专利名称：时钟同步装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及数字化电站的基础装置，尤其涉及一种数字化电站时钟同步装置。
背景技术：
高精度对时对现代变电站自动化运行越来越重要，是记录报警及事件的发生时 间，并确定事件发生的先后次序，从而分析故障原因的基础。目前变电站主要利用^IG-B 串行编码时间格式对时，数字化变电站则推广利用IEEE 1588PTP规定的工业以太网标准 进行分布式网络各节点的对时。对时误差主要原因是由振荡器频率误差引起，分布式网络普通节点的时钟振荡器 一般是石英晶体振荡器，会受到温度、机械、老化等因素的影响。本地时钟的振荡频率如果 有偏离，会造成时间的偏离，而且时间的偏离是累计的，会越来越大。虽然通过主时钟可以 校正本地时钟，但采用传统方法校正本身就破坏了本地时钟的连续性，使得需要定时处理 的任务不稳定，导致不可忽略的抖动。从而使依赖精确计时的应用程序出错。
实用新型内容本实用新型的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种数字化电站时钟同 步装置，其可以使本地时钟的频率与主时钟同步，提高变电站自动化系统数据采集、微机保 护控制的实时性和历史记录的准确性。为了实现上述的目的，本实用新型包括时间报文接收装置，所述的时间报文接收 装置连接处理器，处理器分别连接压控晶体振荡管的时钟输出端和数模转换器输入端，数 模转换器的输出端连接压控晶体振荡管的控制输入端。所述的压控晶体振荡管的调谐范围为士 IOOppm至士200ppm。所述的时间报文接收装置为^IG-B解码电路。所述的时间报文接收装置为实时工业以太网接口电路。所述的时间报文接收装置分别包括JRIG-B解码电路和实时工业以太网接口电路。所述的^IG-B解码电路由以下三部分组成标准时间信号源，标准频率产生模 块，以及处理器。所述的实时工业以太网接口电路为DP83640以太网收发器。本实用新型采用频率可调的压控晶体振荡器，通过频率的校正使本地时钟的频率 与主时钟同步，提高变电站自动化系统数据采集、微机保护控制的实时性和历史记录的准 确性。当主时钟出现故障或性能下降时，本地时钟自动处在守时状态。在一定时间内依然 可以满足时间同步精度，同时向处理器发出主时钟校时故障报警信号。
图1为本实用新型的一种实施方式的电路框图。图2为本实用新型^IG-B解码电路框图。图3为本实用新型实时工业以太网接口电路框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本实用新型的技术内容，特举以下实施例详细说明。如图1、图2以及图3所示，本实用新型的一种实施方式包括时间报文接收装置， 所述的时间报文接收装置连接处理器，处理器分别连接压控晶体振荡管的时钟输出端和数 模转换器输入端，数模转换器的输出端连接压控晶体振荡管的控制输入端。所述的时间报 文接收装置分别包括JRIG-B解码电路和实时工业以太网接口电路。压控晶体振荡管的调 谐范围为士 IOOppm至士 200ppm。^IG-B解码电路由以下三部分组成标准时间信号源，标准频率产生模块，以及 处理器。标准信号源由标准时间同步时钟组成，主要传输标准时间的串行数据和标准IPPS 秒脉冲信号；标准频率是B码产生的关键，必须保证脉冲的前沿在Ius误差之内；处理器完 成标准时间的解码和运算，控制信号的输入处理等。处理器的INTO秒中断完成时、分、秒、 天的整合，并进行BCD转换，INTl的毫秒中断完成毫秒的计数，确定B码输出脉冲的宽度。实时工业以太网接口电路采用美国国家半导体公司的集成IEEE 1588准确时间 协议(PTP)硬件支持功能的DP83640以太网收发器，可确保分布式网络上各节点能按照主 机时钟的时间同步定时，并确保各节点之间的时间偏差不会超过8ns (—条链路)，硬件设 计简单，可方便移植到各个处理器电路中。处理器采用NXP半导体公司的LPC2478，其针对高级通讯、高质量图像显示等应用 场合，以ARM7TDMI-S为内核的微控制器。LPC2478微控制器具有512kB片内高速Flash存 储器，该Flash存储器具有特殊的1 位宽度的存储器接口和加速器架构，可使处理器以高 达72MHz的系统时钟速度来按顺序执行Flash存储器的指令。LPC2478微控制器包括1个 IXD控制器、1个10/100的以太网媒体访问控制器(MAC)、1个带4kB终端RAM的USB全速 Device/Host/OTG 控制器、4 个 UART0数模转换器采用DAC8571，其具有一种16位单通道，具备超低干扰(0. 15nVs)、超 低功耗(2. 7V下为1. 5mff)以及温度漂移为2ppm/C与初始精度为+/-0. 004%的内部参考。压控晶体振荡管采用DS4077，其为基站、电信/数据通信以及无线应用中的基准 时钟发生器而设计的集成压控晶体振荡器(VCXO)模块。DS4077采用基频石英晶体和独特 的集成电路，专为那些需要低相位噪声和低抖动的应用而设计的。在12kHz至80MHz范围 内，具有低于0. SpsRMS的抖动性能。在IkHz频率下，本实用新型的相位噪声小于_125dBc/ Hz，可牵引范围大于士 lOOppm，线性度士5%，工作于3. 3V、士5V电源。本实用新型在使用时，通过时间报文接收装置获得主机的时钟频率，通过处理器 与本地时钟频率的对比，来控制压控晶体振荡管的时钟进行调整，使本地时钟频率与主机 时钟频率同步。
权利要求1.一种时钟同步装置，包括时间报文接收装置，其特征在于所述的时间报文接收装 置连接处理器，处理器分别连接压控晶体振荡管的时钟输出端和数模转换器输入端，数模 转换器的输出端连接压控晶体振荡管的控制输入端。
2.根据权利要求1所述的时钟同步装置，其特征在于所述的压控晶体振荡管的调谐 范围为 士 IOOppm 至 士 200ppm。
3.根据权利要求1所述的时钟同步装置，其特征在于所述的时间报文接收装置为 IRIG-B解码电路。
4.根据权利要求1所述的时钟同步装置，其特征在于所述的时间报文接收装置为实 时工业以太网接口电路。
5.根据权利要求1所述的时钟同步装置，其特征在于所述的时间报文接收装置分别 包括JRIG-B解码电路和实时工业以太网接口电路。
6.根据权利要求3或5所述的时钟同步装置，其特征在于所述的^IG-B解码电路由 以下三部分组成标准时间信号源，标准频率产生模块，以及处理器。
7.根据权利要求4或5所述的时钟同步装置，其特征在于所述的实时工业以太网接 口电路为DP83640以太网收发器。
专利摘要本实用新型涉及数字化电站的基础装置，尤其涉及一种数字化电站时钟同步装置，其包括时间报文接收装置，所述的时间报文接收装置连接处理器，处理器分别连接压控晶体振荡管的时钟输出端和数模转换器输入端，数模转换器的输出端连接压控晶体振荡管的控制输入端。其可以使本地时钟的频率与主时钟同步，提高变电站自动化系统数据采集、微机保护控制的实时性和历史记录的准确性。
文档编号H04J3/06GK201887777SQ20102063249
公开日2011年6月29日 申请日期2010年11月30日 优先权日2010年11月30日
发明者曹全喜, 李锴, 焦磊, 胡前南, 苏建设 申请人:郑州平高自动化有限公司