一种时统设备制造技术

本实用新型专利技术涉及时间统一技术领域，特别适用于基于模拟信号记录的测试系统的时间统一。一种时统设备，其包括单片机、可编程逻辑器件和高速D/A芯片，其特征在于，还有一个GPS接收模块，GPS接收模块一个端口连接GPS接收天线，另一端与单片机连接，GPS接收模块又与可编程逻辑器件连接，可编程逻辑器件又分别与晶振装置和高速D/A芯片连接，高速D/A芯片将输入的数字信号转换为模拟信号，输出模拟的编码时统信号。发明专利技术人对本实用新型专利技术进行了实施验证。其有益效果是，实现简单，操作方便，能够实现多套测试设备之间测试数据的精确同步。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及时间统一
，特别适用于基于模拟信号记录的测试系统的时间统一。
技术介绍
在某些工程测试中，如长基线远程弹道测量、多点联合测量等，需要在不同地点设置多套测试设备同时进行测量，且对多套测试设备获取的数据有数据同步要求。当多套测试设备之间可联机操作时，多点同步测量易于实现，但是当多套测试设备无法联机操作时， 如何有效进行多点同步测量是需要考虑的，研究一种通用的易操作的同步方法是有必要的。在测试过程中记录一段标准时基信号，是实现多套设备之间时间统一的一种解决途径。至本专利技术产生、应用前，多点同步测量通常采用远程授时来完成，需要无线通信设备的支持。而且有一些测试记录设备并不支持远程授时，需要增加其他配套设备来完成远程授时，操作较为复杂。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术提供了一种时统设备，可以多点不同地点同步测量。—种时统设备，包括单片机、可编程逻辑器件和高速D/A芯片，其特征在于，还有一个GPS接收模块，GPS接收模块一个端口连接GPS接收天线，另一端与单片机连接，GPS接收模块又与可编程逻辑器件连接，可编程逻辑器件又分别与晶振装置和高速D/A芯片连接，高速D/A芯片将输入的数字信号转换为模拟信号，输出模拟的编码时统信号。专利技术人对本专利技术进行了实施验证。其有益效果是，实现简单，操作方便，能够实现多套测试设备之间测试数据的精确同步,数据同步精度达到微秒级(主要由GPS模块精度和测试设备采样率决定)。附图说明图I、本技术结构示意图；图2、本技术使用状态示意图；图3、是编码时统信号波形示意图，GPS秒脉冲为时统设备中GPS模块输出的标准秒脉冲信号，编码时统信号I为采用脉宽调制产生的时统信号，编码时统信号2为采用频率调制产生的时统信号，编码时统信号3为同时采用脉宽调制和频率调制产生的时统信号；图4、为频率调制方式的编码时统信号示例图。具体实施方式一种时统设备，包括单片机、可编程逻辑器件和高速D/A芯片，其特征在于，还有一个GPS接收模块，GPS接收模块一个端口连接GPS接收天线，另一端与单片机连接，GPS接收模块又与可编程逻辑器件连接，可编程逻辑器件又分别与晶振装置和高速D/A芯片连接，高速D/A芯片将输入的数字信号转换为模拟信号，输出模拟的编码时统信号。结合图2，对时统设备的使用方法进行说明。a.当需要在多个地点设置多套测试设备进行联合测量时，为每套测试设备配备一台时统设备；b.时统设备接收到有效GPS信号后，输出调制有标准时间信息的编码时统信号；c.各测试设备在记录测试数据的同时对编码时统信号进行A/D采集记录，可在测试设备上增加一个通道全程记录编码时统信号，也可在测试通道上记录几秒时长的编码时统信号即可；d.测试结束后根据事先约定的调制方法检测出各测试设备记录的编码时统信号中包含的标准时间信息，即可以知道各测试设备中数据对应的标准时间；e.根据各测试设备中数据对应的标准时间进行时延修正，即可完成各测试设备数据在时间上的同步，实现测试系统各设备时间统一；f.标准时间信息的具体调制方法可根据需要灵活进行设定。 结合图3、图4，以频率调制为实施例对时统信号的编码方式作进一步说明。a.设频率调制函数为f(. ) = f0+kl*t，其中f为脉冲Al、A2、A3的载频，f0为基准频率，kl为调制系数，t为GPS标准时间信息的H时、M分、S秒；b.设置GPS秒脉冲的脉宽为5ms,间隔x = 10ms、y = 5ms,脉宽z = IOms ；c.设置基准频率f0 = IOkHz、调制系数kl = 1000,假设GPS信号A对应的标准时间为 16 时 00 分 42 秒，贝丨J f (H) = 26kHz,f (M) = 10kHz,f (S) = 52kHz HgSGPS 信号 B对应的标准时间为 17 时 35 分 20s，则 f (H) = 27kHz,f (M) = 45kHz,f (S) = 30kHz ；GPS 信号A、B对应时刻产生的编码时统信号如图4所示。—种将GPS标准时间信息按特定方法进行调制形成编码时统信号进行输出的时统设备，输出的每个编码时统信号中均包含该时刻的标准时间信息，测试设备在测试过程中将该编码时统信号记录后，通过检测编码时统信号中包含的标准时间信息，就可以准确知道测试设备获取的数据对应的标准时间。测试系统中的多个测试设备同时使用上述方法来确定测试数据对应的标准时间，就可以将整个测试系统中不同测试设备的数据进行时间统一 O时统设备主要由GPS接收模块、单片机、可编程逻辑器件、高速D/A芯片、晶振组成。结合图1，对时统设备的设计进行说明GPS接收模块接收GPS信号并输出指定语句给单片机；单片机判读GPS语句中相应的GPS数据(GPS是否有效、标准时间信息)，然后单片机将标准时间信息通过24位I/O 口传输给可编程逻辑器件；可编程逻辑器件根据设定的编码方式将接收到的GPS秒信号和标准时间信息进行编码，并进行精确的时序控制，形成数字的编码时统信号，传输给高速D/A芯片；高速D/A芯片实时将输入的数字信号转换为模拟信号，输出模拟的编码时统信号；晶振提供高精度的时钟信号。可通过编程口对可编程逻辑器件进行程序烧写，将需要的编码方式对应的程序加载到时统设备中。这种时统设备的关键在于对调制有GPS标准时间信息的编码时统信号的设计，结合图3，对编码时统信号的信号制式设计进行说明时统设备中的GPS模块接收到有效GPS信息后，在每个GPS信号(每秒一个)来临时判读其标准北京时间，获得时分秒对应的变量H、M、S，将这3个变量进行频率调制，输出图3中所示的编码时统信号I :当A时刻(H时M分S秒)来临时，输出GPS秒脉冲A，间隔X晕秒后输出脉宽为z晕秒载频为f (H)的脉冲Al,再间隔y晕秒后输出脉宽为z晕秒载频为f (M)的脉冲A2,再间隔y晕秒后输出脉宽为z晕秒载频为f⑶的脉冲A3。A1、A2、A3这3个脉冲的载频(f (H)、f (M)、f (S))表示GPS秒脉冲A是北京时间H时M分S秒时刻输出的秒脉冲。f(.)为频率调制函数。在每个有效GPS秒信号来临时重复上述判读与脉冲调制编码，并将调制后的编码时统信号输出给测试设备。可将频率调制更改为脉宽调制，输出图3中所示的编码时统信号2 :当A时刻(H时M分S秒)来临时，输出GPS秒脉冲A,间隔X晕秒后输出脉宽为g(H)晕秒的脉冲Al,再间隔I晕秒后输出脉宽为g(M)晕秒的脉冲A2,再间隔y晕秒后输出脉宽为g(S)晕秒脉冲A3。Al、A2、A3这3个脉冲的脉宽(g⑶毫秒、g(M)毫秒、g⑶毫秒)表示GPS秒脉冲A是北京时间H时M分S秒时刻输出的秒脉冲。g(.)为脉宽调制函数。在每个有效GPS秒信号来临时重复上述判读与脉冲调制编码，并将调制后的编码时统信号输出给测试设备。还可对标准时间信息同时进行脉宽调制和频率调制，得到图3中所示的编码时统信号3，原理和编码时统信号I、编码时统信号2相同。这种调制方法产生的编码时统信号每24小时一个循环，可以解决一天24小时内任意时刻多套测试设备同步测量时的数据同步问题。将标准时间信息调制到编码时统信号中时，具体的调制方法可根据需要进行修改，并不局限于此处描述的脉宽调制和频率调制方法。测试设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.ー种时统设备，包括单片机、可编程逻辑器件和高速D/A芯片，其特征在于，还有一个GPS接收模块，GPS接收模块ー个端ロ连接GPS接收天线，另一端与单片机连接，...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨利韬，李贽，许霁，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司七五○试验场，昆明灵湖科技发展有限公司，
类型：实用新型
国别省市：