效果是实现局域内所有采样装置的时钟同步不采用 FPGA，不仅使成本大大降低，且结构完全依赖于硬件使得结构更加简单、也不易受到干扰； 另外，由外部高精度时钟时序重复修正各个采样装置内部时钟时序，使修正更加自然和连 续；还实现了当标准时序信号消失，局域分机采样装置具有保持采样时刻在10分钟内误差 小于4微秒的能力，实际检测结果达到10分钟1.5微秒的守时能力。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。
图1是本实用新型内部电路板示意图。其中，1是采集电路，2是管理电路，3是定时电路，4是存储电路，5是脉宽调制电 路。
具体实施方式
智能化电网中实现同步采样的装置，上述装置接收基准时钟主机的标准时序码信 号，并按管理电路修正后的时序发送控制信号至A/D转换器发出同步采样指令信号，重要 的是上述装置的结构中包括该装置整体结构原件组装在一起的电路主板，电路主板上有 标准时序码采集电路1、管理电路2、定时电路3、存储电路4及脉宽调制电路5，采集电路1 实时接收主机的标准时序码信号，发送至管理电路2，管理电路2借助定时电路3及存储电 路4进行时序校对，控制脉宽调制电路5输出同步脉冲信号至A/D转换器。所述的管理电路2中包括主控芯片及外围配套接口电路，主控芯片对采集电路1 发送的标准时序码信号进行接收、处理、并发送控制信号至脉宽调制电路5。所述的主控芯片的型号是NXP2214。所述的存储电路包括专用存储电路及中间存储电路。本发明在具体实施时，以局域网中基准时钟主机的时钟代码为标准时序码，基准 时钟主机按照管理程序设定的时间间隔ΔT发送标准时序码至局域分机采样装置；在局域 分机采样装置的壳体内电路板上设置的采集电路1采集上述主机发送的标准时序码，管理 电路2依据标准时序码对分机采样装置的时序校对，并借助定时电路3记录等时间间隔内 局域分机采样装置的时钟与基准时钟主机时钟的即时误差值，将该即时误差值借助存储电 路4中的专用存储电路存储，依据专用存储电路中所存储的即时误差值计算即时误差值的 算术平均值、更新、存储于中间存储电路中；管理电路依据最新修订的平均误差值对局域分 机采样装置在下一个等时间间隔之内发出的采样指令时刻的时序误差进行随机修正。另 外，用中间存储电路中所存储的数值与对应记录的时刻为坐标，确立平均误差值随时间变 化的函数关系，作为局域分机采样装置时序自我校正的经验修正函数。如果有基准时钟主 机发送的标准时序码信号丢失的突发事件发生，局域分机采样装置的时钟时序可以根据此 经验修正函数进行自我校正。通过基准时钟主机的时钟代码对局域网内所有采样装置的内 部时钟进行重复修正，本实用新型结构简单，且修正自然、连续；还实现了即使基准时钟主 机的标准时序码信号丢失，采样装置的采样时刻也已达到10分钟1. 5微秒的守时能力。
权利要求1.智能化电网中实现同步采样的装置，上述装置接收基准时钟主机的标准时序码信 号，并按管理电路修正后的时序发送控制信号至A/D转换器发出同步采样指令信号，其特 征在于上述装置的结构中包括该装置整体结构原件组装在一起的电路主板，电路主板上 有标准时序码采集电路(1)、管理电路O)、定时电路(3)、存储电路(4)及脉宽调制电路 (5)，采集电路⑴实时接收主机的标准时序码信号，发送至管理电路O)，管理电路(2)借 助定时电路( 及存储电路(4)进行时序校对，控制脉宽调制电路( 输出同步脉冲信号 至A/D转换器。
2.根据要求1所述的智能化电网中实现同步采样的装置，其特征在于所述的管理电 路O)中包括主控芯片及外围配套接口电路，主控芯片对采集电路(1)发送的标准时序码 信号进行接收、处理、并发送控制信号至脉宽调制电路(5)。
3.根据要求2所述的智能化电网中实现同步采样的装置，其特征在于所述的主控芯 片的型号是NXP2214。
专利摘要智能化电网中实现同步采样的装置，实现局域内所有采样装置的时钟同步不利用FPGA方式，这样不仅使成本大大降低，且结构完全依赖于硬件使得结构更加简单、也不易受到干扰，采用的技术方案是上述装置的结构中包括该装置整体结构原件组装在一起的电路主板，电路主板上有标准时序码采集电路、管理电路、定时电路、存储电路及脉宽调制电路，采集电路实时接收主机的标准时序码信号，发送至管理电路，管理电路借助定时电路及存储电路进行时序校对，控制脉宽调制电路输出同步脉冲信号至A/D转换器。实现了局域分机采样装置具有保持采样时刻在10分钟内误差小于4微秒的能力，实际检测结果达到10分钟1.5微秒的守时能力。
文档编号H04J3/06GK201910810SQ20102060970
公开日2011年7月27日 申请日期2010年11月17日 优先权日2010年11月17日
发明者刘海涛, 吕燕石, 周彦红, 孔江涛, 屈国旺, 李玉峰, 王强, 王欣, 陈洪雨, 陈贺, 靳伟敬 申请人:石家庄科林自动化有限公司