一套時(shí)間同步系統(tǒng)靠不靠譜，源頭那塊母鐘是關(guān)鍵。母鐘要是時(shí)間不準(zhǔn)或者跑著跑著出了岔子，下面掛的所有設(shè)備和子鐘都得跟著亂。所以選母鐘的時(shí)候，不能光看能不能收到衛(wèi)星信號(hào)，背后的技術(shù)參數(shù)才是真正決定它能不能穩(wěn)住場(chǎng)子的東西。我們山東唯尚電子有限公司生產(chǎn)的GPS對(duì)時(shí)母鐘，在這些參數(shù)上做得比較實(shí)在，下面一條一條說清楚。

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一、授時(shí)精度

母鐘接收GPS衛(wèi)星信號(hào)后，通過串口、NTP或者脈沖方式對(duì)外輸出時(shí)間。在接收信號(hào)正常的情況下，母鐘輸出的1PPS秒脈沖與GPS衛(wèi)星信號(hào)的同步誤差控制在30納秒以內(nèi)。通過串口輸出的時(shí)間報(bào)文與秒脈沖沿的對(duì)應(yīng)誤差不超過1毫秒。如果用戶需要更高的串口精度，可以選配高精度授時(shí)板卡，誤差可以進(jìn)一步壓縮到10微秒以內(nèi)。

二、衛(wèi)星接收性能

母鐘內(nèi)置多通道GPS接收模塊，通道數(shù)量在32通道以上，可以同時(shí)跟蹤多顆衛(wèi)星。冷啟動(dòng)狀態(tài)下，從開機(jī)到首次定位的時(shí)間不超過50秒。熱啟動(dòng)狀態(tài)下，一般在10秒以內(nèi)就能鎖定衛(wèi)星。衛(wèi)星鎖定后，母鐘前面板會(huì)顯示收星顆數(shù)和信號(hào)強(qiáng)度。在室外開闊環(huán)境下，收星顆數(shù)通常在6到12顆之間。信號(hào)質(zhì)量不夠好時(shí)，母鐘會(huì)繼續(xù)搜星直到達(dá)到穩(wěn)定鎖定狀態(tài)。

三、時(shí)間報(bào)文輸出

母鐘標(biāo)配多路串行接口，包括RS232和RS485兩種類型。串口的波特率可以設(shè)置，常用的是9600。時(shí)間報(bào)文的格式支持多種常見協(xié)議、以及電力行業(yè)常用的IRIG-B碼。用戶可以根據(jù)后端設(shè)備的要求選擇合適的報(bào)文格式。每路串口可以獨(dú)立配置，互不干擾。

四、脈沖信號(hào)輸出

母鐘可以輸出多種類型的脈沖信號(hào)，包括1PPS（每秒一個(gè)脈沖）、1PPM（每分鐘一個(gè)脈沖）、1PPH（每小時(shí)一個(gè)脈沖）。脈沖信號(hào)的上升沿寬度和電平標(biāo)準(zhǔn)都可以根據(jù)用戶設(shè)備的接口要求進(jìn)行調(diào)整。脈沖信號(hào)主要用來校準(zhǔn)那些不支持串口或網(wǎng)絡(luò)對(duì)時(shí)的高精度設(shè)備，比如某些測(cè)試儀器和自動(dòng)化控制器。

五、守時(shí)能力

母鐘內(nèi)部配置了溫補(bǔ)晶振作為守時(shí)單元。當(dāng)GPS衛(wèi)星信號(hào)暫時(shí)丟失，比如天線被遮擋或者周圍有強(qiáng)干擾時(shí)，母鐘依靠?jī)?nèi)部晶振繼續(xù)維持時(shí)間輸出。在24小時(shí)時(shí)間內(nèi)，母鐘的時(shí)間漂移不超過1秒。如果現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境對(duì)守時(shí)要求比較高，比如經(jīng)常出現(xiàn)長(zhǎng)時(shí)間無信號(hào)的情況，可以選配恒溫晶振，恒溫晶振可以把24小時(shí)漂移控制在幾十毫秒以內(nèi)。

六、前面板顯示與操作

母鐘的前面板裝有一塊液晶顯示屏，可以顯示衛(wèi)星收星顆數(shù)、設(shè)備工作狀態(tài)、各輸出接口的運(yùn)行情況。顯示屏帶有背光，光線暗的時(shí)候也能看清楚。操作采用按鍵方式，菜單層級(jí)不多，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)試人員不需要翻說明書就能完成常用的設(shè)置，比如修改串口波特率、手動(dòng)設(shè)定時(shí)間、查看衛(wèi)星狀態(tài)等。

七、告警輸出

母鐘背后配備了繼電器干接點(diǎn)告警接口。當(dāng)出現(xiàn)衛(wèi)星信號(hào)丟失、內(nèi)部晶振異常、電源故障等情況時(shí)，繼電器會(huì)動(dòng)作，向外輸出一個(gè)開關(guān)量信號(hào)。這個(gè)信號(hào)可以接到機(jī)房的聲光報(bào)警器或者監(jiān)控系統(tǒng)上，運(yùn)維人員不用天天盯著母鐘看，出了故障自然會(huì)收到通知。

八、物理接口與安裝

母鐘采用標(biāo)準(zhǔn)1U機(jī)架式機(jī)箱設(shè)計(jì)，寬度19英寸。前面板有顯示和按鍵，所有的輸入輸出接口都在機(jī)箱背面。衛(wèi)星天線接口是標(biāo)準(zhǔn)的SMA母頭，串口接口是DB9或者接線端子，脈沖輸出和告警輸出也是接線端子。電源接口是標(biāo)準(zhǔn)的品字插座或者三芯接線端子，支持交流220伏輸入。整臺(tái)設(shè)備可以直接固定在機(jī)柜里，不占用太多空間。

九、供電與環(huán)境

母鐘的工作電壓范圍是交流180伏到260伏，也可以根據(jù)用戶要求定制直流48伏或者直流24伏供電。整機(jī)功耗在10瓦到15瓦之間，發(fā)熱量不大。工作溫度范圍是零下10攝氏度到正50攝氏度，普通機(jī)房環(huán)境下使用沒有問題。如果需要在室外或者環(huán)境更惡劣的地方使用，可以選配工業(yè)級(jí)寬溫版本，工作溫度范圍可以擴(kuò)展到零下20攝氏度到正70攝氏度。

審核編輯 黃宇