同步時鐘

同步時鐘

同步時鐘也稱智能電波鍾,現在國家教育改革中針對標準化考場建設中的同步時鐘即是電波鍾。同步時鐘也叫“對鍾”。要把分佈在各地的時鐘對準(同步起來),最直觀的方法就是搬鍾,可用一個標準鍾作搬鍾,使各地的鐘均與標準鍾對準。或者使搬鍾首先與系統的標準時鐘對準,然後使系統中的其他時針與搬鍾比對,實現系統其他時鐘與系統統一標準時鐘同步。

所謂系統中各時鐘的同步,並不要求各時鐘完全與統一標準時鐘對齊。只要求知道各時鐘與系統標準時鐘在比對時刻的鐘差以及比對后它相對標準鐘的漂移修正參數即可,勿須撥鍾。只有當該鐘積累鐘差較大時才作跳步或閏秒處理。因為要在比對時刻把兩鍾“鐘面時間對齊,一則需要有精密的相位微步調節器會調節時鐘用動源的相位,另外,各種驅動源的漂移規律也各不相同,即使在兩種比對時刻時鐘完全對齊,比對后也會產生誤差,仍需要觀測被比對時鐘驅動源相對標準鐘的漂移規律,故一般不這樣做。

特點


同步時鐘採用了低相噪鎖相環技術和大規模集成電路設計,內置高穩定度恆溫晶振OCXO和高品質、高精度授時型GPS接收機,採用先進的GPS頻率測控技術,對晶體振蕩器的輸出頻率進行精密測量與調節,使其輸出頻率精確同步在GPS系統上,提供高精度的時間頻率基準信號,能夠輸出滿足ITU-T G.811要求1級基準時鐘源,可以使用在數字交換機、SONET和SDH傳輸系統上。同時還可以為任何級別的定時信號發生器(TSG)提供1級時鐘同步信號,可以向外提供跟蹤與UTC時間的2.048Mb/s(E1)和2.048MHz輸出信號。
同步時鐘的Opt-EIO選項能夠提供再定時功能,可接收E1信號並利用本身精準的時間參考信號對其進行重新解碼,輸出波形符合ITU-T G.703碼型為HDB3的 E1信號,當設備自身降質或者斷電時,將啟動直通模式將接收到的E1信號輸出。
同步時鐘輸出的1pps信號是GPS馴服晶振輸出頻率信號經過10,000,000次分頻后得到的,相位與載波信號嚴格一致,且不受GPS秒脈衝短時間隨機跳變帶來的影響,相當於UTC時間基準的“復現”。這種特性特別適合於通信基站等對時間頻率要求嚴格的系統。
同步時鐘具有泰福特獨創的智能學習演演算法,在GPS馴服晶振的過程中能夠不斷“學習”晶振的漂移等特性,並將這些參數存入板載EEPROM存儲器中。當GPS出現異常或不可用時,能夠自動切換到保持模式(Hold-over mode),利用高效的智能保持演演算法,依靠內置高穩晶振繼續提供高可靠性的時間和頻率信號輸出,在短時間內仍保持有較高的精度。當設備斷電重新開機后,設備可以利用原來已經存儲的歷史數據,使時鐘在較短的時間內達到較高的準確度。

技術特點

信號豐富
可提供跟蹤UTC時間的10MHz、2.048Mb/s(E1)、2.048MHz、1pps、IRIG-B、RS232、RS422、RS485等信號。
再定時功能
可提供1對再定時業務輸入輸出介面,再定時緩衝存儲器容量最大可達1024比特。
參考源靈活
根據不同需要可配置為單GPS、單北斗或GPS/GLONASS參考源。
高可靠性
工業級元器件、大規模集成電路和獨創的高效智能保持演演算法保證了該產品優異的可靠性和可用性。
高準確度
在全天有星的情況下,天平均頻率準確度優於1E-12(連續跟蹤GPS信號24小時后);滿足ITU-T G.811對1級基準時鐘源的要求。

技術指標

介面:
 天線輸入:1路,N型,1575.42MHz
 2.048MHz信號輸出1路,BNC,方波,75Ω
頻率準確度:<1E-12(GPS鎖定,24小時平均值)
漂移產生:符合ITU-T建議G.811的要求
抖動產生: ≤20ns(峰-峰值)
保持精度: <5E-10(GPS斷開,保持24小時后)
 2.048Mb/s (E1)信號輸出 1路,BNC介面,75Ω
線路碼型: HDB3
波形:符合ITU-T G.703
脈衝幅度:標稱2.37V±0.237V 基到峰
驅動能力:滿足ITU-T G.703
抖動性能:符合ITU G.823
 10MHz信號輸出 1路,BNC,方波,TTL電平
頻率穩定度:優於±5E-10(0~50℃)
 1PPS 脈衝輸出 1 路, BNC 介面,TTL 電平 阻抗:50Ω
上升沿: <20ns
授時精度:<100ns (跟蹤衛星相對於 UTC 時間偏差)
 TOD信息輸出: 1路,DB-9 female,RS232電平,ASCII碼
9600-N-8-1,GPS狀態、時間信息,每秒1次

應用


在導航系統用戶設備中。除授時型接收機在定位后需要調整1PPS信號前沿出現時刻外(它要求輸出秒信號的時刻與標推時鐘秒信號出現時刻一致),一般可用數學方法扣除鐘差。時間同步的另一種方法是用無線電波傳播時間信息。即利用無線電波來傳遞時間標準.然後由授時型接收機恢復時號與本地鐘相應時號比對,扣除它在傳播路徑上的時延及各種誤差因素的影響,實現鐘的同步。
隨著對時鐘同步精度要求的不斷提高,用無線電波授時的方法,開始用短波授時(ms級精度),由於短波傳播路徑受電離層變化的影響,天波有一次和多次天波,地波傳播距離近,使授時精度僅能達到ms級。後來發展到用超長波即用奧米伽台授時,其授時精度約10μs左右,後來又用長波即用羅蘭C台鏈兼顧授時,其授時精度可達到μs,即使羅蘭C台鏈組網也難於做到全球覆蓋。後來又發展到用衛星鐘作搬鍾。用超短波傳播時號.通過用戶接收共視某顆衛星,使其授時精度優於搬鍾可達到10ns精度。看來利用衛星授時是實現全球範圍時鐘精密同步的好辦法,只有利用衛星,才可在全球範圍內用超短波傳播時號;用超短波傳播時號不僅傳遞精度高,而且可提高時鐘比對精度,通過共視方法,把衛星鐘當作搬運鍾使用,且能使授時精度高於直接搬鍾,直接搬鍾難於使兩地時鐘去共視它。共視可以消除很多系統誤差以及隨時間慢變化的誤差,快變化的隨機誤差可通過積累平滑消除。
同步時鐘是一種高性能的時間頻率參考接收機,能夠為電信、移動通信基站、小靈通基站、GSM網路優化等系統提供高精度的時間和頻率同步信號。