[发明专利]一种同步单元以及分布式录波装置的同步方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种同步单元以及分布式录波装置的同步方法。

背景技术

目前的分布式数字化录波装置面临三个方面的问题：(1)没有采用统一的校时信号对各个录波单元校时，导致各个录波单元系统时间误差过大；(2)没有采用统一的采样脉冲，导致采样相位差超过国家标准；(3)由于没有将GPS B码解码与自守时良好的结合在一起，导致有GPS信号时精度较高，而失去GPS信号时，系统时间和采样相位误差很大；(4)在接入IEC618509-2LE模拟量和GOOSE开关量时，时标误差大于3ms。

发明内容

本发明的目的在于解决上述问题，提供了一种同步单元，可实现高精度同步。

本发明的另一目的在于提供了一种分布式录波装置的同步方法，实现分布式录波器中各个录波单元的系统时间以及采样相位的高精度同步，从而提高录波分析的准确性。

本发明的技术方案为：本发明揭示了一种同步单元，包括：

GPS解码芯片，接收并解码GPS信号；

单片机，连接该GPS解码芯片，接收该GPS解码芯片输出的GPS信号、来自外部的工作控制信号和来自上位机的校时信号，采用GPS时钟作为校时信号，根据校时信号修改系统时间，一路向实时时钟自守时芯片输出对实时时钟守时的同步信号，另一路向外部输出串口时钟数据；

实时时钟自守时芯片，与该单片机双向连接，接收该单片机对实时时钟守时的同步信号，当该GPS解码芯片没有GPS信号输入时输出实时时钟信号至该单片机，以使该单片机采用该实时时钟作为校时信号；

温补晶振，连接该GPS解码芯片、该实时时钟自守时芯片、该单片机，为该GPS解码芯片、该实时时钟自守时芯片、该单片机提供工作频率；

可编程逻辑电路，连接该单片机，向外输出信号。

上述的同步单元，其中，该GPS解码芯片接收到的GPS信号的接口类型是TTL类型和RS485差分类型，单片机输出的串口时钟数据的接口类型是RS485串口类型，该单片机接收的工作控制信号的接口类型是TTL类型。

上述的同步单元，其中，该可编程逻辑电路输出的信号包括秒脉冲、毫秒脉冲、采样脉冲、20毫秒脉冲、分脉冲、工作信号、异常告警、录波启动信号、单元启动同步信号、复位信号。

上述的同步单元，其中，该工作信号和该异常告警的接口类型是TTL类型，该单元启动同步信号的接口类型是RS485差分/TTL类型，该秒脉冲、毫秒脉冲、采样脉冲、20毫秒脉冲、分脉冲、录波启动信号和复位信号的接口类型是RS485差分类型。

本发明还揭示了一种分布式录波装置的同步方法，利用如上所述的同步单元的输出信号实现对各个录波装置的采样同步，该方法进一步包括：

(1)通过同步单元输出的秒脉冲和串口时间数据实现各个录波装置的时间同步；

(2)通过同步单元输出的秒脉冲消除上电时的采样开始误差；

(3)通过同步单元输出的采样脉冲实现录波装置的采样中断的同步；

(4)通过同步单元输出的20毫秒脉冲实现录波装置的采样数据的时标精度。

上述的分布式录波装置的同步方法，其中，在步骤(1)中，该各个录波装置中的DSP电路板分别接入秒脉冲和串口时间数据，在DSP电路板中，每收到一个秒脉冲就接收一次串口时间数据，并根据该串口时间数据调整DSP电路板的系统时间，保证录波装置中采集单元在时间上的同步。

上述的分布式录波装置的同步方法，其中，在步骤(2)中，每个录波装置中的采集单元在上电后并不开始采样，待接收到同步单元发来的秒脉冲后才开始采样，以消除上电时的采样开始误差。

上述的分布式录波装置的同步方法，其中，在步骤(3)中，该各个录波装置每接收到一个采样脉冲，录波装置中的DSP电路板就读一次AD采样的值作为一个采样点并保存。

上述的分布式录波装置的同步方法，其中，在步骤(4)中，该各个录波装置将同步单元输出的20毫秒脉冲作为DSP电路板的时标中断并在该时标中断中打上DSP电路板上送主CPU的数据帧的时标。

本发明对比现有技术有如下的有益效果：本发明通过由GPS解码芯片、单片机、RTC自守时芯片、温补晶振、可编程逻辑电路构成的同步单元的各种输出脉冲，包括秒脉冲、毫秒脉冲、采样脉冲、20毫秒脉冲、分脉冲、工作信号、异常告警、录波启动信号、单元启动同步信号和复位信号，实现对分布式录波器中各个录波装置的采样同步，从而提高了录波分析的准确性。

附图说明

图1是本发明的同步单元的实施例的结构图。