CN103760759A - 一种自动对正/反向irig-b码解码方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,高稳晶振时钟模块为所有模块提供时钟,并配合时间滤波补偿算法提高时钟精度;通过IRIG-B码方向识别模块识别出IRIG-B码的方向并将其转化为所需的IRIG-B码,为识别IRIG-B码准时延模块提供正向的IRIG-B码;识别IRIG-B码准时沿模块提取出IRIG-B码的准时沿,为识别IRIG-B信息码模块、秒脉冲模块、串口报文模块提供时间戳;识别IRIG-B码信息码模块为串口报文提供时间信息;秒脉冲模块输出秒脉冲,可以为对时设备提供秒脉冲对时服务;串口报文模块输出串口报文,可以为对时设备提供串口对时服务。本发明输出的时间信息准确度高、波动小、长期稳定性好。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,并通过基于高稳晶振的滤波补偿算法,输出准确度高、波动小、长期稳定性好的串口时间信息和秒脉冲的方法,具体涉及对正/反向IRIG-B码解码,基于高稳晶振输出串口时间信息和秒脉冲的方法。
背景技术
电力***自动化设备对时间的要求越来越高,以便数据信息的统一、事件时间的统一、事故调查的统一。当前电力故障分析中,行波测距要求时间准确度高达1us。传统的IRIG-B解码方法不仅不能自动识别正/反向,而且也不具备时间滤波补偿的功能。不能自动设别IRIG-B码的方向,会导致***的兼容性不好;不具备时间滤波补偿功能会导致时间的准确度较低。
发明内容
本发明针对上述现有技术存在的问题作出改进,即本发明要解决的技术问题是提供一种自动对正/反向IRIG-B码解码,这种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,输出的时间信息准确度高、波动小、长期稳定性好。
为了解决上述技术问题,本发明提供了如下的技术方案:
一种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,高稳晶振时钟模块为所有模块提供时钟,并配合时间滤波补偿算法提高时钟精度;通过IRIG-B码方向识别模块识别出IRIG-B码的方向并将其转化为所需的IRIG-B码,为识别IRIG-B码准时延模块提供正向的IRIG-B码;识别IRIG-B码准时沿模块提取出IRIG-B码的准时沿,为识别IRIG-B信息码模块、秒脉冲模块、串口报文模块提供时间戳;识别IRIG-B码信息码模块为串口报文提供时间信息;秒脉冲模块输出秒脉冲,可以为对时设备提供秒脉冲对时服务;串口报文模块输出串口报文,可以为对时设备提供串口对时服务。
时钟模块的频率为100MHz。
100MHz时钟是通过FPGA的PLL锁相环,将外部的20MHz时钟进行倍频产生100MHz时钟,为其他模块提供高稳时钟信号。
IRIG-B码输入方向模块在一秒内对8ms脉冲的进行计数,为其他模块提供所需的IRIG-B码。裁决机制如下:如果8ms脉冲的个数小于等于十个,则输入的IRIG-B码为正方向;如果8ms脉冲的个数大于十个,则输入的IRIG-B码为反方向。
综上,本发明的优点在于基于高稳晶振的时间融合滤波补偿技术,采用FPGA芯片强大的逻辑计算功能自动识别IRIG-B码方向,同时依据高稳时钟建立RTC时钟模型,采用滤波补偿技术,从而保证输出的时间准确度高的200ns,完全可以满足电力***设备对时间准确度的要求。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的一个较佳的实施例框图;
图2是100MHz时钟的框图;
图3是IRIG-B码输入方向模块的框图;
图4是识别IRIG-B码的准时沿模块的框图;
图5是识别IRIG-B的信息码模块的框图;
图6是秒脉冲模块的框图;
图7是串口报文模块的框图。
具体实施方式
如图1-5所示,本发明公开一种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,采用高稳晶振时钟模块为所有模块提供时钟,并配合时间滤波补偿算法提高时钟精度;通过IRIG-B码方向识别模块识别出IRIG-B码的方向并将其转化为所需的IRIG-B码,为识别IRIG-B码准时延模块提供正向的IRIG-B码;识别IRIG-B码准时沿模块提取出IRIG-B码的准时沿,为识别IRIG-B信息码模块、秒脉冲模块、串口报文模块提供时间戳;识别IRIG-B码信息码模块为串口报文提供时间信息;秒脉冲模块输出秒脉冲,可以为对时设备提供秒脉冲对时服务;串口报文模块输出串口报文,可以为对时设备提供串口对时服务。
时钟模块的频率为100MHz。
100MHz时钟是通过FPGA的PLL锁相环,将外部的20MHz时钟进行倍频产生100MHz时钟,为其他模块提供高稳晶振信号。
IRIG-B码方向模块在一秒内对8ms脉冲的进行计数,为其他模块提供正方向的IRIG-B码。裁决机制如下:如果8ms脉冲的个数小于等于十个,则IRIG-B码为正方向;如果8ms脉冲的个数大于十个,则IRIG-B码为反方向。
识别IRIG-B码准时沿模块通过识别相连的脉冲类型的方法来找到IRIG-B码的准时沿。当发现两个连续相连的脉冲都为8ms脉冲信号,则第二个8ms脉冲的信号的上升沿即为IRIG-B码的准时延。
识别IRIG-B码的信息码模块首先从IRIG-B码的准时沿开始识别IRIG-B码的脉冲信号类型,并将它们储存在100bit的缓存中,待下一个准时沿到来后,对照IRIG-B码的定义,组织出IRIG-B码所含的时间信息。
秒脉冲模块含有一个计数器和一个脉宽计时器,计数器是用来对秒的长度计数,脉宽计时器是对高电平的脉宽进行计数。通过使用IRIG-B码的准时延对计数器和脉宽计时器清零,同时启动计数器和脉宽计时器,来实现秒脉冲的输出。
串口报文模块有三个部分组成UART协议机、报文规约部分、波特率发生器组成。100MHz时钟通过波特率发生器后产生UART协议机所需要的时钟信号,当报文规约部分按照按照报文规约组织好的报文后,通过UART协议机向外发送串口报文。
如图2所示,图2是图1中100MHz时钟模块框图,由外部时钟源和PLL锁相环组成。在实际应用中,FPGA的工作时钟频率可能在几个时间段内变动,对于与之相关的锁相环(PLL),只要PLL的输入时钟在初始设定的时钟频率的基础上变化不太大,PLL就可以自己调整过来,并重新锁定时钟,获得正确的时钟输出。
如图3所示,图3是图1中的IRIG-B码输入方向模块,包括1ms定时器、脉冲宽度识别、脉冲类型和计数器。当有IRIG-B码输入时,启动脉冲宽度识别模块中的1ms的定时器和1ms计数器检测IRIG-B码,在脉冲的上升沿对计数器清零,在脉冲的下降沿读取计数器里面的值。若大于等于7同时小于等于9,则此脉冲脉宽为8ms;若大于等于4同时小于等于6,则此脉冲脉宽为5ms;若大于等于1同时小于等于3,则此脉冲脉宽为2ms。在识别完脉冲宽度后,通过脉冲类型模块,对8ms脉冲、5ms脉冲、2ms脉冲进行分类。待对脉冲类型分完类后,用计数器对8ms脉宽脉冲进行计数,若在1s内,8ms的个数小于等于10,则IRIG-B码为正向输入,直接输出输入的IRIG-B码;若在1s内,8ms的个数小于等于80,IRIG-B码为方向输入,将输入的IRIG-B码反向后再输出。
如图4所示,图4是图1中的识别IRIG-B码的准时延模块。由连续P码模块和码元上升沿模块组成。连续P码模块检测两个连续的脉冲信号,当检测到连续的两个脉冲信号均为8ms时,清空并启动码元计数器,码元计数器每检测到一个脉冲上升沿,则加1;在检测到两个连续8ms脉宽的脉冲时清零。码上升沿模块中的采样脉冲部分,首先产生一个信号P1,在P1和输入IRIG-B码同向;再产生一个信号P2,让P2和P1方向,因为P2滞后P1一个时钟周期;再产生一个脉冲信号P3,在码元计数器为99时,令P3=P1&&P2。则P3为滞后于IRIG-B码两个时钟周期的准时沿。
如图5所示,图5是图1中的识别IRIG-B的信息码模块。IRIG-B的信息码包括时间码和功能码。信息码提供时间信息;功能码提供当前IRIG-B码的状态。首先建立一个100bit的存储空间,在IRIG-B码准实验到来时,对存储空间清零。然后根据IRIG-B吗输入方向中的脉冲类型和识别IRIG-B码的准实验模块中的码元计数器依次对存储空间赋值。8ms脉宽脉冲赋值1'bz;5ms脉宽脉冲赋值1'b1;2ms脉宽脉冲赋值1'b0。在下一个准时沿到来前读取存储空间里的值,按照IRIG-B码的定义,读取出时间码信息和功能码信息。
如图6所示,图6是图1中的秒脉冲模块。包括计数器和脉宽计数器。在IRIG-B码准时沿后,对计数器清零并对脉宽计时器复位。在脉宽计时器为零前,输出脉冲为高电平,之后为低电平,直到IRIG-B码准时沿到来或者计数器溢出。
如图7所示,图7是图1中的串口报文模块。由UART协议机、协议规约及波特率发生器组成。运行UART协议机需要时钟的支持,根据最大似然原则,本发明中时钟频率为波特率的16倍,波特率发生器就是为了产生此时钟。报文规约部分是将识别IRIG-B码的信息码部分的时间信息按照约定格式进行组织。UART协议机是按照异步通信协议的时序要求,将按照约定格式组织好的时间信息发送出去。
综上,本发明基于高稳晶振滤波补偿技术,采用FPGA芯片强大的逻辑计算功能自动识别IRIG-B码方向,同时依据高稳晶振建立RTC时钟模型,采用滤波补偿技术,从而保证输出的时间准确度高的200ns,完全可以满足电力***设备对时间准确度的要求。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,其特征在于:高稳晶振时钟模块为所有模块提供时钟,并配合时间滤波补偿算法提高时钟精度;通过IRIG-B码方向识别模块识别出IRIG-B码的方向并将其转化为所需的IRIG-B码,为识别IRIG-B码准时延模块提供正向的IRIG-B码;识别IRIG-B码准时沿模块提取出IRIG-B码的准时沿,为识别IRIG-B信息码模块、秒脉冲模块、串口报文模块提供时间戳;识别IRIG-B码信息码模块为串口报文提供时间信息;秒脉冲模块输出秒脉冲,可以为对时设备提供秒脉冲对时服务;串口报文模块输出串口报文,可以为对时设备提供串口对时服务。
2.根据权利要求1所述的一种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,其特征在于:所述时钟模块的频率为100MHz。
3.根据权利要求1或2所述的一种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,其特征在于:100MHz时钟是通过FPGA的PLL锁相环,将外部的20MHz时钟进行倍频产生100MHz时钟,为其他模块提供高稳时钟信号。
4.根据权利要求1所述的一种自动对正/反向IRIG-B码解码方法,其特征在于:IRIG-B码输入方向模块在一秒内对8ms脉冲的进行计数,为其他模块提供所需的IRIG-B码。
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104579336A (zh) * | 2015-01-12 | 2015-04-29 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种产生交流irig-b码装置及方法 |
CN104639309A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-20 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种基于irig-b延时自动补偿的方法及其*** |
CN105388780A (zh) * | 2015-06-10 | 2016-03-09 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种irig-b000码模拟装置 |
CN105553484A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-04 | 广东水利电力职业技术学院 | 一种极性自适应的irig-b码解码方法及解码装置 |
CN105743585A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-07-06 | 山东网聪信息科技有限公司 | 一种光irig-b及ft3码的智能探测接收方法和装置 |
CN105871531A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-17 | 钛能科技股份有限公司 | 一种基于交流定时采样的irig-b时间码元解析方法 |
CN108763141A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-06 | 成都爱斯顿科技有限公司 | 一种irig-b码码元无极性数据处理装置及方法 |
CN109525354A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-26 | 山东山大电力技术股份有限公司 | 一种基于拨码开关控制的串口对时装置及其配置方法 |
CN112492679A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-03-12 | 许继集团有限公司 | 一种利用5g通信终端产生b码对时输出的方法及*** |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09318776A (ja) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 時刻装置 |
CN101493674A (zh) * | 2008-01-24 | 2009-07-29 | 郑州威科姆技术开发有限公司 | B码解调解码方法及其装置 |
CN102915288A (zh) * | 2011-07-31 | 2013-02-06 | 成都天奥电子股份有限公司 | 一种irig-b(dc)码的串口智能解码实现方法 |
CN202978820U (zh) * | 2012-12-05 | 2013-06-05 | 天津光电通信技术有限公司 | Irig-b ac码的自动判相增益器 |
CN103324080A (zh) * | 2012-03-19 | 2013-09-25 | 北京泛华恒兴科技有限公司 | 卫星驯服铷钟卡 |
-
2014
- 2014-01-22 CN CN201410029951.1A patent/CN103760759B/zh active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09318776A (ja) * | 1996-05-24 | 1997-12-12 | Toyo Commun Equip Co Ltd | 時刻装置 |
CN101493674A (zh) * | 2008-01-24 | 2009-07-29 | 郑州威科姆技术开发有限公司 | B码解调解码方法及其装置 |
CN102915288A (zh) * | 2011-07-31 | 2013-02-06 | 成都天奥电子股份有限公司 | 一种irig-b(dc)码的串口智能解码实现方法 |
CN103324080A (zh) * | 2012-03-19 | 2013-09-25 | 北京泛华恒兴科技有限公司 | 卫星驯服铷钟卡 |
CN202978820U (zh) * | 2012-12-05 | 2013-06-05 | 天津光电通信技术有限公司 | Irig-b ac码的自动判相增益器 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
吴杰: "高精度时间同步装置的设计与实现", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 工程科技Ⅱ辑》 * |
陈涛,等: "IRIG-B码数字解调技术", 《光学精密工程》 * |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104639309B (zh) * | 2014-12-31 | 2018-07-06 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种基于irig-b延时自动补偿的方法及其*** |
CN104639309A (zh) * | 2014-12-31 | 2015-05-20 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种基于irig-b延时自动补偿的方法及其*** |
CN104579336A (zh) * | 2015-01-12 | 2015-04-29 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种产生交流irig-b码装置及方法 |
CN105388780A (zh) * | 2015-06-10 | 2016-03-09 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种irig-b000码模拟装置 |
CN105388780B (zh) * | 2015-06-10 | 2019-02-26 | 南京大全自动化科技有限公司 | 一种irig-b000码模拟装置 |
CN105553484B (zh) * | 2016-01-15 | 2019-02-19 | 广东水利电力职业技术学院 | 一种极性自适应的irig-b码解码方法及解码装置 |
CN105553484A (zh) * | 2016-01-15 | 2016-05-04 | 广东水利电力职业技术学院 | 一种极性自适应的irig-b码解码方法及解码装置 |
CN105743585B (zh) * | 2016-01-25 | 2018-03-20 | 山东网聪信息科技有限公司 | 一种光irig‑b及ft3码的智能探测接收方法和装置 |
CN105743585A (zh) * | 2016-01-25 | 2016-07-06 | 山东网聪信息科技有限公司 | 一种光irig-b及ft3码的智能探测接收方法和装置 |
CN105871531A (zh) * | 2016-04-01 | 2016-08-17 | 钛能科技股份有限公司 | 一种基于交流定时采样的irig-b时间码元解析方法 |
CN108763141A (zh) * | 2018-06-05 | 2018-11-06 | 成都爱斯顿科技有限公司 | 一种irig-b码码元无极性数据处理装置及方法 |
CN109525354A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-03-26 | 山东山大电力技术股份有限公司 | 一种基于拨码开关控制的串口对时装置及其配置方法 |
CN112492679A (zh) * | 2020-10-23 | 2021-03-12 | 许继集团有限公司 | 一种利用5g通信终端产生b码对时输出的方法及*** |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103760759B (zh) | 2017-05-10 |
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