本實(shí)用新型涉及數(shù)據(jù)傳輸領(lǐng)域，特別是涉及一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊。

背景技術(shù)：

名詞解釋：

IRIG-B(AC)碼：IRIG是英文InterRange Instrumentation Group的縮寫(xiě)，表示美國(guó)靶場(chǎng)儀器組的簡(jiǎn)稱。IRIG-B碼表示每秒一楨的串行時(shí)間碼，又分為IRIG-B直流碼（IRIG-B(DC)碼）和IRIG-B交流碼（IRIG-B(AC)碼）兩種；

FPGA：Field－Programmable Gate Array，現(xiàn)場(chǎng)可編程門(mén)陣列：

IRIG-B碼分直流碼與交流碼兩種，直流碼雖然精度高，但由于脈沖信號(hào)的頻譜豐富，窄帶信道無(wú)法傳輸，在長(zhǎng)距離傳輸時(shí)容易受到干擾，造成數(shù)據(jù)錯(cuò)誤，因此直流碼只適用于電纜傳輸?shù)奖容^近的距離，在實(shí)際的應(yīng)用中通常使用交流碼授時(shí)。而如今，越來(lái)越多的通信和電力設(shè)備都需要授時(shí)以維持正常工作，需要精度很高的授時(shí)信號(hào)，目前的IRIG-B(AC)碼授時(shí)信號(hào)雖然有各種各樣的產(chǎn)生方案，但是大部分方案較為復(fù)雜，而且精度較低，難以滿足應(yīng)用要求。

而且，目前大部分授時(shí)模塊僅輸出一路授時(shí)信號(hào)，當(dāng)需要多路授時(shí)信號(hào)時(shí)，需要采用多個(gè)授時(shí)模塊，成本較高。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決上述的技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的是提供一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊。

本實(shí)用新型解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊，包括低通濾波電路、增益控制電路、信號(hào)放大電路、用于接入100kHZ激勵(lì)信號(hào)的第一信號(hào)輸入端口、用于接入1KHz激勵(lì)信號(hào)的第二信號(hào)輸入端口和用于接入IRIG-B(DC)碼的第三信號(hào)輸入端口，所述第一信號(hào)輸入端口與低通濾波電路的第一輸入端連接，所述第二信號(hào)輸入端口與低通濾波電路的第二輸入端連接，所述低通濾波電路的輸出端與增益控制電路的第一輸入端連接，所述第三信號(hào)輸入端口與增益控制電路的第二輸入端連接，所述增益控制電路的輸出端與信號(hào)放大電路的輸入端連接。

進(jìn)一步，所述IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊設(shè)有八個(gè)信號(hào)輸出回路，每個(gè)信號(hào)輸出回路包括一變壓器，所述信號(hào)放大電路的輸出端分別與每一個(gè)變壓器的輸入端連接。

進(jìn)一步，所述低通濾波電路包括低通濾波器芯片、第一電容、第二電容、第一電阻、第二電阻和第三電阻，所述第一信號(hào)輸入端口與低通濾波器芯片的第一引腳連接，所述第二信號(hào)輸入端口依次通過(guò)第一電阻和第一電容后與低通濾波器芯片的第八引腳連接，所述第二電阻的一端接直流工作電源，另一端通過(guò)第三電阻接地，且第二電阻和第三電阻的連接節(jié)點(diǎn)與低通濾波器芯片的第六引腳連接，所述第二電容并聯(lián)在第三電阻兩端，所述低通濾波器芯片的第五引腳與增益控制電路的第一輸入端連接。

進(jìn)一步，所述增益控制電路包括增益控制芯片、第五電阻、第六電阻、第七電阻、第八電阻、第九電阻、可調(diào)電阻、第三電容、第四電容和第二三極管，所述低通濾波電路的輸出端依次通過(guò)第五電阻、可調(diào)電阻和第三電容后與增益控制芯片的第三引腳連接，且可調(diào)電阻和第三電容的連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)第六電阻接模擬地，所述第二三極管的發(fā)射極與增益控制芯片的第六引腳連接，集電極接地，基極通過(guò)第九電阻與第三信號(hào)輸入端口連接，所述第二三極管的發(fā)射極還通過(guò)第八電阻接直流工作電源，所述增益控制芯片的第一引腳通過(guò)第七電阻與信號(hào)放大電路的輸入端連接，且所述增益控制芯片的第一引腳還通過(guò)第七電阻和第四電容后接模擬地。

進(jìn)一步，所述信號(hào)放大電路包括第十電阻、第十一電阻、第十二電阻、第十三電阻、第十四電阻和運(yùn)算放大器，所述增益控制電路的輸出端依次通過(guò)第十電阻和第十一電阻后與運(yùn)算放大器的反相輸入端連接，所述第十二電阻的一端接模擬地，另一端與運(yùn)算放大器的同相輸入端連接，所述運(yùn)算放大器的輸出端通過(guò)第十三電阻連接到反相輸入端，且運(yùn)算放大器的輸出端連接第十四電阻后作為授時(shí)模塊的信號(hào)輸出端。

本實(shí)用新型的有益效果是：本實(shí)用新型的一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊，包括低通濾波電路、增益控制電路、信號(hào)放大電路、用于接入100kHZ激勵(lì)信號(hào)的第一信號(hào)輸入端口、用于接入1KHz激勵(lì)信號(hào)的第二信號(hào)輸入端口和用于接入IRIG-B(DC)碼的第三信號(hào)輸入端口，第一信號(hào)輸入端口與低通濾波電路的第一輸入端連接，第二信號(hào)輸入端口與低通濾波電路的第二輸入端連接，低通濾波電路的輸出端與增益控制電路的第一輸入端連接，第三信號(hào)輸入端口與增益控制電路的第二輸入端連接，增益控制電路的輸出端與信號(hào)放大電路的輸入端連接。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)優(yōu)良，原理簡(jiǎn)單，較容易實(shí)現(xiàn)，能夠滿足授時(shí)精度要求。

而且，單個(gè)授時(shí)模塊輸出路數(shù)能夠達(dá)到8路，能滿足更多被授時(shí)設(shè)備的需求，降低了應(yīng)用成本。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本實(shí)用新型的一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊的電子框圖；

圖2是本實(shí)用新型的一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊的低通濾波電路的第一實(shí)施方式的模擬電路圖；

圖3是本實(shí)用新型的一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊的低通濾波電路的第二實(shí)施方式的模擬電路圖；

圖4是本實(shí)用新型的一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊的增益控制電路的模擬電路圖；

圖5是本實(shí)用新型的一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊的信號(hào)放大電路的模擬電路圖。

具體實(shí)施方式

參照?qǐng)D1，本實(shí)用新型提供了一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊，包括低通濾波電路、增益控制電路、信號(hào)放大電路、用于接入100kHZ激勵(lì)信號(hào)的第一信號(hào)輸入端口IN1、用于接入1KHz激勵(lì)信號(hào)的第二信號(hào)輸入端口IN2和用于接入IRIG-B(DC)碼的第三信號(hào)輸入端口IN3，所述第一信號(hào)輸入端口IN1與低通濾波電路的第一輸入端連接，所述第二信號(hào)輸入端口IN2與低通濾波電路的第二輸入端連接，所述低通濾波電路的輸出端與增益控制電路的第一輸入端連接，所述第三信號(hào)輸入端口IN3與增益控制電路的第二輸入端連接，所述增益控制電路的輸出端與信號(hào)放大電路的輸入端連接。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊設(shè)有八個(gè)信號(hào)輸出回路，每個(gè)信號(hào)輸出回路包括一變壓器，所述信號(hào)放大電路的輸出端分別與每一個(gè)變壓器的輸入端連接。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，參照?qǐng)D2，所述低通濾波電路包括低通濾波器芯片U1、第一電容C1、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3，所述第一信號(hào)輸入端口IN1與低通濾波器芯片U1的第一引腳連接，所述第二信號(hào)輸入端口IN2依次通過(guò)第一電阻R1和第一電容C1后與低通濾波器芯片U1的第八引腳連接，所述第二電阻R2的一端接直流工作電源，另一端通過(guò)第三電阻R3接地，且第二電阻R2和第三電阻R3的連接節(jié)點(diǎn)與低通濾波器芯片U1的第六引腳連接，所述第二電容C2并聯(lián)在第三電阻R3兩端，所述低通濾波器芯片U1的第五引腳與增益控制電路的第一輸入端連接。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，參照?qǐng)D4，所述增益控制電路包括增益控制芯片U2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、可調(diào)電阻VR1、第三電容C3、第四電容C4和第二三極管T2，所述低通濾波電路的輸出端依次通過(guò)第五電阻R5、可調(diào)電阻VR1和第三電容C3后與增益控制芯片U2的第三引腳連接，且可調(diào)電阻VR1和第三電容C3的連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)第六電阻R6接模擬地AGND，所述第二三極管T2的發(fā)射極與增益控制芯片U2的第六引腳連接，集電極接地，基極通過(guò)第九電阻R9與第三信號(hào)輸入端口IN3連接，所述第二三極管T2的發(fā)射極還通過(guò)第八電阻R8接直流工作電源，所述增益控制芯片U2的第一引腳通過(guò)第七電阻R7與信號(hào)放大電路的輸入端連接，且所述增益控制芯片U2的第一引腳還通過(guò)第七電阻R7和第四電容C4后接模擬地AGND。

進(jìn)一步作為優(yōu)選的實(shí)施方式，參照?qǐng)D5，所述信號(hào)放大電路包括第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15和運(yùn)算放大器U3，所述增益控制電路的輸出端依次通過(guò)第十電阻R10和第十一電阻R11后與運(yùn)算放大器U3的反相輸入端連接，所述第十二電阻R12的一端接模擬地AGND，另一端與運(yùn)算放大器U3的同相輸入端連接，所述運(yùn)算放大器U3的輸出端通過(guò)第十三電阻R13連接到反相輸入端，且運(yùn)算放大器U3的輸出端連接第十四電阻R14后作為授時(shí)模塊的信號(hào)輸出端Vout，運(yùn)算放大器U3的輸出端還依次通過(guò)第十四電阻R14和第十五電阻R15后接地。

以下結(jié)合詳細(xì)實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做具體說(shuō)明。

實(shí)施例一

參照?qǐng)D1，一種IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊，包括低通濾波電路、增益控制電路、信號(hào)放大電路、用于接入100kHZ激勵(lì)信號(hào)的第一信號(hào)輸入端口IN1、用于接入1KHz激勵(lì)信號(hào)的第二信號(hào)輸入端口IN2和用于接入IRIG-B(DC)碼的第三信號(hào)輸入端口IN3，第一信號(hào)輸入端口IN1與低通濾波電路的第一輸入端連接，第二信號(hào)輸入端口IN2與低通濾波電路的第二輸入端連接，低通濾波電路的輸出端與增益控制電路的第一輸入端連接，第三信號(hào)輸入端口IN3與增益控制電路的第二輸入端連接，增益控制電路的輸出端與信號(hào)放大電路的輸入端連接。信號(hào)放大電路的輸出端為授時(shí)模塊的信號(hào)輸出端。

本實(shí)施例中，IRIG-B(AC)碼授時(shí)模塊設(shè)有八個(gè)信號(hào)輸出回路，每個(gè)信號(hào)輸出回路包括一變壓器，信號(hào)放大電路的輸出端分別與每一個(gè)變壓器的輸入端連接，從而每一個(gè)變壓器的輸出端為一路授時(shí)信號(hào)輸出端，輸出一路IRIG-B(AC)碼，如圖1所示，共輸出8路IRIG-B(AC)碼。變壓器的作用是隔離輸出，因此，圖1中得到的是8路帶有隔離輸出的IRIG-B(AC)碼。

變壓器是基于電磁感應(yīng)原理制成的。變壓器包括兩個(gè)線圈，輸入端線圈兩端信號(hào)變化通過(guò)電磁感應(yīng)驅(qū)動(dòng)輸出端線圈兩端產(chǎn)生同樣規(guī)律的電平變化。

本實(shí)施例中，參照?qǐng)D2，低通濾波電路包括低通濾波器芯片U1、第一電容C1、第二電容C2、第一電阻R1、第二電阻R2和第三電阻R3，第一信號(hào)輸入端口IN1與低通濾波器芯片U1的第一引腳連接，第二信號(hào)輸入端口IN2依次通過(guò)第一電阻R1和第一電容C1后與低通濾波器芯片U1的第八引腳連接，第二電阻R2的一端接直流工作電源，另一端通過(guò)第三電阻R3接地，且第二電阻R2和第三電阻R3的連接節(jié)點(diǎn)與低通濾波器芯片U1的第六引腳連接，第二電容C2并聯(lián)在第三電阻R3兩端，低通濾波器芯片U1的第五引腳作為輸出端與增益控制電路的第一輸入端連接。本實(shí)施例中，低通濾波電路根據(jù)輸入的100KHz和1KHz方波激勵(lì)信號(hào)產(chǎn)生1KHz正弦波，作為交流碼載波，圖2中用1KHz_S表示。

參照?qǐng)D4，增益控制電路包括增益控制芯片U2、第五電阻R5、第六電阻R6、第七電阻R7、第八電阻R8、第九電阻R9、可調(diào)電阻VR1、第三電容C3、第四電容C4和第二三極管T2，低通濾波電路的輸出端即低通濾波器芯片U1的第五引腳依次通過(guò)第五電阻R5、可調(diào)電阻VR1和第三電容C3后與增益控制芯片U2的第三引腳連接，且可調(diào)電阻VR1和第三電容C3的連接節(jié)點(diǎn)通過(guò)第六電阻R6接模擬地AGND，第二三極管T2的發(fā)射極與增益控制芯片U2的第六引腳連接，集電極接地，基極通過(guò)第九電阻R9與第三信號(hào)輸入端口IN3連接，第二三極管T2的發(fā)射極還通過(guò)第八電阻R8接直流工作電源，增益控制芯片U2的第一引腳通過(guò)第七電阻R7后作為輸出端與信號(hào)放大電路的輸入端連接，且增益控制芯片U2的第一引腳還通過(guò)第七電阻R7和第四電容C4后接模擬地AGND。

增益控制電路根據(jù)第三信號(hào)輸入端口IN3輸入的IRIG-B(DC)碼，控制1KHz_S正弦波的增益，即通過(guò)輸入的IRIG-B(DC)碼對(duì)正弦波進(jìn)行調(diào)制，當(dāng)IRIG-B(DC)碼為高電平時(shí)，調(diào)制后輸出正弦波幅值Vout=3Vin；當(dāng)IRIG-B(DC)碼為低電平時(shí)，調(diào)制后輸出正弦波幅值Vout=Vin，Vin為輸入的正弦波幅值。IRIG-B(DC)碼作為控制信號(hào)，控制增益控制芯片U2對(duì)正弦波信號(hào)1KHz_S的增益比例。

參照?qǐng)D5，信號(hào)放大電路包括第十電阻R10、第十一電阻R11、第十二電阻R12、第十三電阻R13、第十四電阻R14、第十五電阻R15和運(yùn)算放大器U3，增益控制電路的輸出端即圖4中的芯片U2連接電阻R7后的輸出端依次通過(guò)第十電阻R10和第十一電阻R11后與運(yùn)算放大器U3的反相輸入端連接，第十二電阻R12的一端接模擬地AGND，另一端與運(yùn)算放大器U3的同相輸入端連接，運(yùn)算放大器U3的輸出端通過(guò)第十三電阻R13連接到反相輸入端，且運(yùn)算放大器U3的輸出端連接第十四電阻R14后作為授時(shí)模塊的信號(hào)輸出端Vout，運(yùn)算放大器U3的輸出端還依次通過(guò)第十四電阻R14和第十五電阻R15后接地。

優(yōu)選的，本實(shí)施例中，低通濾波器芯片U1采用的型號(hào)為MAX292ESA，增益控制芯片U2采用的型號(hào)為US6910-3，運(yùn)算放大器U3采用的型號(hào)為L(zhǎng)M358PW。

本實(shí)施例中，接入的100kHZ激勵(lì)信號(hào)、1KHz激勵(lì)信號(hào)和IRIG-B(DC)碼可以采用任意方式生成，也可以如圖1所示，采用一個(gè)FPGA來(lái)實(shí)現(xiàn)，通過(guò)FPGA同時(shí)輸出100kHZ方波信號(hào)和1KHz方波信號(hào)作為激勵(lì)信號(hào)，同時(shí)產(chǎn)生IRIG-B(DC)碼來(lái)對(duì)增益控制芯片U2進(jìn)行增益控制。

本實(shí)施例通過(guò)接入100kHZ和1KHZ的方波到低通濾波電路，通過(guò)低通濾波電路產(chǎn)生1KHZ的交流碼載波，并通過(guò)IRIG-B(DC)碼來(lái)控制增益控制芯片U2實(shí)現(xiàn)對(duì)交流碼載波的增益控制，產(chǎn)生IRIG-B(AC)碼，較其它方式相比，本方案原理簡(jiǎn)單，較容易實(shí)現(xiàn)，能夠滿足授時(shí)精度要求（優(yōu)于20uS）。

而且，單個(gè)授時(shí)模塊輸出路數(shù)能夠達(dá)到8路，能滿足更多被授時(shí)設(shè)備的需求，降低了應(yīng)用成本。

實(shí)施例二

參照?qǐng)D3，本實(shí)施例與實(shí)施例一的區(qū)別在于，1KHZ激勵(lì)信號(hào)接入到低通濾波器芯片的具體電路的不同，為了與圖2的芯片U1進(jìn)行區(qū)分，圖3中采用U11表示低通濾波器芯片，本實(shí)施例中，設(shè)置了第三電阻R3、第四電阻R4、第一三極管T1來(lái)替代第一電阻R1，第一三極管T1的基極通過(guò)第四電阻R4接1KHZ激勵(lì)信號(hào)，集電極通過(guò)第三電阻接直流工作電源，發(fā)射極接地。

本實(shí)施例其它內(nèi)容與實(shí)施一類似，實(shí)現(xiàn)的效果也相同，具體內(nèi)容不再贅述。

以上是對(duì)本實(shí)用新型的較佳實(shí)施進(jìn)行了具體說(shuō)明，但本發(fā)明創(chuàng)造并不限于實(shí)施例，熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員在不違背本實(shí)用新型精神的前提下還可做出種種的等同變形或替換，這些等同的變型或替換均包含在本申請(qǐng)權(quán)利要求所限定的范圍內(nèi)。