專利名稱：突發(fā)事件時刻的精確測量裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型屬于帶有或裝有在預(yù)選時間或預(yù)選時間間隔之后操作任一器件的 裝置的時鐘技術(shù)領(lǐng)域，具,及到只在一個,的時刻或在一端可調(diào)節(jié)的時間間隔 內(nèi)動作的使鐘表時亥lj與操作相聯(lián)系的連續(xù)運轉(zhuǎn)的機構(gòu)。
背景技術(shù)：
測量某一突發(fā)事件發(fā)生的精確時刻是頓、電力織門不可缺少的部分，隨著
科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，各行各MWi懂設(shè)備提出了更高的要求，要精確測 —突 發(fā)事件發(fā)生的時亥懷但要求測量出事件的發(fā)生起始時亥i偭且還要測量事件的結(jié)束
時刻。目前使用的測量突發(fā)事件發(fā)生的精確時刻設(shè)備主要有"P08812電網(wǎng)用GPS 同步鐘"，該設(shè)備只能測量事件的起始時亥,無法測量事件的機時間及結(jié)束時刻， 要想全面了解突發(fā)事件全過程以及精確的結(jié)束時刻，P08812電網(wǎng)用GPS同步鐘無法 完成。
發(fā)明內(nèi)容
本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于克服上述測量突發(fā)事件發(fā)生的精確時刻 設(shè)備的缺點，提供一種設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、生產(chǎn)成本低、工作穩(wěn)定可靠、測量時 間精確的突發(fā)事件時刻的精確測量裝置。
解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是它包括對整機進行控制的單片機系 統(tǒng)；對輸入的10MHZ頻率信號和標準秒信號進行整形放大的頻標^^電路；對輸入 的突發(fā)事件時亥瞻號進行整形放大的信號整形電路；控制電路，該電路的輸入端接 信號整形電路，輸出端接單片機系統(tǒng)；分頻電路，該電路的輸入端接頻標整形電路 和控制電路；數(shù)據(jù)鎖存器，該電路的輸入端接分頻電路、輸出端接單片機系統(tǒng)。
本實用新型的控制電路為集成電路U10A的2腳和集成電路U10B的9腳接頻 標整形電路，集成電路U10A的14腳接電容C4的一端、15腳接電容C4的另一端并
通過電阻Rll接5V電源正極、3腳接5V電源正極、13腳機成輸U11A輸入端1 腳，電阻R11的另一織5V電源正極，集成鵬U10B的6腳接電容C5的一端、7
腳接電容C5的另一端并通過電阻R12接5V電源正極、10腳和11腳接5V電源正極、 5腳接集成鵬U11A輸入端2腳，電阻R12的另一端接5V電源正極,集成電路U11A 的輸出端3腳接集成電路U12A的2腳，集成電路U12A的3腳接分頻電路、1腳和 4腳接5V電源正極、5腳接集成電路U12B的11腳和 鎖存器，集成電路U12B 的10腳和12腳接5V電源正極、8腳和13腳接單片機系統(tǒng)。
本實用新型的頻標整形電 率，電路和秒信號整形電珞，10MHz的頻 率信號由頻率整形電路的輸入端輸入，標準秒信號由秒信號整形電路的輸入端輸 入，頻率整形電路和秒信號整形電路的輸出端接分頻電路。
本實用新ffll用GPS接收機、OEM板送出的時^t息和標準秒或者采用其它授 時系統(tǒng)產(chǎn)生的時碼和標準秒來確定精確的時間，并采用以高穩(wěn)晶振為頻率源組成的 微秒、毫秒計數(shù)單元以及標準秒貨行同步，實現(xiàn)測量外部突發(fā)事件的開始和結(jié)束時 刻以及事件持續(xù)的全過程，測量時間精度達到1微秒。本實用新型具有設(shè)計合理、 結(jié)構(gòu)簡單、體積小、生產(chǎn)成本低、工作穩(wěn)定可靠、測量時間精確靴點，可在頓、
電力等部門推廣使用。

圖1是本實用新型的電氣原理方框圖。
圖2是本實用新型一個實施例的電子線路原理圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進一步詳細說明，但本實用新型不限于這 些實施例。
圖1是本實用新型的電氣原理方框圖，參見圖1。本實用新型是由頻標整形電 路、分頻電路、,鎖存器、信號整形鵬、控制電路、單片,繊接構(gòu)成。頻 標整形電路的輸出端接分頻電路，信號，電路的輸出端^制電路，控制電路的 輸出端接分頻電路和單片縣統(tǒng)，分頻鵬的輸出織i^^存器，數(shù)據(jù)鎖存器的 輸出端接單片機系統(tǒng)。GPS輸出的標準秒(lPPS)10MHz的頻率信號艦頻標整形電 路、分頻電路得到微秒、毫秒和1Hz信號，分頻電路的清零是由GPS的秒脈沖(1PPS) 通過整形電路產(chǎn)生的窄脈沖來完成，從而保證本地微秒、毫秒和1Hz與標準時間的 同步。本實用新型平時只輸出年月日時分秒等信息。當(dāng)有外步突發(fā)事件發(fā)生時，事 件信號通過信號整形電路消除干擾后送控制電路，產(chǎn)生iygl貞存脈沖和單片機系統(tǒng)
中斷脈沖，這時計^m讀取事件產(chǎn)生的起始時亥,結(jié)束時刻，單片機系統(tǒng)將這一時 刻(精確到1微秒)讀入內(nèi)存，并以廣播式把事件的時刻從串口發(fā)送出去。
在圖2中，本實施例的頻標整形電路由集成電路U13A、集成電路U14D、三極 管T1、三極管T2、三極管T4、 二極管D1、 二極管D4、電阻R1 電阻R5、電阻RIO、 電阻R14、電阻R15、電容Cl 、電容C6連接構(gòu)成,集成,U13A的型號為74HC221A， 集成電路U14D的型號為74HC04。 10MHz的頻率信號由電容C1的一端輸入，電容C1 的另一端M:電阻Rl接三極管Tl的基極和二極管Dl的負極并i!31電阻R2接5V 電源正極，三極管Tl的集電極接三極管T2的基極并鵬電阻R3接5V電源正極， 三極管T2的集電極接分頻電路并通過電阻R4接5V電源正極，三極管Tl的皿極、 三極管T2的發(fā)射極、二極管D1的正M電阻R5接地。三極管T1、三極管T2、 二 極管D1、電阻R1 電阻R5、電容C1連接成頻率整形電路。
標準秒信號由電阻R14的一 入，電阻R14的另一端接三極管T4的基極和 二極管M的負極，三極管T4的集電極接集成電路U14D的輸A^并通過電阻R15 接5V電源正極，集成電路U14D的輸出端接集成電路U13A的2腳，二極管D4的正 極和三極管T4的皿極接地。集成電路U13A的14腳接電容C6的一端、15腳接電 容C6的另一端并M電阻R10接5V電源正極、13腳接分頻電路。集成電路U13A、 集成電路U14D、三極管T4、 二極管D4、電阻RIO、電阻R14、電阻R15、電容C6
連接構(gòu)成秒信號整形電路。
本實施例的信號整形電路由集成鵬U14A、集成鵬U14B、三極管T3、 二極 管D2、 二極管D3、電阻R7、電阻R8、電阻R9、電容C3、位碼開關(guān)SW-1連接構(gòu)成， 集成電路U14A和集成電路U14B的型號為74HC04。突發(fā)事件時亥瞻號由二極管D2 的負極二極管D3的正極輸入，二極管D3的正M1電阻R8接三極管T3的基極和 電容C3的一端并艦電阻R7離碼開關(guān)SW-1的一端、負極接5V電源正極，位碼 開關(guān)SW-1的另一端接5V電源正極，二極管D2的正極和電容C3的另一端接地，三 極管T3的集電極接集成電路U14A的輸A^并通過電阻R9接5V電源正極，集成電 路U14A的輸出端接集成電路U14B的輸入端，集成電路U14B的輸出端4腳,制 電路。
本實施例的控制鵬由集成鵬U10A、皿鵬U10B、集成頓U11A、 ■ 電路U12A、集成^^U12B、電阻Rll、電阻R12、電容C4、電容C5連接構(gòu)成，集
成電路U10A和集成電路U10B的型號為74HC221,集成電路U11A的型號為74HC32, 集成電路U12A和集成電路U12B的型號為74HC74A。集成電路U10A的2腳和集成電 路U10B的9腳接集成電路U14B的輸出端4腳，,電路U10A的14腳接電容C4 的一端、15腳接電容C4的另一端并鵬電阻Rll接5V電源正極、3腳接5V電源 正極、13腳接集成電路Ul 1A輸入端1腳。集成電路U10B的6腳接電容C5的一端、 7腳接電容C5的另一端并通過電阻R12接5V電源正極、10腳和11腳接5V電源正 極、5腳接集成電路U11A輸入端2腳。集成電路U11A的輸出端3腳接集成電路U12A 的2腳。集成電路U12A的3腳接分頻電路、1腳和4腳接5V電源正極、5腳接集 成電路U12B的11腳和i^鎖存器。集成電路U12B的10腳和12腳接5V電源正極、 13腳和8腳接單片機系統(tǒng)。
本實施例的分頻電路由集成電路U1A 集成電路U5A、集成電路U1B 集成電 路U3B連接構(gòu)成，集成電路U1A 集成電路U4A、集成電路U1B 集成電路U3B的型 號為74HC390，集成電路U5A的型號為74HC221 。集成電路U1A的1腳接三極管T2 的集電極、4腳接3腳、7腳接集成電路U1B的15腳和集成 U12A的3腳。集 成，路U1B的12腳接13腳、9腳接集成電路U2A的1腳，集成電路U1B的2QA 2QD端通過總線接,鎖存器。集成電路U2A的4腳接3腳、7腳驗成電路U2B 的15腳，集成電路U2A的1QA 1QD端艦總線接,鎖存器。集成電路U2B的12 腳接13腳、9腳接集成電路U3A的1腳，集成電路U2B的的2QA 2⑧端艦總線 接繊鎖存器。集成電路U3A的4腳接3腳、7腳接集成電路U3B的15腳，集成電 路U3A的1QA 1QD M過總線接,鎖存器。集成電路U3B的12腳接13腳、9 腳接集成電路U4A的1腳，集成電路U3B的2QA 2QD ^!3i總線接翻鎖存器。 集成電路U4A的4腳接3腳、7腳接集成電路U5A的1腳，集成電路U4A的1QA 1QD端通過總線接數(shù)據(jù)鎖存器。集成電路U1A 集成電路U4A的2腳和集成電 路U1B 集成電路U3B的14腳接集成電路U13A的13腳。集成電路U5A的14 ■ 電容C2的一端、15腳接電容C2的另一端并通過電阻R6接5V電源正極、13腳接 數(shù)據(jù)鎖存器。
本實施例的數(shù)據(jù)鎖存器由集成電路U6、集成電路U7、集成電路U8連接構(gòu)成， 集成電路U6、集成電絡(luò)U7、集成電路U8的型號為74HC374。,電路U6的1D 4D端皿總線接集成電路U1B的2QA 2QD端、5D 8D ^M總線,成電路U2A
的1QA 1QD端、1Q 8Q通過總線接集成電絡(luò)U7的1Q 8Q端和集成鵬U8的1Q 8Q端以及單片機系統(tǒng)。集成電路U7的1D 4D端通過總線接集成電路U2B的2QA 2QD端、5D 8D端通過總線接集成電路U3A的1QA 1QD端。集成電路U8的1D 4D 端通過總線接集成電路U3B的2QA 2QD端、5D 8D M過總線接集成電路U4A的 1QA 1QD端。集成電路U6和集成電路U7以及集成電路U8的11腳接集成,U12B 的11腳、l腳接單片機系統(tǒng)。
本實施例的單片機系統(tǒng)由集成電路U9、皿電路U14C、電阻R13、電容C7 電容C9、晶振JZ連接構(gòu)成，集成電路U9是單片計算機型號為89C52。外部時, 號經(jīng)電阻R13由集成電路U14C的輸入端輸入，集成電路U14C的輸出端接集成電 路U9的10腳，集成電路U9的12腳接集成電路U5A的13腳、7腳接集成電路U12B 的13腳、13腳接集成電路U12B的8腳、P00 P07繊過總線麟成鵬U8的1Q 8Q端、24腳接集成電路U8的1腳、25腳接集成電路U7的1腳、26腳接集成電 路U6的1腳、18腳和19腳接由電容C8和電容C9以及晶振JZ連接的振蕩電路、9 腳接電容C7的一端、11腳串口輸出到計Ml或接收設(shè)備，電容C7的另一端接5V 電源正極。
本實用新型的工作原理如下
10MHz頻率信號由電容Cl輸入經(jīng)電阻Rl到三極管Tl的基極，三極管Tl和三 極管T2對輸入的信號進行整形放大輸出到集成電路U1A的1腳，經(jīng)集成電路U1A 集成電路U4A、集成電路U1B 集成鵬U3B組成的分頻鏈和集成鵬U5A單穩(wěn)整 形后產(chǎn)生1Hz的頻率信號送集成電路U9的中斷"INT0"。同時外部標準秒信號由電 阻R14輸入、經(jīng)三極管T4和集成電路U14D進行整形放大，到集成電路U13A的2 腳，集成電路U13A對經(jīng)過整形放大的標準秒信號進行單穩(wěn)整形，產(chǎn)生窄脈沖信號 分別送集成電路U1A 集成電路U4A的清零端清零來同步分頻鏈，集成電路U1A 集成電路U4A輸出端分別送集成電路U6 集成電路U8的輸入端1D 8D，集成電 路U6 集成電路U8對輸入的信號iM:外部事件的信JJt行鎖存。集成電路U6 集 成電路U8鎖存的信息從輸出端1Q 8Q分別通過單片機U9的P2.4 P2.6位控驗 到集成電路U9的繊總線P00 P07端。突發(fā)事件時刻信號由位碼開關(guān)SW-1選擇 信號的輸入電平，如果事件為空接點，輸入位碼開關(guān)SW-1撥到QN的位置，如果事 件為脈沖輸入，貝U位碼開關(guān)SW-1撥到OFF的皿。突發(fā)*#時刻信號經(jīng)電阻R8到
三極管T3的基極，經(jīng)三極管T3放大消除干擾輸出到集成電路U14A，經(jīng)集成電 路U14A和集成電路U14B整型，突發(fā)事件的開始時刻前沿脈沖作為集成鵬U10A 觸發(fā)脈沖、結(jié)束時刻后沿脈沖作為集成鵬U10B觸發(fā)脈沖，兩個^m輸出的脈沖 信號同時輸出到集成電路U11A，集成電路U11A對兩個單穩(wěn)輸出的脈沖信號進行 "或"后由集成電路U12A的2腳輸出到集成電路U12A的2腳，集成電路U12A的 時鐘脈沖信號由集成電路U1A提供，集成電路U12A的5腳輸出到集成電路U6 集 成電路U8鎖存事件的開始時刻并觸發(fā)集成電路U12B來產(chǎn)生負脈沖，提供集成電 路U9的中斷"INT1"，同時集成電珞U9的P23 P25端來讀取鎖存的事件發(fā)生的 開始時刻，集成電路U9的P16端輸出脈沖信號使集成電路U12B復(fù)位，這時集成電 路U12A又輸出下一個脈沖信號即事件的結(jié)束脈沖信號，同樣讀取事件發(fā)生的結(jié)束 時刻并使集成電路U12B復(fù)位。這樣一個突發(fā)事件的開始和結(jié)束精確時刻就被記錄 下來，并通過單片機的串行口發(fā)送出去。 一次突發(fā)事件的開始時刻和結(jié)束時刻完整， 以文件的形式可以保存。
權(quán)利要求1、一種突發(fā)事件時刻的精確測量裝置，其特征在于它包括對整機進行控制的單片機系統(tǒng)；對輸入的10MHZ頻率信號和標準秒信號進行整形放大的頻標整形電路；對輸入的突發(fā)事件時刻信號進行整形放大的信號整形電路；控制電路，該電路的輸入端接信號整形電路，輸出端接單片機系統(tǒng)；分頻電路，該電路的輸入端接頻標整形電路和控制電路；數(shù)據(jù)鎖存器，該電路的輸入端接分頻電路、輸出端接單片機系統(tǒng)。
2、 按照權(quán)利要求1戶，的突發(fā)事件時刻的精確測自置，，征在于所說的 控制電路為集成電路U10A的2腳和集成電路U10B的9腳掛!^示整形電路，集成 電路U10A的14腳接電容C4的一端、15腳接電容C4的另一端并通過電阻Rll接 5V電源正極、3腳接5V電源正極、13腳接集成電路U11A輸入端1腳，電阻Rll 的另一端接5V電源正極，集成電路U10B的6腳接電容C5的一端、7腳接電容C5 的另一端并通過電阻R12接5V電源正極、10腳和11腳接5V電源正極、5腳接集 成電路U11A輸入端2腳，電阻R12的另一端接5V電源正極，集成電路U11A的輸 出端3腳接集成電路U12A的2腳，集成電路U12A的3腳接分頻電路、l腳和4腳 接5V電源正極、5腳接集成電路U12B的11腳和 鎖存器，集成電路U12B的10 腳和12腳接5V電源正極、8腳和13腳接單片機系統(tǒng)。
3、 按照權(quán)利要求1戶腿的突發(fā)事件時亥啲精確測體置，辦征在于所說的 頻標整形電路包括頻率整形電路和秒信號整形電路，ldfe的頻率信號由頻率整形 電路的輸入端輸入，標準秒信號由秒信號整形電路的輸入端輸入，頻率整形電路和 秒信號整形電路的輸出端接分頻電路。
專利摘要一種突發(fā)事件時刻的精確測量裝置，包括單片機系統(tǒng)、頻標整形電路、信號整形電路、輸入端接信號整形電路輸出端接單片機系統(tǒng)的控制電路、輸入端接頻標整形電路和控制電路的分頻電路、輸入端接分頻電路輸出端接單片機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鎖存器。它采用GPS接收機、OEM板送出的時碼信息和標準秒或者采用其它授時系統(tǒng)產(chǎn)生的時碼和標準秒來確定精確的時間，并采用以高穩(wěn)晶振為頻率源組成的微秒、毫秒計數(shù)單元以及標準秒進行同步，實現(xiàn)測量外部突發(fā)事件的開始和結(jié)束時刻以及事件持續(xù)的全過程，測量時間精度達到1微秒。本實用新型具有設(shè)計合理、結(jié)構(gòu)簡單、體積小、生產(chǎn)成本低、工作穩(wěn)定可靠、測量時間精確等優(yōu)點，可在交通、電力等部門推廣使用。
文檔編號G04G15/00GK201057548SQ20072003189
公開日2008年5月7日 申請日期2007年5月30日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月30日
發(fā)明者張志武, 翟慧生, 馬紅皎 申請人:中國科學(xué)院國家授時中心