[发明专利]一种一体化便携式时间同步装置及其搬钟方法

权利要求书

1.一种一体化便携式时间同步装置，由以下多个模块组成，分别是：天线模块、卫星信号接收模块、铷原子钟模块、分频模块一、分频模块二、倍频模块、计数锁存模块、IRIG-B(DC)编码模块、调钟模块、RS485接口芯片或光纤发送器、电池模块、电池管理模块、电源管理模块；其特征在于：

所述电池管理模块连接直流电源输入端、所述电池模块和所述电源管理模块，所述电池管理模块一方面对所述电池模块的充电、放电进行管理，另一方面输出电压至所述电源管理模块，并切换输出电压的供电回路；

所述电源管理模块为时间同步装置内各模块供电；

所述卫星信号接收模块通过所述天线模块接收来自GPS或北斗的无线时间基准信号，输出参考秒脉冲信号，并提供串行数据接口供所述IRIG-B(DC)编码模块读取时间信息；

所述铷原子钟模块输出10MHz基础频率信号，并提供串行数据接口供所述调钟模块调节所述10MHz基础频率信号的频率；

所述分频模块一对所述铷原子钟模块输出10MHz基础频率信号进行分频，输出1kHz编码脉冲信号给所述分频模块二；

所述分频模块二对1kHz编码脉冲信号进行分频，输出本地秒脉冲信号；

所述倍频模块对所述铷原子钟模块输出10MHz基础频率信号进行倍频，输出100MHz计数脉冲信号；

所述计数锁存模块接收所述分频模块二输出本地秒脉冲信号、所述倍频模块输出100MHz计数脉冲信号和所述卫星信号接收模块输出参考秒脉冲信号；所述计数锁存模块对100MHz计数脉冲信号计数，并且在本地秒脉冲的上升沿归零，计数范围为0~99,999,999，计数周期为10ns；所述计数锁存模块在参考秒脉冲的上升沿锁存当前计数值，计数值乘以计数周期即为本地秒脉冲信号和参考秒脉冲信号之间的时间偏差；

所述调钟模块连接所述卫星信号接收模块、所述计数锁存模块、所述铷原子钟模块，所述调钟模块的功能由卫星信号接收模块输出的参考秒脉冲信号触发，从所述计数锁存模块获取所述本地秒脉冲信号和所述参考秒脉冲信号之间的时间偏差；所述调钟模块调节所述铷原子钟模块输出的10MHz基础频率信号的频率直至获取到的本地秒脉冲信号和参考秒脉冲信号之间的时间偏差连续10~20次小于100ns；

所述IRIG-B(DC)编码模块连接所述分频模块一、所述分频模块二和所述卫星信号接收模块，所述IRIG-B(DC)编码模块从所述卫星信号接收模块读取时间信息之后更新本地时间，并在所述分频模块二输出本地秒脉冲信号和所述分频模块一输出1kHz编码脉冲信号的控制下输出包含本地时间的IRIG-B(DC)码信号；

RS485接口芯片或光纤发送器连接IRIG-B(DC)编码模块，将IRIG-B(DC)编码模块输出的IRIG-B(DC)码信号转换成满足相关标准要求的电平信号或者光信号。

2.根据权利要求1所述的一体化便携式时间同步装置，其特征在于：所述电池管理模块在有直流电源输入的情况下，一方面对所述电池模块充电，另一方面将输出电压的供电回路切换至直流电源输入。

3.根据权利要求1所述的一体化便携式时间同步装置，其特征在于：所述电池管理模块在没有直流电源输入的情况下，将输出电压的供电回路切换至所述电池模块，此时，所述电池模块处于放电状态。

4.根据权利要求1所述的一体化便携式时间同步装置，其特征在于：所述100MHz计数脉冲信号、1kHz编码脉冲信号、所述本地秒脉冲信号均来源于所述所述铷原子钟模块输出10MHz基础频率信号，因此它们之间是同步的，并且共同构成了本地时间同步频率基准。

5.一种利用权利要求1－4之一所述一体化便携式时间同步装置的搬钟方法，其特征在于按以下步骤进行：

步骤1，时间同步装置上电之后，所述铷原子钟模块处于自由振荡状态，输出10MHz基础频率信号；

步骤2，所述分频模块一对所述10MHz基础频率信号进行分频，输出1kHz编码脉冲信号；

步骤3，所述分频模块二对所述1kHz编码脉冲信号进行分频，输出本地秒脉冲信号；

步骤4，所述倍频模块对所述10MHz基础频率信号进行倍频，输出100MHz计数脉冲信号；

步骤5，所述计数锁存模块对所述100MHz计数脉冲信号计数，并且在所述本地秒脉冲的上升沿归零，因此，计数范围为0~99,999,999，计数周期为10ns；

步骤6，在室外开阔地带所述卫星信号接收模块通过装置的内置天线模块接收来自GPS或北斗的无线时间基准信号，待锁定无线时间基准信号之后，所述卫星信号接收模块输出所述参考秒脉冲信号；

步骤7，所述计数锁存模块在所述参考秒脉冲的上升沿锁存当前计数值，计数值乘以计数周期即为所述本地秒脉冲信号和所述参考秒脉冲信号之间的时间偏差；

步骤8，从所述计数锁存模块获取所述本地秒脉冲信号和所述参考秒脉冲信号之间的时间偏差并调节所述10MHz基础频率信号的频率，直至获取到的所述本地秒脉冲信号和所述参考秒脉冲信号之间的时间偏差连续10~20次小于100ns，认为所述铷原子钟模块已被驯服；

步骤9，所述IRIG-B(DC)编码模块从所述卫星信号接收模块读取时间信息之后更新本地时间，并在所述本地秒脉冲信号和所述1kHz编码脉冲信号的控制下输出包含所述本地时间的IRIG-B(DC)码信号；

步骤10，所述RS485接口芯片或光纤发送器连接IRIG-B(DC)编码模块，将IRIG-B(DC)编码模块输出的IRIG-B(DC)码信号转换成满足相关标准要求的电平信号或者光信号；

步骤11，回到室内，用本装置给被测装置或系统授时。