一种基于交流定时采样的irig-b时间码元解析方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于交流定时采样的IRIG?B时间码元解析方法，该解析方法的步骤为：（1）、确定采样频率f，则两个采样点之间的时间间隔T=20ms/f；（2）、对IRIG?B码信号的TTL采样电平进行解析，即对高电平和低电平的宽度进行确认，选择连续的N个采样脉冲内都为采样B码高电平，当2ms?T<N*T<2ms+T时，从而确认该B码码元为“0”码元；当5ms?T<N*T<5ms+T时，从而确认该B码码元为“1”码元；当8ms?T<N*T<8ms+T时，从而确认该B码码元为“P”码元。本发明的解析方法通过定时采样实现IRIG?B码信号的解析，不增加硬件成本，装置CPU的软件负担增加极小。
【专利说明】
一种基于交流定时采样的IRIG-B时间码元解析方法
技术领域
[0001 ]本发明涉及工业自动化领域，具体地说是针对自动化系统中的保护测控装置的基于交流定时采样的IRIG-B时间码元解析方法。
【背景技术】
[0002]目前，IRIG-B码对时系统在工业自动化系统中得到较高的普及应用，在电力自动化领域普及度更高。在一个自动化系统中，一般设有一个标准的授时时钟装置，接收卫星信号并解码输出脉冲，自动化系统内的保护测控装置接收授时信号完成对时。IRIG-B码信号是每秒一帧的时间串码，其基本的码元是“O”码元、“I”码元和“P”码元，每个码元占用1ms时间，一帧串码含100个码元。码元“O”和“I”对应的脉冲宽度为2 ms和5 ms，“P”码元是位置码元，对应的脉冲宽度为8 ms，B码信息的基本码元的示意图如附图1所示。目前保护测控装置解析IRIG-B码信号，一般通过可编程逻辑电路硬件完成，或者需要编写专用的软件代码，这些方法要么增加了硬件成本，增加了装置故障点，要么增加了CPU负担，不利于产品稳定，对装置基本功能造成威胁。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是针对现有技术存在的问题，通过对授时装置输出脉冲以及保护测控装置固有功能的分析，提出一种基于交流定时采样的IRIG-B时间码元解析方法，该解析方法通过对保护测控装置定时采样即可简便完成对时信息的分析，能够使保护测控装置实现IRIG-B码信号的解析，不增加硬件成本，装置CPU的软件负担增加极小，实现了保护测控装置零成本对时功能。
[0004]本发明的目的是通过以下技术方案解决的:
一种基于交流定时采样的IRIG-B时间码元解析方法，其特征在于:该解析方法的步骤为:
(1)、确定采样频率f，则两个采样点之间的时间间隔T=20ms/f；
(2)、对IRIG-B码信号的TTL采样电平进行解析，即对高电平和低电平的宽度进行确认，选择连续的N个采样脉冲内都为采样B码高电平，当2ms-T〈N*T〈2ms+T时，从而确认该B码码元为“O”码元；当5ms-T〈N*T〈5ms+T时，从而确认该B码码元为“I”码元；当8ms-T〈N*T〈8ms+T时，从而确认该B码码元为“P”码元。
[0005]所述步骤(I)中的两个采样点之间的时间间隔T〈lms。
[0006]所述解析方法的解析误差不大于两个采样点之间的时间间隔T。
[0007]本发明相比现有技术有如下优点:
本发明的解析方法通过对保护测控装置定时采样即可简便完成对时信息的分析，能够使保护测控装置实现IRIG-B码信号的解析，不增加硬件成本，装置CPU的软件负担增加极小，实现了保护测控装置零成本对时功能。
【附图说明】
[0008]附图1为现有技术中基本码元的示意图；
附图2为本发明的采样脉冲与“O”码元上升沿完全同步的波形；
附图3为本发明的采样脉冲与“O”码元上升沿完全异步的波形；
附图4为本发明的采样脉冲与“I”码元上升沿完全同步的波形；
附图5为本发明的采样脉冲与“I”码元上升沿完全异步的波形；
附图6为本发明的采样脉冲与“P”码元上升沿完全同步的波形；
附图7为本发明的采样脉冲与“P”码元上升沿完全异步的波形。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图与实施例对本发明作进一步的说明。
[0010]如图所示:一种基于交流定时采样的IRIG-B时间码元解析方法，该解析方法的步骤为:(I)、确定采样频率f，则两个采样点之间的时间间隔T=20ms/f ； (2)、对IRIG-B码信号的TTL采样电平进行解析，即对高电平和低电平的宽度进行确认，选择连续的N个采样脉冲内都为采样B码高电平，当2ms-T〈N*T〈2ms+T时，从而确认该B码码元为“O”码元；当5ms_T〈N*T〈5ms+T时，从而确认该B码码元为“I”码元；当8ms_T<N*T〈8ms+T时，从而确认该B码码元为“P”码元。另外步骤(I)中的两个采样点之间的时间间隔T〈lms;且该解析方法的解析误差不大于两个采样点之间的时间间隔T。
[0011]IRIG-B码解码的关键在于解析报文中的三种码元，在保护测控装置的定时采样中断中，本发明直接对IRIG-B码信号的TTL采样电平进行解析，即对高、低电平的宽度进行确认，从而实现码元的识别。由于交流采样是保护测控装置的固有功能，为了保证采样精度，采样信号的间隔必须是准确的。因此本发明以采样频率f为32点采样为例(S卩20ms的周期信号采样3 2点)，每两个采样点时间间隔T=0.6 25ms，将这个准确的时钟作为IRIG-B码信号的采样时钟，从而完成对该信号的解析。现将通过保护测控装置采样中断对IRIG-B码解码过程解析如下。
[0012]一、对“O”码解码如图2所示:当采样脉冲Pl与2ms上升沿完全同步时，Pl?P4采样脉冲内都为采样B码高电平，P5采样脉冲内采样B码低电平，则N=4，由于1.375 ms〈4*0.625ms<2.625ms，即4*
0.625ms=2.5ms，最接近“0”码，从而确认B码的高电平宽度为2ms，从而完成码元解码。这种情况下，解码误差不到0.625ms。
[0013]如图3所示:当采样脉冲Pl与2ms上升沿完全异步(刚好错位)时，P2?P4采样脉冲内都都为采样B码高电平，P5采样脉冲内采样B码低电平，则N=3，由于1.375 ms <3*0.625ms〈2.625ms，S卩3*0.625ms=l.875ms，最接近“0”码，从而确认B码的高电平宽度为2ms，从而完成码元解码。这种情况下，解码误差不到0.625ms。
[0014]二、对“I”码解码如图4所示:当采样脉冲Pl与5ms上升沿完全同步时，Pl?P8采样脉冲内都为采样B码高电平，P9采样脉冲内采样B码低电平，则N=8，由于4.375 ms〈8*0.625ms<5.625ms，即8*
0.625ms=5ms，从而确认B码的高电平宽度为5ms，为“I”码，从而完成码元解码。如果系统频率是50Hz，采样频率整好是625us，则此时无误差；如果采样脉冲略小于625us，则误差接近于625us( I个采样周期)。
[0015]如图5所示:当采样脉冲Pl与5ms上升沿完全异步(刚好错位)时，P2?P9采样脉冲内都都为采样B码高电平，PlO采样脉冲内采样B码低电平，则N=8，由于4.375 ms〈8*
0.625ms<5.625ms，即8*0.625ms=5ms，从而确认B码的高电平宽度为5ms，为“I”码，从而完成码元解码。这种情况下，解码误差不到0.625ms。
[0016]三、对“P”码解码
如图2所示:当采样脉冲Pl与8ms上升沿完全同步时，Pl?Pl2采样脉冲内都为采样B码高电平，P13采样脉冲内采样B码低电平，MN=I2,由于7.375 ms〈12*0.625ms〈8.625ms，即12*0.625ms=7.5ms，最接近“P”码，从而确认B码的高电平宽度为8ms，从而完成码元解码。这种情况下，解码误差不到0.625ms。
[0017]如图3所示:当采样脉冲Pl与8ms上升沿完全异步(刚好错位)时，P2?P13采样脉冲内都都为采样B码高电平，P14采样脉冲内采样B码低电平，则N=12，由于7.375 ms〈12*
0.625ms<8.625ms，即12*0.625ms=7.5ms，最接近“P”码，从而确认B码的高电平宽度为8ms，从而完成码元解码。这种情况下，解码误差不到0.625ms。
[0018]完成了三种码元的解析，即可以对IRIG-B信号的所有信息进行解析，从而完成装置的对时功能。
[0019]本发明的解析方法通过对保护测控装置定时采样即可简便完成对时信息的分析，能够使保护测控装置实现IRIG-B码信号的解析，不增加硬件成本，装置CPU的软件负担增加极小，实现了保护测控装置零成本对时功能。
[0020]以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内；本发明未涉及的技术均可通过现有技术加以实现。
【主权项】
1.一种基于交流定时采样的IRIG-B时间码元解析方法，其特征在于:该解析方法的步骤为: (1)、确定采样频率f，则两个采样点之间的时间间隔T=20ms/f； (2)、对IRIG-B码信号的TTL采样电平进行解析，即对高电平和低电平的宽度进行确认，选择连续的N个采样脉冲内都为采样B码高电平，当2ms-T〈N*T〈2ms+T时，从而确认该B码码元为“O”码元；当5ms-T〈N*T〈5ms+T时，从而确认该B码码元为“I”码元；当8ms-T〈N*T〈8ms+T时，从而确认该B码码元为“P”码元。2.根据权利要求1所述的基于交流定时采样的IRIG-B时间码元解析方法，其特征在于:所述步骤(2)中的两个采样点之间的时间间隔T〈lms。3.根据权利要求1所述的基于交流定时采样的IRIG-B时间码元解析方法，其特征在于:所述解析方法的解析误差不大于两个采样点之间的时间间隔T。
【文档编号】H04L7/00GK105871531SQ201610198761
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年4月1日
【发明人】崔得志, 吉拥平, 金启超, 刘明辉
【申请人】钛能科技股份有限公司