一种B码对时装置及方法与流程

本发明涉及通信，尤其涉及一种b码对时装置及方法。

背景技术：

1、电力系统的自动化和安全运行要求愈发严格，实现电力系统自动化和安全运行的重要因素是电网时间的精准与统一。国家电网关于加强电力二次系统时钟管理要求逐步采用irig-b码标准实现与gps对时装置以及相关系统或设备的对时。b码包括直流偏置电平以及差分信号等多种方式，是一种对时标准，广泛应用于军事、商业、工业等多个领域。b码是irig四种码中最常用的一种时间间隔码格式，以每秒1次的频率发送日、时、分、秒等在内的信息，b码信号是每秒一帧的时间串码。b码有三种基本码元：“0”、“1”、“p”，每个码元占用10ms的时间，一个时帧周期包含100个码元，码元“0”和“1”对应的脉冲宽度分别为2ms和5ms，即占空比分别为20％和50％，“p”码元是位置码元，对应的脉冲宽度是8ms，即占空比为80％。

2、目前，b码对时装置一般采用1u的结构，通过gps模块来获取卫星时钟，再通过装置使用b码对需要对时的设备进行时钟下发。时钟信号一般只包括月、日、时、分、秒等信息，时钟的输出采用标准的irig-b来进行输出，与需要进行时钟校准的终端进行授时，保证需要对时的设备与b码对时装置的时钟保持同步；以及采用linux系统的对时装置，尽管gps的时钟比较精准，但通过装置系统的处理，任务调度等时间的消耗，造成对时的精度并不高，一般只能做到10ms，并且时钟下发接口是采用只发送的方式，被时钟校准的设备只需要接收即可，在授时设备上取时钟至时钟发送接口，以及接收方接收时钟到时钟写入自身系统的时间不能做补偿，且无法判断下发时钟信号是否成功；同时，现有的装置一般还带有显示、以太网等其他功能，所有用linux系统进行管理，但此系统并非实时系统，对其中的调度会占用时间，造成对时误差增大。因此，亟待提出一种b码对时装置及方法，解决现有的对时装置对时误差大、效率低以及无法进行对时时钟补偿的技术问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的是提出一种b码对时装置及方法，旨在解决现有的对时装置对时误差大、效率低以及无法进行对时时钟补偿的技术问题。

2、为实现上述目的，本发明提供一种b码对时装置，其中，所述b码对时装置包括：处理器、第一时钟源、第二时钟源、irig-b输出接口单元和电源转换单元：

3、所述处理器、第一时钟源、第二时钟源、irig-b输出接口单元与电源转换单元连接，所述电源转换单元与外部电源连接；所述处理器分别与所述第一时钟源、第二时钟源和irig-b输出接口单元电性连接；

4、所述第一时钟源用于系统上电或重启后获取卫星时钟；

5、所述处理器用于将卫星时钟同步至系统时钟和第二时钟源的硬件时钟，以及用于读取第二时钟源的硬件时钟，通过irig-b输出接口单元向外输出b码形式的时钟信号进行b码对时。

6、优选方案之一，所述电源转换单元包括稳压器d2；所述稳压器d2的2引脚分别与电容c19、电容c20以及插座xs4连接，所述插座xs4与外部电源连接；所述稳压器d2的3引脚分别与电容c21、电容c22、二极管v7以及处理器、第一时钟源、第二时钟源、irig-b输出接口单元连接；所述稳压器d2的1引脚、电容c19、电容c20、电容c21、电容c22、二极管v7的另一端接地。

7、优选方案之一，所述b码对时装置还包括隔离单元；所述隔离单元与irig-b输出接口单元连接；

8、所述隔离单元包括隔离电源芯片d8；

9、所述隔离电源芯片d8的1引脚分别与保险丝l5、电容c29连接；所述保险丝l5的另一端与电源端连接；

10、所述隔离电源芯片d8的6、7引脚与irig-b输出接口单元、电容c30连接；所述电容c30的另一端分别与隔离电源芯片d8的4、5引脚、电容c31以及地端连接；

11、所述隔离电源芯片d8的2引脚、电容c31的另一端接地。

12、优选方案之一，所述第一时钟源包括双模芯片u1；

13、所述双模芯片u1的3引脚与指示灯电路连接；

14、所述双模芯片u1的9引脚分别与电容c12、tvs管v4连接；所述电容c12、tvs管v4的另一端接地；

15、所述双模芯片u1的11引脚与滤波电路连接；

16、所述双模芯片u1的20、21引脚与处理器连接；

17、所述双模芯片u1的22引脚与电源转换单元连接；

18、所述双模芯片u1的23引脚与抗干扰电路连接。

19、优选方案之一，所述抗干扰电路包括电容c14、电容c15、指示灯led1、电阻r21、tvs管v5、电容c16和电感l1；所述电容c14、电容c15、指示灯led1、tvs管v5、电容c16和电感l1的一端与双模芯片u1的23引脚连接，所述指示灯led1的另一端与电阻r21连接，所述电容c14、电容c15、电阻r21、tvs管v5和电容c16的另一端接地；所述电感l1的另一端与电源转换电路连接。

20、优选方案之一，所述指示灯电路包括电阻r20；所述电阻r20的一端与双模芯片u1的3引脚连接，所述电阻r20的另一端与三极管v6的基极连接，所述三极管v6的集电极与电阻r19连接，所述电阻r19的另一端与指示灯led2连接，所述指示灯led2的另一端与电源端连接，所述三极管v6的发射极接地。

21、优选方案之一，所述滤波电路采用pi型滤波电路；所述pi型滤波电路包括电阻r15、电容c10和电容c11；所述电阻r15和电容c10的一端与双模芯片u1的11引脚连接；所述电阻r15的另一端分别与电容c11和天线连接；所述电容c11和电容c10的另一端接地。

22、优选方案之一，所述第二时钟源包括时钟芯片d3；

23、所述时钟芯片d3的2引脚分别与处理器和电阻r22连接；

24、所述时钟芯片d3的13引脚分别与处理器和电阻r23连接；所述电阻r22和电阻r23的另一端与电源转换单元连接；

25、所述时钟芯片d3的6引脚与电池供电电路连接；所述电池供电电路包括二极管v9、电容c24、二极管v10、二极管v8、电容c23和电池b1；所述二极管v9、电容c24、二极管v10和二极管v8的一端与时钟芯片d3的6引脚连接；所述二极管v10的另一端与电池b1连接，所述二极管v8的另一端分别与电容c23和电源转换单元连接；所述二极管v9、电容c24、电容c23和电池b1的另一端接地。

26、优选方案之一，所述irig-b输出接口单元包括转换器d6；

27、所述转换器d6的1引脚分别与隔离单元和接收电路连接；

28、所述转换器d6的2、3引脚与收发控制电路连接；

29、所述转换器d6的4引脚与发送电路连接；

30、所述转换器d6的6、7引脚与rs485输出电路连接；

31、所述接收电路、收发控制电路、发送电路的另一端与处理器连接。

32、一种如上述的一种b码对时装置的b码对时方法，包括以下步骤：

33、s1、系统上电或重启，第一时钟源获取卫星时钟；

34、s2、处理器发送指令至第一时钟源，并开启处理器内部定时器计时，若读取卫星时钟成功，则将卫星时钟同步至系统时钟和第二时钟源的硬件时钟；

35、s3、定时获取硬件时钟，通过irig-b输出接口单元向外发送b码形式的时钟信号进行b码对时。

36、本发明的上述技术方案中，该b码对时装置包括：处理器、第一时钟源、第二时钟源、irig-b输出接口单元和电源转换单元：所述处理器、第一时钟源、第二时钟源、irig-b输出接口单元与电源转换单元连接，所述电源转换单元与外部电源连接；所述处理器分别与所述第一时钟源、第二时钟源和irig-b输出接口单元电性连接；所述第一时钟源用于系统上电或重启后获取卫星时钟；所述处理器用于将卫星时钟同步至系统时钟和第二时钟源的硬件时钟，以及用于读取第二时钟源的硬件时钟，通过irig-b输出接口单元向外输出b码形式的时钟信号进行b码对时。本发明解决了现有的对时装置对时误差大、效率低以及无法进行对时时钟补偿的技术问题。

37、在本发明中，采用双时钟源的设计，利用第一时钟源获取卫星时钟，获取时钟后同步至第二时钟源的硬件时钟，取硬件时钟向外输出时钟b码形式的时钟信号，减少了因北斗信号问题多次同步卫星时钟，只需系统上电或重启获取一次即可，提高了对时的效率及精度，减少了对时误差。

38、在本发明中，在irig-b输出接口单元设置隔离单元，增加保护，提高了对外接口的抗干扰能力。