[实用新型]一种多用途串行时间码解码器

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力领域，特别涉及一种多用途串行时间码解码器。

背景技术

美国靶场仪器组（Inter-Range Instrumentation Group，简称IRIG）的时间标准有两大类：一类是并行时间码格式，这类码由于是并行格式，传输距离较近，且是二进制，因此远不如串行格式广泛；另一类是串行时间码，共有六种格式，即A、B、D、E、G、H。它们的主要差别是时间码的帧速率不同，IRIG-B即为其中的B型码。

IRIG-B的帧速率为1帧/秒，每帧可传递100位的信息，其内容包括了年日月时分秒以及闰秒修正等信息，经译码后可以获得多种频率的脉冲信号和当前的时间信息。IRIG-B码对时方式具有数据丰富、时间精度高和不需要额外设置数据的优点；缺点是需要进行比串口方式更加复杂的编码和解码。

国家电网公司发布的《关于加强电力二次系统时钟管理的通知》中就明确提出了加快电网二次系统时间同步技术规范的研究，逐步采用IRIG-B标准实现全球定位系统（Global Positioning System，简称GPS）对时装置与相关系统或设备的对时，同步校准相对时间和绝对时间，关键系统和设备应支持接收备用时钟源的对时信号，以保障系统安全。通常情况下对时装置的时间精度应不低于7×10^-7秒/分钟。

电力系统中电力自动化设备众多，对时间同步的时间同步时钟、时间同步方式以及传输介质要求也不尽相同。因此，电力系统时间同步系统应该兼具针对性和灵活性，满足不同的电力自动化设备时间同步需求。目前，电力自动化设备可以选用的时间同步方式有脉冲方式、串口报文方式、IRIG-B码对时方式以及网络方式四种。例如电能量计费系统要求精度小于0.5s，使用网络对时或者串口报文对时；配电网自动化系统要求精度小于10ms，使用串口报文对时；故障录波器则要求精度小于1ms，使用IRIG-B或秒脉冲（PPS）/分脉冲（PPM）加串口报文对时方式；要求最高的设备，如线路行波故障测距装置、同步相量测量装置以及雷电定位系统等，精度必须达到1us的水平，使用IRIG-B或秒脉冲（PPS）/分脉冲（PPM）加串口报文对时方式。

传统的IRIG-B解码器的设计往往基于低端的复杂可编程逻辑器件（Complex Programable Logic Device，简称CPLD）CPLD与单片机的组合方式，局限于CPLD逻辑门数有限，单片机性能不高等因素，这种方式成本高，结构复杂，实现功能单一，精度也不高，常常出现解码错误的情况，在现场复杂的应用场合有着很大的局限性。本实用新型充分发挥新型现场可编程逻辑门阵列的性能优势，精心设计和仿真，在一颗芯片上集成整个系统，减少了大量外围电路的设计，大大减小了设备的体积和功耗，满足不同电力设备的同步接口需求，并提高了精度，经过现场测试和应用，得到了良好的使用效果。

实用新型内容

本实用新型为了满足未来智能电网对时间同步的需求，针对现有技术不足之处，提供了一种多用途串行时间码解码器，以实现各种电力自动化设备精确时间同步的目的。

本实用新型为达到技术要求采用以下技术方案：

本实用新型提供的多用途串行时间码解码器包括外部输入调制电路、主控电路以及信号输出电路，其中主控电路与外部输入调制电路连接，以接收外部输入的串行时间码，并转换为多路不同接口的对时信号；外部输入调制电路，与主控电路连接，以输出多路不同接口的对时信号。

可选地，主控电路包括：现场可编程逻辑门阵列芯片、串行配置器、同步动态随机存取内存芯片、恒温晶振、复位电路，其中，现场可编程逻辑门阵列芯片为主控芯片，与串行配置器、同步动态随机存取内存芯片、恒温晶振以及复位电路分别连接。

可选地，现场可编程逻辑门阵列芯片包括：直流B码解码模块、交流B码解码模块、时间补偿模块、锁相环模块、脉冲发生模块、片上系统。

可选地，信号输出电路包括：高速光耦、RS232收发芯片、RS485收发芯片、以太网收发器，其中，高速光耦输出脉冲和直流形式的对时信号；RS232收发芯片输出RS232形式的对时信号；RS485收发芯片输出RS485形式的对时信号；以太网收发器输出网络报文形式的对时信号。

可选地，外部输入调制电路包括：AD转换电路，以接收外部输入的交流串行时间码信号；直流隔离电路，以接收外部输入的直流串行时间码信号。