实时修正对时服务器秒脉冲的硬件实现方法

为满足新一代智能变电站技术规范的要求,使变电站安全稳定运行,并为时间同步装置提供稳定可靠的秒脉冲,提出了一种完全通过硬件实现的秒脉冲修正方法。该方法基于数字锁相环技术,对现有对时服务器的秒脉冲修正技术进行了优化。在FPGA内部以恒温晶振为激励,通过修正策略实时修正晶振分频秒脉冲的相位,使其与基准信号之间的相位差趋于零,且将每次修正的步长增量控制在纳秒级别。该方法在时间同步装置中得以应用,不但简化了现有修正方法的逻辑电路,而且提高了输出信号的精度和稳定度,可保证整个变电站系统的安全稳定运行。     

百分之一秒数字秒表

此款秒表采用发光数码管显示,用手控制计时,计时精度为百分之一秒,最大计时时间为99.99秒。电路简介电路原理图见图1。电路由时钟脉冲发生器、级连计数器、译码/显示驱动器、数字显示器、手动计时按钮、清零恢复按钮组成。时钟脉冲发生器用4060组成晶体振荡器产生38000Hz的脉冲信号,再由4040计数/分频器生成周期为百分之一秒的脉冲信号。时钟脉冲信号输出到由4个4510级连组成的加计数器进行运     

基于GPS时钟同步的计时脉冲信号发生器设计

为实现分布式测量的高精度时统,将广泛应用的GPS技术应用于时间同步上,提出了一种利用GPS秒脉冲时钟的信号发生器设计方案.该方案采用U-BLOX公司的RCB-4H GPS模块轴出秒脉冲信号作为同步信号,ALTERA公司的MAXⅡ系列CPLD芯片作为核心控制器实现计时脉冲产生和申口通信功能,通过软、硬件设计,开发出了基于授时型GPS模块的计时脉冲信号发生器系统.试验数据表明:系统运行稳定可靠,脉冲精度高,为无线电信标的高精度定位提供了侧试手段和基础.     

RTX下高分辨率精确授时系统设计

为实现空间遥操作系统对高分辨率精确时间同步的设计要求,设计了一种以GPS授时机为基准时源,在RTX下将NAME时间电文信息和秒脉冲信号相结合获取高精度时间的授时方法;在RTSS中设计了NAME时间电文解析、秒脉冲信号捕获、秒脉冲分频等功能模块;利用RTX的高速IPC通信与同步机制,将RTSS获取的高分辨率时间信息以共享内存的方式提供给Win32进程使用;经试验测试表明,在WindowsXP+RTX平台下,可以提供稳定可靠的分辨率为200μs,1s内误差不超过200μs的时间信息。     

分频与倍频

频率是电子技术中一个很重要的参数。在数字电路中,这个参数用来衡量脉冲变化快慢的,变化越快,频率就越高。在一些电子技术应用中,往往用频率为1Hz的秒信号作为标准脉冲信号。而某些脉冲振荡器产生的     

基于FPGA的GPS同步时钟装置的设计

在介绍了GPS同步时钟基本原理和FPGA特点的基础上,提出了一种基于FPGA的GPS同步时钟装置的设计方案,实现了高精度同步时间信号和同步脉冲的输出,以及GPS失步后秒脉冲的平滑切换,给出了详细设计过程和时序仿真结果。     

基于GPS授时的脉冲峰值采集系统

该系统用于提取脉冲信号峰值的幅度与时刻。系统硬件部分包括GPS接收机、GPS时钟模块、脉冲峰值采集卡及工控机。其原理为脉冲峰值采集卡以GPS接收机的1 PPS脉冲上升沿为秒起点,以设定的时间窗宽分段查找输入的最大值并记录其对应的秒内精确时刻,完成脉冲峰值的采集与峰值时刻的记录,为保证脉冲峰值时间的准确度,系统的50 MHz采样时钟也由1 PPS脉冲校准。实验验证了该系统能准确地捕捉脉冲的峰值时刻。     

基于FPGA的恒温晶振频率校准系统的设计

为满足三维大地电磁勘探技术对多个采集站的同步需求,基于FPGA设计了一种晶振频率校准系统。系统可以调节各采集站的恒温压控晶体振荡器同步于GPS,从而使晶振能够输出高准确度和稳定度的同步信号。系统中使用FPGA设计了高分辨率的时间间隔测量单元,达到0.121 ns的测量分辨率,能对晶振分频信号与GPS秒脉冲信号的时间间隔进行高精度测量,缩短了频率校准时间。同时在FPGA内部使用PicoBlaze嵌入式软核处理器监控系统状态,并配合滑动平均滤波法对测量得到的时间间隔数据实时处理,有效地抑制了GPS秒脉冲波动对频率校准的影响。     

555时基电路的一种用法

<正> 555电路用法很多,通常输入和输出是反相的.在某些场合,为了省去倒相级就要求输出和输入同相,这时可用强复位端,接法如图1,只要将2、6端接地,从4端输入脉冲信号,输出便与输入同.对于需要定时输出的设备,如电子钟打铃仪,其输出负脉冲宽度最小为1分钟,而打铃时间一般只有十几秒,为了能定时,且省去倒相级,笔者采用了如图2所示电路.1端为输入端,R、C为定时元件.当输入为高电平时,集成电路不接地,7脚或3端输出高电平.当负脉冲过来时,相当于1端接地,集成块满中了工作条件,同时电容C通过R充电,一开始电容C两端电压为零,R上电压为     

IS95/cdma2000授时提取模块的设计

设计了一种IS95/CDMA2000授时模块,以零中频接收芯片SA9521为核心将射频信号解调到I/Q基带,采用Xilinx公司的Spartan-3A DSP系列FPGA XC3SD1800A进行基带处理,通过接收IS95/CDMA2000前向链路中的导频信道和同步信道,输出高精度秒脉冲和本地时间,秒脉冲精度优于1微秒.     

基于GPS与恒温晶振的瞬变电磁同步时钟系统

针对恒温晶振长期稳定性差和GPS易受干扰、短期稳定性差等问题,设计了基于GPS与恒温晶振的瞬变电磁同步时钟系统。该系统采用"ARM+CPLD"的模式作为核心处理单元,以GPS的秒脉冲信号为基准,采用频率偏差测量模块在2个相邻的秒脉冲之间对高频信号的晶振频率进行检测,并采用自适应PID控制器实现对恒温晶振输出频率的调节,有效地解决了因单个频率偏差过大而影响恒温晶振控制电压精度的问题,提高了系统的稳定性;以秒脉冲信号为计时器,定时对分频器进行复位操作,实现了恒温晶振累积误差的自动消除,保证了输出信号相位的同步。测试结果表明,该系统实现了瞬变电磁发射机和接收机的高精度同步,在GPS信号正常的情况下,同步精度约为270ns;在GPS信号丢失的情况下,同步精度约为350ns。目前该系统已成功应用到瞬变电磁探测系统中,大量应用结果表明,该系统稳定性好,同步精度高。     

量化数字锁相环的改进

<正> 为加速海洋科研工作、近来为海上浮标设计了一台遥控指令接收机。接收等幅编码报、码元速率75波特,每次通讯前发射三秒左右同步信号,要求同步时间小于三秒,同步定位(相对)误差E<10%。本文只介绍同步信号提取电路及其改进。图1是同步信号提取环(量化数字锁相环)路方框图。由接收机来的等幅同步脉冲经放大、限幅、滤去干扰,经微分将其前沿负尖脉冲输出,经单稳S及倒相器形成以前沿定位的同步基准脉冲P_s加到鉴相器,同本机同步信号进行相位比较。两者不同步时产生相位误差信号,通过控制电路输出误差脉冲及加、减法指令到数字滤波器(可逆计数器),使计数器在本机同     

一种船舶精确时间同步数据采集监测方法

为了提高船舶数据采集的准确性和监测的实时性,减小由于数据采集时间不同步带来的误差,提出了一种精确时间同步下船舶数据采集监测的方法。该方法利用基于IEEE 1588的精确同步秒脉冲信号触发数据采集,将盖有"时间戳"的数据放入缓冲区,保证数据完整上传至处理中心;利用FPGA完成秒脉冲信号的控制和信号的采集与处理等时序的逻辑操作,由上层处理中心经由以太网进行数据传输,完成精确的数据采集、实时监测。仿真和测试结果表明,该方法能够完成精确时间同步数据采集监测,满足电力系统各方面测试精度的要求,对进一步提高船舶数据的精确可用性具有重大意义。     

利用秒信号产生0.5Hz双向脉冲

<正> 在许多机电仪器及一些电器控制设备的面板上,常常需要配制一只监控钟,并且要求它与仪器设备内部的信号同步运行。这样,直接采用数字钟或市售石英钟都会带来麻烦。为此,本文介绍一种利用秒信号来得到0.5Hz 双向脉冲信号的电路,它可直接驱动石英钟机芯,而不需外接钟电路及晶振。电路如图1所     

基于GPS与北斗双模授时的压控晶振校频系统的研究与设计

介绍了北斗与GPS双模授时技术,在对高稳压控晶振及其频率特性进行测试分析的基础上,设计了一种基于卫星双模授时的压控晶振校频系统;该系统通过利用GPS和北斗接收机得到的秒脉冲信号,经过性能选优得到标准秒脉冲信号,实现对晶体振荡器频率的校准,获得一个短期及长期稳定度都比较优良的时间频率标准;对压控晶振校频系统的基本工作原理及部分模块电路图进行了说明,实验结果表明,在时间不长于1h内,频率准确度一般优于5×10~(12),该系统采用实用方便的方法达到了将晶体振荡器校准到较高指标的目的.     

基于FPGA和单片机的守时系统设计

介绍守时系统的重要作用及其发展现状,分析了守时系统发展过程中遇到的一些问题,设计了一个以GPS/北斗信号作为时标的守时系统。采用双恒温槽的恒温晶振MV180作为系统的输入时钟,使用单片机控制DAC7512对其频率进行调整。首先,系统对调整后的本地时钟信号进行分频处理,再与GPS/北斗接收到的标准秒信号进行比较,通过FPGA和单片机对分频后的信号进行相位的调整,最终输出标准秒脉冲信号,从而快速获得高精度的时间基准,并能在GPS/北斗失锁后对该信号进行保持,实现时间同步。     

简单的低频脉冲发生器

图示为 R、C 元件组成的低频直角脉冲发生器。图中场效应管 T_1(103)和晶体三极管 T_2(312)构成两级放大器。在正反馈回路中接的 RC 滤波器,其脉冲周期依它的参数而定。应用场效应管的目的是想得到较大的脉冲周期 T_0,如55、307、612、960秒等,相应地所配之电容 C~*型号为 K53-1型,其容量是不大的,如1.0、4.7、7.8、16.5μ等。这种线路按供电电压变化11%来试验,在周期 T_0=612秒时要变化1.5%。而频率重复的不稳定性,在     

基于MDSplus的EAST长脉冲数据采集系统设计与实现

随着EAST装置放电实验的进行,EAST放电时间将由现在的秒级提供到百秒千秒级,现有的低速、短脉冲数据采集系统已不能满足等离子体长时间放电的要求。本文设计并实现了基于MDSplus的EAST长脉冲数据采集系统,该系统提供中高速数据采集、实时数据存储和实时数据发布,在模拟放电测试环境中,取得了满意的预期效果,为下一轮EAST长脉冲放电实验提供了基础。     

基于全球定位系统的高精度事件顺序记录系统

为了满足事件顺序记录（SOE）系统数百微秒级分辨率的要求,系统必须实现精确到微秒级的全局时钟同步。通过对现有同步方法的评估并对时钟同步过程误差产生原因的着重分析,利用全球定位系统（GPS）信号为时间源的网络时钟协议（NTP）校时服务器,提出了一种基于改进NTP服务器同步法和1PPS秒脉冲同步法相结合的新方法。新方法利用先进的NTP服务器同步全局秒时钟,消除控制站间时钟误差,并解决同步过程中出现的“跨秒”问题;用1PPS秒脉冲同步毫秒计数器时钟,消除现场可编程门阵列（FPGA）晶振累积误差。该方法实现简单,同步精度高,系统稳定性好。使用该同步方法实现的SOE系统分辨率达0.5ms,并成功应用于某火电厂汽轮机保护装置。     

基于GPS和短波的高精度时钟系统研究与设计

介绍了全球定位系统GPS、短波授时技术;在对高稳恒温晶振及其频率特性进行分析的基础上,设计了一种基于GPS卫星、短波无线电授时的高精度时钟系统;系统通过利用GPS接收处理模块、短波授时接收模块得到的秒脉冲信号、时间信息,经过信号检测,时延修正处理、性能优选,脉冲数量统计、脉冲滤波与卡尔曼算法处理、PWM脉冲调压控制,实现对高稳恒温晶振频率的校准,获得一个短期及长期频率准确度都比较优良的时间频率标准,同时利用校频后恒温晶振分频出的1pps信号对RTC时间芯片进行校准,对外输出高精度时间信息;对恒温晶振校频系统的基本工作原理及关键技术进行了详细说明,试验结果表明,在时间不长于1h内,频率准确度优于0.9*10-9;该系统实用方便,达到了将恒温晶振校准到较高指标的目的。