一種全功能型時間同步系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及導(dǎo)航技術(shù)，特別涉及一種集成北斗、GPS雙系統(tǒng)的全功能型時間同步系統(tǒng)，該系統(tǒng)適用于陸地、航海、航天和航空等領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的時間同步系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)由于存在守時精度差、工作不穩(wěn)定、性能不可靠，不能滿足各個領(lǐng)域使用功能的需求，同時還存在輸出接口通用性不強(qiáng)的問題；如何解決這個問題就成為了本領(lǐng)域的技術(shù)人員所要研究和解決的課題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是為克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，針對現(xiàn)有時間同步系統(tǒng)存在守時精度差以及輸出接口通用性不強(qiáng)等問題，特別提供一種全功能型時間同步系統(tǒng)的設(shè)計方案。
[0004]本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的，所采取的技術(shù)方案是:一種全功能型時間同步系統(tǒng)，其特征在于:包括北斗/GPS接收機(jī)、主控單元、PPS單元、NTP單元、PTP單元、IRIGB單元、電源單元、前面板單元和天線單元；主控單元、PPS單元、NTP單元、PTP單元、IRIGB單元和電源單元均連接到前面板單元；所述的主控單元包括ARM芯片、第二擴(kuò)展模塊和隔離模塊；PPS單元包括第一擴(kuò)展模塊和電平轉(zhuǎn)換電路；NTP單元包括ARM芯片、光電轉(zhuǎn)換模塊、第二擴(kuò)展模塊和隔離模塊；PTP單元包括ARM芯片、光電轉(zhuǎn)換模塊、第二擴(kuò)展模塊和隔離模塊；IRIGB單元包括FPGA芯片、DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、程控放大電路、時鐘電路、第一擴(kuò)展模塊、直流差分放大器、第二擴(kuò)展模塊和隔離模塊；電源單元包括電平轉(zhuǎn)換電路和隔離模塊；其中北斗/GPS接收機(jī)分別連接ARM芯片和FPGA芯片，ARM芯片連接光電轉(zhuǎn)換模塊，時鐘電路連接FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片分別連接DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、程控放大電路、第一擴(kuò)展模塊和直流差分放大器，DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接程控放大電路，程控放大電路連接第二擴(kuò)展模塊，第二擴(kuò)展模塊連接隔離模塊，第一擴(kuò)展模塊連接電平轉(zhuǎn)換電路。
[0005]本發(fā)明所述的時間同步系統(tǒng)工作程序流程是:ARM芯片輸出時間報文信息和控制信息給FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片接收從主控ARM芯片送來的時間信息，先將時間數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成直流B碼的格式，直流B碼在FPGA芯片中通過頻率合成和調(diào)制，生成數(shù)字形式的交流B碼；從外部輸入的交流B碼信號經(jīng)過信號調(diào)整電路，把信號幅度調(diào)整到AD芯片的量程范圍內(nèi)，再經(jīng)AD轉(zhuǎn)換芯片，將模擬交流信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字格式，輸入到FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片解出B碼信號后，再轉(zhuǎn)換成RS232格式送到主控ARM芯片；FPGA芯片對IPPS進(jìn)行守時、輸出格式轉(zhuǎn)換處理；ARM芯片輸出時間報文信息的RS232格式；網(wǎng)絡(luò)輸出板載系統(tǒng)軟件,在系統(tǒng)上電后,輸出板通過Flash裝載系統(tǒng)，該系統(tǒng)包含NTP和PTP協(xié)議軟件，接收到主控ARM芯片輸出的UTC和IPPS信號后，經(jīng)過網(wǎng)絡(luò)協(xié)議包裝，經(jīng)過RJ45或光纖模塊輸出。
[0006]本發(fā)明的特點(diǎn)是:全功能型時間同步系統(tǒng)是高精度、全功能授時設(shè)備，以IPPS (空節(jié)點(diǎn)、TTL、485、光口)、網(wǎng)口(NTP、PTP協(xié)議)、IRIGB (AC碼)、RS232等方式輸出雙頻點(diǎn)北斗、GPS的時間、位置等信息。全功能型時間同步系統(tǒng)提供手動觸摸按鍵或網(wǎng)絡(luò)切換方式切換北斗、GPS信號的輸出模式，前面板的指示燈可以及時顯示此時的有效工作模式、供電、運(yùn)行、同步衛(wèi)星、秒脈沖、告警、外部源輸入等狀態(tài)；也可以通過網(wǎng)絡(luò)監(jiān)視系統(tǒng)的工作狀態(tài)以及輸出定位信息。全功能型時間同步系統(tǒng)后面板均為航空接插件輸出口，主要分為八路空節(jié)點(diǎn)IPPS輸出、八路TTL電平IPPS輸出、八路485電平IPPS輸出、八路光口 IPPS輸出、四路電口 NTP輸出、四路光口 NTP輸出、一路電口 PTP輸出、一路光口 PTP輸出、兩路RS232輸出、八路IRIGB (AC碼)輸出。TTL與485電平IPPS授時精度為lus，空節(jié)點(diǎn)IPPS授時精度為3us ;網(wǎng)絡(luò)NTP與PTP授時精度為局域網(wǎng)10ms、廣域網(wǎng)500ms，并且提供不少于8個不同的IP地址可同時接收網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)，包括日期時間、位置、高度、輸入源、收星數(shù)、故障信息、定位狀態(tài)等信息，提供Windows XPE全功能型時間同步系統(tǒng)的自動時間同步功能；IRIGB (AC碼)授時精度為20us ；RS232可輸出用戶要求的協(xié)議數(shù)據(jù)。
[0007]全功能型時間同步系統(tǒng)采用3ul9英寸標(biāo)準(zhǔn)尺寸機(jī)箱，為密閉機(jī)箱，在研制、生產(chǎn)過程中均進(jìn)行了環(huán)境應(yīng)力篩選試驗、高低溫試驗、交變濕熱試驗、振動試驗、常溫復(fù)核、電磁兼容試驗、鹽霧試驗、霉菌試驗,試驗前后各項指標(biāo)測試結(jié)果均符合精度要求,并且該精度指標(biāo)在國內(nèi)外均具有領(lǐng)先水平。全功能型時間同步系統(tǒng)替代了原有的GPS單系統(tǒng)授時、定位方式，避免了戰(zhàn)時GPS被干擾而無法使用的弊端。
【附圖說明】
[0008]圖1為本發(fā)明系統(tǒng)連接框圖；
圖2為圖1中核心電路原理框圖；
圖3為本發(fā)明系統(tǒng)外部授時輸入信息流程圖；
圖4為本發(fā)明系統(tǒng)工作程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0009]如圖1和圖2所示，本系統(tǒng)包括北斗/GPS接收機(jī)、主控單元、PPS (秒脈沖)單元、NTP (網(wǎng)絡(luò))單元、PTP (網(wǎng)絡(luò))單元、IRIGB (交流B碼)單元、電源單元和前面板單元，主控單元、PPS單元、NTP單元、PTP單元、IRIGB單元和電源單元均連接到前面板單元；主控單元包括ARM芯片、第二擴(kuò)展模塊和隔離模塊；PPS單元包括第一擴(kuò)展模塊和電平轉(zhuǎn)換電路；NTP單元包括ARM芯片、光電轉(zhuǎn)換模塊、第二擴(kuò)展模塊和隔離模塊；PTP單元包括ARM芯片、光電轉(zhuǎn)換模塊、第二擴(kuò)展模塊和隔離模塊；IRIGB單元包括FPGA芯片、DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、程控放大電路、時鐘電路、第一擴(kuò)展模塊、直流差分放大器、第二擴(kuò)展模塊和隔離模塊；電源單元包括電平轉(zhuǎn)換電路和隔離模塊；其中北斗/GPS接收機(jī)分別連接ARM芯片和FPGA芯片，ARM芯片連接光電轉(zhuǎn)換模塊，時鐘電路連接FPGA芯片，F(xiàn)PGA芯片分別連接DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊、程控放大電路、第一擴(kuò)展模塊和直流差分放大器，DAC數(shù)模轉(zhuǎn)換模塊連接程控放大電路，程控放大電路連接第二擴(kuò)展模塊，第二擴(kuò)展模塊連接隔離模塊，第一