[发明专利]基于恒温晶振的时间同步装置守时方法和时间同步装置

说明书

本发明涉及基于恒温晶振的时间同步装置守时方法和时间同步装置，在守时时，首先在有同步时钟源的情况下，获取恒温晶振提供的基准频率的实际频率，以及每秒内的脉冲次数；并按照顺序，每设定秒数计算设定秒数内的脉冲次数的和值，记为β值，并将得到的各和值依次存入到缓冲区队列中；那么，当失去同步时钟源时，对得到的β值进行相应的处理，得到恒温晶振的频率补偿值，以实现对恒温晶振的频率的变化进行预测；最后，根据频率补偿值产生守时秒脉冲，实现时间同步装置的守时。所以，利用这种方式能够在对恒温晶振未充分预热而带来的频率变化进行预测和补偿，而且，降低了后续的守时误差，提高了同步时钟的守时精确性。

技术领域

本发明涉及基于恒温晶振的时间同步装置守时方法和时间同步装置。

背景技术

随着电力系统规模的不断扩大，变电站的装置、设备、功能不断增强，系统结构也日趋复杂，对时间精度的要求也越来越高。因此，时钟同步技术在电力中得到广泛应用。目前，时钟同步在保护装置、调度系统、故障录波器、EMS能量管理系统、分布式RTU(远动终端)、遥测、遥信的数据处理、综合自动化系统以及电线路故障测距等广泛应用。

目前，时间同步装置一般采用北斗和GPS卫星天线作为同步时源，来实现精确授时，采用高精度恒温晶振作为基准频率，在失去同步时源后提供守时频率。然而，恒温晶振性能越好，晶振的预热和驯服时间也就越长。在晶振未充分预热的情况下，晶振的频率变化较大。由于时间同步装置要求装置启动2小时内要完成晶振驯服达到1us/h的守时精度要求。在此时间段内，恒温晶振并未充分预热。同时，根据研究和实验数据得到，恒温晶振的热频特性变化特性基本上按照一定的规律变化，由此可通过预测晶振频率变化，进行补偿守时。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于恒温晶振的时间同步装置守时方法，用以解决目前的时间同步装置在恒温晶振未充分预热而带来的守时误差较大的问题。本发明同时提供一种基于恒温晶振的时间同步装置。

为实现上述目的，本发明的方案包括一种基于恒温晶振的时间同步装置守时方法，包括的步骤如下：

(1)在有同步时钟源的情况下，获取恒温晶振提供的基准频率的实际频率，以及每秒内的脉冲次数；

(2)按照顺序，每设定秒数计算设定秒数内的脉冲次数的和值，记为β值，并将得到的各和值依次存入到缓冲区队列中；

(3)当失去同步时钟源时，对得到的β值进行相应的处理，得到恒温晶振的频率补偿值，以实现对恒温晶振的频率的变化进行预测；

(4)根据所述频率补偿值产生守时秒脉冲，实现时间同步装置的守时。

在恒温晶振未充分预热的时候对其频率的变化进行预测，进而对频率变化进行相应的补偿。在有同步时钟源的情况下，获取恒温晶振提供的基准频率的实际频率，以及每秒内的脉冲次数；然后按照顺序，每设定秒数计算设定秒数内的脉冲次数的和值，并将得到的各和值依次存入到缓冲区队列中；那么，当失去同步时钟源时，对上述得到的和值进行相应的处理，得到恒温晶振的频率补偿值，以实现对恒温晶振的频率的变化进行预测。利用这种方式能够在对恒温晶振未充分预热而带来的频率变化进行预测和补偿，而且，降低了后续的守时误差。根据频率补偿值产生守时秒脉冲，实现时间同步装置的守时，即保证了晶振预热期的守时的准确性，又保证了秒脉冲输出稳定性，提高了同步时钟的守时精确性，能够很好的消除传统守时方法存在恒温晶振预热不充分带来的频率误差。

当失去同步时钟源时，对各β值做出如下处理：按照时间从后向前的顺序，求取每M个β值的和，记为α值，每个α值对应的时间段为M倍的设定秒数；按照时间从后向前的顺序，求取每N个α值的和，记为值，每个值对应的时间段为M*N倍的设定秒数。

所述频率补偿值的计算公式分别为：Δtick_2i+1+α(1)和Δtick_2i+2+α(2)；Δtick的计算方式为：