一种光电自适应对时电路及方法技术

本发明专利技术公开了一种光电自适应对时电路，包括：自适应控制信号产生电路、光电自适应选择电路和输出选择电路；自适应控制信号产生电路包括单稳态触发器；光对时信号输入端与单稳态触发器的一输入管脚相连；单稳态触发器的一输出管脚输出光使能信号，单稳态触发器的另一输出管脚输出电使能信号；光电自适应选择电路包括第一与门、第二与门和或门；第一与门的一输入管脚与单稳态触发器的一输出管脚相连，第一与门的另一输入管脚与光对时信号输入端相连；第二与门的一输入管脚与单稳态触发器的另一输出管脚相连，第二与门的另一输入管脚与电信号输入端相连；第一与门的输出管脚与或门的一输入管脚相连；第二与门的输出管脚与或门的另一输入管脚相连。一输入管脚相连。一输入管脚相连。

【技术实现步骤摘要】
一种光电自适应对时电路及方法


[0001]本专利技术属于电力系统自动化
，具体涉及一种适用于变电站二次设备的光电自适应对时电路及方法。

技术介绍

[0002]时间的精确和统一是变电站自动化系统的最基本要求。现代电力系统中的各种自动化设备，如电子式互感器、合并单元、交换机、保护测控等设备，必须基于统一的时间基准运行，才能满足事件顺序记录(SOE)、故障录波、实时数据采集时间一致性的要求，确保线路故障测距、相量和攻角动态监测、机组和电网参数校验的准确性。在发生事故时，才能根据故障录波数据，以及各开关、断路器动作的先后顺序和准确时间，对事故的原因、过程进行准确分析。
[0003]要做到全电网时钟时间基准的统一，必须有一个能够对全网不同地点、不同变电站的所有二次设备以及装置进行授时的时间同步系统。全球卫星系统(GPS和北斗)的出现为实现这些需求提供了可能。基于GPS和北斗的对时方式有5种：(1)脉冲对时方式；(2)串口对时方式；(3)IRIG
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B时间编码对时方式；(4)NTP/SNTP网络对时方式；(5)1588PTP精密时间方式。
[0004]脉冲对时和串口对时各有优缺点，前者精度高但是无法直接提供时间信息，而后者对时精度比较低。IRIG
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B码对时是专为时钟串行传输同步而制定的国际标准，采用脉宽编码调制，融合了脉冲对时和串口对时的优点，是一种精度很高(us级)并且又含有绝对的精确时间信息的对时方式。采用IRIG
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B码对时，就不再需要现场总线的通信报文对时，也不再需要GPS输出大量脉冲节点信号。
[0005]公开号为CN 110224702 B的专利技术专利公开了一种时间码IRIG
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B自适应解码装置及解码方法，提供光电两种接口，且无论输入哪种信号，程序可以自适应识别，提高了设备的兼容性。但该专利技术专利存在以下缺点：
[0006](1)光电两种输入信号的自适应识别是在MCU中通过程序来完成的，需要占用额外的空间、时间和资源，判别速度慢。
[0007](2)当两种物理接口同时接入有效信号时，默认采用先接入的信号，即两种输入信号之间无优先级，不能优先采用传输损耗低、抗电磁干扰能力强的光信号。

技术实现思路

[0008]专利技术目的：为解决现有光电两种输入信号的自适应识别需要占用额外的空间、时间和资源、判别速度慢的问题，以及为解决两种输入信号之间无优先级，不能优先采用传输损耗低、抗电磁干扰能力强的光信号的问题，本专利技术公开了一种光电自适应对时电路及方法；通过硬件电路实现光电对时信号的快速识别，无需占用额外的系统资源或耗费额外的计算时间，且在光、电对时信号同时接入的情况下，优先采用传输质量更高、不易受干扰的光对时信号，对时精度更高。
[0009]技术方案：一种光电自适应对时电路，包括：
[0010]自适应控制信号产生电路，用于根据有无光对时信号输入产生自适应控制信号；
[0011]光电自适应选择电路，用于根据自适应控制信号，选择信号源；
[0012]输出选择电路，用于输出光电自适应选择电路选择的信号源；
[0013]其中，所述自适应控制信号产生电路包括单稳态触发器；光对时信号输入端与单稳态触发器的一输入管脚相连；单稳态触发器的一输出管脚输出光使能信号，单稳态触发器的另一输出管脚输出电使能信号，当光对时信号输入端有对时信号时，光使能信号有效，电使能信号无效；当光对时信号输入端无对时信号时，光使能信号无效，电使能信号有效；
[0014]其中，所述光电自适应选择电路包括第一与门、第二与门和或门；所述第一与门的一输入管脚与单稳态触发器的一输出管脚相连，第一与门的另一输入管脚与光对时信号输入端相连；所述第二与门的一输入管脚与单稳态触发器的另一输出管脚相连，第二与门的另一输入管脚与电信号输入端相连；第一与门的输出管脚与或门的一输入管脚相连；第二与门的输出管脚与或门的另一输入管脚相连，或门的输出管脚输出被选择的信号源。
[0015]进一步的，所述自适应控制信号产生电路还包括：第一电阻和第一电容；所述第一电阻的一端与电源相连，其另一端与单稳态触发器的管脚Rcext相连；所述第一电容的一端与单稳态触发器的管脚Rcext相连，其另一端与单稳态触发器的管脚Cext相连；通过调整第一电阻和第一电容的大小，调节光脉冲检测的时间。
[0016]进一步的，所述自适应控制信号产生电路还包括第二电阻、第三电阻和第二电容；所述第二电阻的一端与电源相连，其另一端与单稳态触发器的管脚B相连，用于给单稳态触发器的管脚B提供一个确定的高电平；所述第三电阻的一端与电源相连，其另一端与单稳态触发器的管脚CLR相连；所述第二电容C2的一端与单稳态触发器的管脚CLR相连，其另一端接地，该第三电阻和第二电容组成上电复位电路，上电时产生具备一定上升时间的复位信号。
[0017]进一步的，所述自适应控制信号产生电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与单稳态触发器的管脚VCC相连，其另一端与单稳态触发器的管脚GND相连；单稳态触发器的管脚VCC与电源相连；单稳态触发器的管脚GND接地。
[0018]进一步的，所述光电自适应选择电路还包括第四电阻和第四电容；所述第四电阻的一端与电源相连，其另一端与第一与门的管脚B2相连，用于当单稳态触发器的一输出管脚输出高阻时，为第一与门的管脚B2提供一个确定的高电平；所述第四电容的一端与第一与门的电源管脚相连，其另一端接地；
[0019]所述光电自适应选择电路还包括第五电阻和第五电容；所述第五电阻的一端与电源相连，其另一端与第二与门的管脚B3相连；所述第五电容的一端与第二与门的电源管脚相连，其另一端接地；
[0020]所述光电自适应选择电路还包括第六电容；所述第六电容的一端与或门的电源管脚相连，其另一端接地；
[0021]所述第一与门的电源管脚与电源相连，第一与门的接地管脚接地；
[0022]所述第二与门的电源管脚与电源相连，第二与门的接地管脚接地；
[0023]所述或门的电源管脚与电源相连，或门的接地管脚接地；
[0024]进一步的，所述输出选择电路包括第六电阻，所述第六电阻的一端与或门的输出
管脚相连，其另一端与信号输出端相连，用于输出光电自适应选择电路选择的信号源。
[0025]进一步的，所述输出选择电路还包括光对时信号输出电路，所述光对时信号输出电路包括第七电阻，所述第七电阻的一端与光对时信号输入端相连，其另一端与信号输出端相连，用于输出光对时信号。
[0026]进一步的，所述输出选择电路还包括电对时信号输出电路，所述电对时信号输出电路包括第八电阻，所述第八电阻的一端与电对时信号输入端相连，其另一端与信号输出端相连，用于输出电对时信号。
[0027]本专利技术还公开了一种光电自适应对时方法，包括以下步骤：
[0028]步骤1：根据有无光对时信号输入，由自适应控制信号产生电路产生自适应控制信号；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种光电自适应对时电路，其特征在于：包括：自适应控制信号产生电路，用于根据有无光对时信号输入产生自适应控制信号；光电自适应选择电路，用于根据自适应控制信号，选择信号源；输出选择电路，用于输出光电自适应选择电路选择的信号源；其中，所述自适应控制信号产生电路包括单稳态触发器；光对时信号输入端与单稳态触发器的一输入管脚相连；单稳态触发器的一输出管脚输出光使能信号，单稳态触发器的另一输出管脚输出电使能信号，当光对时信号输入端有对时信号时，光使能信号有效，电使能信号无效；当光对时信号输入端无对时信号时，光使能信号无效，电使能信号有效；其中，所述光电自适应选择电路包括第一与门、第二与门和或门；所述第一与门的一输入管脚与单稳态触发器的一输出管脚相连，第一与门的另一输入管脚与光对时信号输入端相连；所述第二与门的一输入管脚与单稳态触发器的另一输出管脚相连，第二与门的另一输入管脚与电信号输入端相连；第一与门的输出管脚与或门的一输入管脚相连；第二与门的输出管脚与或门的另一输入管脚相连，或门的输出管脚输出被选择的信号源。2.根据权利要求1所述的一种光电自适应对时电路，其特征在于：所述自适应控制信号产生电路还包括：第一电阻和第一电容；所述第一电阻的一端与电源相连，其另一端与单稳态触发器的管脚Rcext相连；所述第一电容的一端与单稳态触发器的管脚Rcext相连，其另一端与单稳态触发器的管脚Cext相连；通过调整第一电阻和第一电容的大小，调节光脉冲检测的时间。3.根据权利要求1所述的一种光电自适应对时电路，其特征在于：所述自适应控制信号产生电路还包括第二电阻、第三电阻和第二电容；所述第二电阻的一端与电源相连，其另一端与单稳态触发器的管脚B相连，用于给单稳态触发器的管脚B提供一个确定的高电平；所述第三电阻的一端与电源相连，其另一端与单稳态触发器的管脚CLR相连；所述第二电容C2的一端与单稳态触发器的管脚CLR相连，其另一端接地，该第三电阻和第二电容组成上电复位电路，上电时产生具备一定上升时间的复位信号。4.根据权利要求1所述的一种光电自适应对时电路，其特征在于：所述自适应控制信号产生电路还包括第三电容，所述第三电容的一端与单稳态触发器的管脚VCC相连，其另一端与单稳态触发器的管脚GND相连；单稳态触发器的管脚VCC与电源相连；单稳态触发器的管脚GND接地。5.根据权利要求1所述的一种光电自适应对时电路，其特征在于：所述光电自适应选择电路还包括第四电阻和第四电容；所述第四电阻的一端与电源相连，其另一端与第一与门的管脚B2相连，用于当单稳态触发器的一输出管脚输出高阻时，为第一与门的管脚B2提供一个确定的高电平；所述第四电容的一端与第一与门的电源管脚相连，其另一端接地；所述光电自适应选择电路还包括第五电阻和第五电容；所述第五电阻的一端与电源相连，其另一端与第二与门的管脚B3相连；所述第五电容的一端与第二与门的电源管脚相连，其另一端接地；所述光电自适应选择电路还包括第六电容；所述第六电容的一端与或门的电源管脚相连，其另一端接地；所述第一与门的电源管脚与电源相连，第一与门的接地管脚接地；所述第二与门的电源管脚与电源相连，第二与门的接地管脚接地；
所述或门的电源管脚与电源相连，或门的接地管脚接地。6.根据权利要求1所述的一种光电自适应对时电路，其特征在于：所述输出选择电路包括第六电阻，所述第六电阻的一端与或门的输出管脚相连，其另一端与信号输出端相连，用于输出光电自适应选择电路选择的信号源。7.根据权利要求6所述的一种光电自适应对时电路，其特征在于：所述输出选择电路还包括光对时信号输出电路，所述光对时信号输出电路包括第七电阻，所述第七电阻的一端与光对时信号输入端相连，其另一端与信号输出端相连，用于输出光对时信号。8.根据权利要求6所述的一种光电自适应对时电路，其特征在于：所述输出选择电路还包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉龙，高诗航，刘汝华，夏雨，汪世平，尹大鹏，吴彦伟，徐建松，赵锋荣，
申请(专利权)人：国电南瑞科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：