一种支持精确可靠断电守时的时频同步装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种支持精确可靠断电守时的时频同步装置，该装置包括：接收单元、校时守时单元、主钟校频单元、备钟校频单元、控制单元、授时单元、操作显示单元以及供电单元；其中供电单元给其它单元供电；控制单元与其它所有单元分别连接；操作显示单元与接收单元、校时守时单元、主钟校频单元和备钟校频单元分别连接；校时守时单元与接收单元、主钟校频单元、备钟校频单元和授时单元分别连接；主钟校频单元与接收单元和备钟校频单元分别连接。本实用新型专利技术装置具有低成本、低功耗、小型化的优点，能实现设备长时间的精确守时、可靠守时及断电守时，全面提高时统设备的守时能力。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于通信
，特别是一种支持精确可靠断电守时的时频同步装 置。 一种支持精确可靠断电守时的时频同步装置
技术介绍
时间频率是一个国家科技、经济、军事和社会生活中至关重要的参量，其应用范围 从基础研究，渗透到了工程技术应用领域。所谓时统设备就是能够为系统提供标准时频信 号的一种高精密电子设备，又称时频同步装置，它使系统内所有设备都在统一的时间基准 下工作，便于统一指挥、测量和处理。时统设备的基础功能包括：同步又称校时、守时即对时 间同步的保持及授时。由于外部信号源容易受到干扰，现有时统设备在进行过一次保精度 可信的外同步以后，通常都转入内定时工作方式，即守时模式。因此，守时工作是时统设备 时频服务工作的核心内容。时统设备内部使用的频率标准简称频标作为时统设备的关键部 件，不仅影响设备与外部信号源的同步误差，更决定了设备自身的守时精度。目前常用的频 标有石英晶体频标和原子频标两大类，它们都能为时统设备提供基准的频率信号，只是每 种频标的频率准确度、稳定度和漂移率又称老化率有所不同，其体积、重量、功耗及价格上 也有所差异。然而，无论采用哪种频标作为时统设备内部的时钟源运行都可能存在以下三 个问题： 1频标的性能保持问题 频标的漂移率是其固有特性，是随着时间的推移成线性增长的。当频标漂移率逐 渐增大后，频标准确度将随之降低，时统设备的守时误差也将增大，从而造成时统设备输出 时间的不准。因此，需要应用频标校准又称驯服技术，对频标准确度进行定期检测与校准， 提高时统设备的精确守时能力。常用的校准方法有二种：一种是接收比对法，即采用外部标 准时间信号如GPS信号作为比对信号；一种是直接比对法，即采用比被校频标高一个数量 级别以上的标准频标作为比对信号。常用的校频方式也有二种：离线式和在线式。过去对 频标常用的校准方式是送计量中心用直接比对法对其进行离线式校准，校准时需要将被校 频标拆卸，且校准时间长、成本高，这种方式不便于用户的使用维护。随着自动校频技术的 发展，在线式校准将成为时统设备频标校准的首选方式。 2频标的单点故障问题 虽然现在设计的频标都具有较高的可靠性，但各种环境因素如机械振动的干扰仍 可能导致其偏离正常的工作状态即出现失锁或幅度跌落等故障，甚至出现没有时钟信号输 出的故障。当频标出现故障后将直接导致时统设备的时间停滞或精度超差。因此，需要应 用冗余设计技术，降低由频标单点故障所带来的使用风险，提高时统设备的可靠守时能力。 3频标的断电守时问题 现有时统设备选用的高精度频标如铷钟普遍功耗较大，一般都是在时统设备开机 的情况下通电工作，此时时统设备的守时能力强，守时精度高如铷钟月守时精度可达lms ; 当时统设备正常关机或意外掉电时，频标也断电，此时时统设备的守时通常是利用主板上 的普通晶振，普通晶振10秒就漂移lms，其守时能力几乎没有，原有的守时精度就难以保 证。尤其在外部信号源被干扰或中断时，若出现频标断电的情况，就会影响到时统设备提供 的基准时间的连续性以及与外部标准时间的一致性。因此，需要应用不间断供电技术，增加 时统设备的保精度守时时间，减少由频标断电所带来的影响，提高时统设备的断电守时能 力。 时统设备随着科学技术的发展其应用范围越来越广，除应用于航空、航天、船舶和 武器装备试验靶场外还逐步深入到气象、电力、通信、铁路及测控等领域。守时能力是时统 设备实现时间统一的关键技术。为了全面提高时统设备的守时能力，必须总结现有各类设 备守时方法的优缺点，针对上述三个频标问题提出一种适装性好体积小、功耗低、成本低、 守时时间长的综合解决方案，以适用于任何需要长期精确可靠时频服务的领域，包括对守 时能力要求高并且对体积、功耗、成本有严格限制的应用场合。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种支持精确可靠断电守时的时频同步装置，以低成 本、低功耗、小型化的方式同时解决上述三个频标问题，实现设备长时间的精确守时、可靠 守时及断电守时，全面提高时统设备的守时能力。 本技术解决上述问题的技术方案为： 一种支持精确可靠断电守时的时频同步装置，该装置包括：接收单元、校时守时单 元、主钟校频单元、备钟校频单元、控制单元、授时单元、操作显示单元以及供电单元； 其中供电单元给其他单元供电；控制单元与其它所有单元分别连接； 操作显示单元与接收单元、校时守时单元、主钟校频单元和备钟校频单元分别连 接； 校时守时单元与接收单元、主钟校频单元、备钟校频单元和授时单元分别连接； 主钟校频单元与接收单元和备钟校频单元分别连接。 一种支持精确可靠断电守时的时频同步装置，其特征在于，包括接收单元、校时 守时单元、主钟校频单元、备钟校频单元、控制单元、授时单元、操作显示单元以及供电单 元； 所述接收单元用于接收并处理外部GPS信号，并每秒将处理得到的GPS参考信号 及其状态信息发给校时守时单元、主钟校频单元、控制单元、操作显示单元和外部测试接 Π ； 所述主钟校频单元用于为校时守时单元、备钟校频单元、操作显示单元和外部测 试接口提供10MHz信号；还用于利用GPS参考秒校准主钟的频率准确度，并将主钟的锁定状 态、频率准确度以及校频状态信息发送给控制单元； 所述的校时守时单元用于通过GPS参考信号校准本机时间信号，并完成校时精度 测量；也用于接收主钟校频单元和备钟校频单元发来的10MHz信号，实现冗余频标自动切 换；还用于每秒将本机秒、本机时间信息、校时精度、校时状态及守时状态发送给控制单元、 授时单元、操作显示单元和外部测试接口； 所述的备钟校频单元用于为校时守时单元、操作显示单元和外部测试接口提供 10MHz信号；还用于利用主钟10MHz信号对备钟的频率准确度进行实时测量与校准，并向控 制单元提供当前测量出的备钟频率准确度以及校频状态信息。 所述控制单元用于将校时守时单元提供的本机秒作为控制中断，通过串口控制其 他单元； 所述授时单元用于将上述本机秒、本机时间信息以及10MHz信号经电平转换后进 行多路驱动输出，并将本机输出信号状态上报控制单元； 所述操作显示单元将本机秒作为显示中断，实时显示各种信息； 所述供电单元用于为装置提供电能。 按上述方案，所述接收单元由GPS接收模块和接收控制处理器组成。 按上述方案，所述校时守时单元由校时守时控制器、同步分频电路、时差锁存电路 以及时钟切换电路组成。 按上述方案，所述主钟校频单元包括铷钟、铷钟时差测量电路和铷钟校频控制器。 按上述方案，所述备钟校频单元包括恒温晶振、晶振时差测量电路、晶振校频控制 器和D/A转换器。 按上述方案，所述授时单元由授时控制器、驱动接口模块62及信号检测模块组 成。 按上述方案，操作显示单元包括操作显示控制器、数码管模块、液晶显示屏、LED指 示模块、薄膜键盘及电源开关。 按上述方案，所述供电单元还包括内部应急供电单元，用于对校时守时单元和备 钟校频单元供电。 按上述方案，所述内部应急供电单元包括应急电池、电池管理控制器、充电器以及 DC/DC模块。 按上述方案，本装置布本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种支持精确可靠断电守时的时频同步装置，其特征在于：该装置包括：接收单元、校时守时单元、主钟校频单元、备钟校频单元、控制单元、授时单元、操作显示单元以及供电单元；其中供电单元给其它单元供电；控制单元与其它所有单元分别连接；操作显示单元与接收单元、校时守时单元、主钟校频单元和备钟校频单元分别连接；校时守时单元与接收单元、主钟校频单元、备钟校频单元和授时单元分别连接；主钟校频单元与接收单元和备钟校频单元分别连接。

【技术特征摘要】
1. 一种支持精确可靠断电守时的时频同步装置，其特征在于：该装置包括：接收单元、 校时守时单元、主钟校频单元、备钟校频单元、控制单元、授时单元、操作显示单元以及供电 单元；其中供电单元给其它单元供电；控制单元与其它所有单元分别连接；操作显示单元 与接收单元、校时守时单元、主钟校频单元和备钟校频单元分别连接；校时守时单元与接收 单元、主钟校频单元、备钟校频单元和授时单元分别连接；主钟校频单元与接收单元和备钟 校频单元分别连接。2. -种支持精确可靠断电守时的时频同步装置，其特征在于，包括接收单元、校时守时 单元、主钟校频单元、备钟校频单元、控制单元、授时单元、操作显示单元以及供电单元和外 部测试接口； 所述接收单元用于接收并处理外部GPS信号，并每秒将处理得到的GPS参考信号及其 状态信息发给校时守时单元、主钟校频单元、控制单元、操作显示单元和外部测试接口；所 述主钟校频单元用于为校时守时单元、备钟校频单元、操作显示单元和外部测试接口提供 10MHz信号，还用于利用GPS参考秒校准主钟的频率准确度，并将主钟的锁定状态、频率准 确度以及校频状态信息发送给控制单元；所述的校时守时单元用于通过GPS参考信号校 准本机时间信号，并完成校时精度测量，也用于接收主钟校频单元和备钟校频单元发来的 10MHz信号，实现冗余频标自动切换，还用于每秒将本机秒、本机时间信息、校时精度、校时 状态及守时状态发送给控制单元、授时单元、操作显示单元和外部测试接口；所述的备钟校 频单元用于为校时守时单元、操作显示单元和外部测试接口提供10MHz信号，还用于利用 主钟10MHz信号对备钟的频率准确度进行实时测量与校准，并向控制单元提供当前测量出...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪雪莲，赵杰，赵开敏，李家志，黄君，涂文杰，石剑，
申请(专利权)人：中国舰船研究设计中心，
类型：新型
国别省市：湖北;42