GPS卫星同步时钟说明书16K2解析.docx

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GPS卫星同步时钟说明书16K2解析

GPS卫星同步时钟

说

明

书

烟台国芯电子科技有限公司

选型手册

型号

配置说明

机箱结构

TD-2000

2路RS-232串口，2路RS-485串口，天线长30米，智能型

1U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B8

2路RS-232串口，2路RS-485串口，8路IRIG-B码输出，天线长30米，智能型

1U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B16

2路RS-232串口，2路RS-485串口，16路IRIG-B码输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B24

2路RS-232串口，2路RS-485串口，24路IRIG-B码输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B32

2路RS-232串口，2路RS-485串口，32路IRIG-B码输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B40

2路RS-232串口，2路RS-485串口，40路IRIG-B码输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B48

2路RS-232串口，2路RS-485串口，48路IRIG-B码输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000M8

2路RS-232串口，2路RS-485串口，8路脉冲输出，天线长30米，智能型

1U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B8M8

2路RS-232串口，2路RS-485串口，8路IRIG-B码输出，8路脉冲输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B16M8

2路RS-232串口，2路RS-485串口，16路IRIG-B码输出，8路脉冲输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B16M16

2路RS-232串口，2路RS-485串口，16路IRIG-B码输出，16路脉冲输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B24M16

2路RS-232串口，2路RS-485串口，24路IRIG-B码输出，16路脉冲输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

TG-2000B24M24

2路RS-232串口，2路RS-485串口，24路IRIG-B码输出，24路脉冲输出，天线长30米，智能型

2U19〞上架式优质铝合金机箱

一．简介

TD系列GPS卫星同步时钟系选用美国专业公司制造的GPS卫星信号接收机，经二次开发研制的高科技产品。

产品广泛应用于电力、民航、铁路、交通调度、数字电视、实时通信网络等需要授时或校时领域。

因采用卫星星载原子钟作为时间标准，无累积误差，所以是当今世界首选的高精度对时设备（相当于原子钟）。

系统采用12通道高品质GPS接收机，具有并行跟踪12颗卫星的能力，一旦初始化完成，即使锁定一颗卫星也能实现授时功能，因此系统具有强大的抗干扰能力。

产品设计符合《静态继电保护装置及安全自动装置通用技术条件》、《华东电网时间同步系统技术规范》、《广东电网变电站GPS时间同步系统技术规范》及《电力系统的时间同步系统技术规范》。

装置软硬件采用多项抗干扰措施，符合电磁兼容标准。

二．产品主要功能

1．可显示和输出北京时间、协调世界时（UTC）及其它任何时区时、分、秒、毫秒及公历日期年、月、日、星期及天数，同时可变换成夏时制时间。

2．可采用空接点方式、有源方式及差分方式输出可编程秒脉冲（1PPS）、分脉冲（1PPM）及任意时间间隔同步脉冲信号，实现精度极高的同步对时。

3．IRIG-B码输出具有调制、非调制、差分及空接点方式，可与各种进口设备驳接校时。

4．具有失电和不同步两组故障报警输出。

三．产品主要特点

1．人机智能对话，用户可自行设定卫星时钟发送的波特率，自行设定时区，自行选择通讯协议，使用更轻松自如。

2．串口通讯既可广播方式，也可问答方式，并可根据用户要求设定任意时间间隔或定时自动发送。

3．所有接口经光电隔离并含有15KVESD保护，同时内置600W抗雷击抗浪涌保护。

4．LCD液晶视窗可分页显示信息内容，时钟与卫星同步与否用符号标示，未同步时在LCD液晶视窗右下角显示“#”号，同步后变为“﹩”号。

5．交直流两用电源能适合更多的工作现场，而且直流供电能更好地抗干扰、防雷击等。

6．卫星接收系统可冗余配置，提高系统的可靠性及安全性。

四．应用领域及范围

1．为变电站、发电厂内保护或故障录波器等设备对时。

如GE、ABB、SEL、ALSTOM公司的保护，HATHAWAY和莱姆公司BEN5000的故障录波器，惠安公司的自动化装置及西门子设备等提供统一时钟。

2．为电网自动化设备、民航、铁路等交通调度统一时钟。

3．为广播电视系统，实时通信网络系统等授时、校时。

五．主要技术指标

1．工作条件

功耗：

≤7W

环境温度：

-20℃～+55℃

相对湿度：

5％～95％（不结露）

交流供电：

220V±20%47Hz～63Hz

直流供电：

220V±20%

2．主要性能指标

接收频率：

1575.42MHz

接收通道：

12通道并行接收

时间精度：

≤200ns

捕获卫星时间：

初始化典型值小于50秒，重新捕获时间典型值小于20秒。

天线射频灵敏度：

捕获〈-130dBm，跟踪〈-130dBm

脉冲校时精度：

≤1us，双芯普通导线可传输达30米，阻抗250Ω

IRIG-B码校时精度：

≤1us，非调制方式传输可达200米，调制方式传输可达1500米，差分方式传输可达1200米。

串行口负载：

RS-232可带标准负载1个，传输距离小于15米为宜。

RS-422可带标准负载32个，传输距离可达1500米。

RS-485可带标准负载32个，传输距离可达1200米。

六．装置结构

1．外形尺寸

1U19＂上架式机箱长448mm×高45mm×深240mm

2U19＂上架式机箱长448mm×高89mm×深240mm

图1．1U19＂上架式机箱卫星时钟外型尺寸图

图2．2U19＂上架式机箱卫星时钟外型尺寸图

2．装置的前面板及各功能的使用

图3．1U19＂上架式机箱卫星时钟前面板示意图

复位键：

用于人工复位，如时钟出现工作异常，按下该键，片刻后装置将重新运行程序。

显示切换键：

用于翻页显示时间、日期等信息。

3．装置的后面板及各部分的使用

图4．1U19＂上架式机箱卫星时钟后面板示意图

图5．2U19＂上架式机箱卫星时钟后面板示意图

COM串行口：

按照RS-232/422/485标准方式输出，COM1、COM2是RS-232，COM3、COM4是RS-422/485。

RS-232可双向通信，既能发出信息也能接受命令。

使用时严禁带电拔插！

图6．RS-232串口输出示意图图7．RS-422/485串口输出示意图

接线端子：

自左向右每两个接点为一对输出端子，共52对端子。

1-48号端子可选择输出秒脉冲、分脉冲或IRIG-B三种信号，信号可以是空接点方式、有源方式或差分方式。

空接点对时c、e间外接工作电压5-24v（可根据用户要求生产c、e间外接工作电压DC220V的电平对时），允许电流Ice＜30mA，使用时被对时设备应提供直流工作电源，并注意极性不要接反，否则不能对时。

输出的秒脉冲是正脉冲，脉冲的上升沿与北京时间秒的零时刻同步，脉冲宽度500ms（可根据用户要求设定成20-980ms）。

由于脉冲输出采用纯硬件实现，因此可保证时间精度达到500纳秒，脉冲与串口组合对时，精度可达微秒级。

IRIG-B输出按照国际标准制造，可非调制或差分方式输出。

121号端子是失电故障报警接线端子，当设备失电时，输出端子内部闭合接通。

告警信号的电接口类型为继电器空接点，接点耐压<250VDC。

122号端子是卫星时钟不同步故障报警接线端子，当设备接收不到卫星信号时，输出端子内部开路。

告警信号的电接口类型为继电器空接点，接点耐压<250VDC。

图8．脉冲空接点对时示意图　　　　　图9．IRIG-B接线示意图

七．安装调试及操作说明

1．天线的安装

卫星接收天线是一个很小又易于安装的有源天线，它是保证卫星接收机与卫星同步的关键部件，它的架设正确与否直接关系到卫星时钟的性能。

天线安装时必须头朝上，牢固地固定在建筑物顶部；并要求可视天空范围开阔，以确保天线能够收到足够强的卫星信号。

天线安装位置应尽量远离或避开大功率微波及高频天线等信号盲区，减少其通信信号的串扰。

在多雷地区，天线的架设位置应避开雷击多发地带，同时要采取多种避雷措施。

铺设天线馈线时应避开干扰源，按照通讯电缆架设标准要求分管道铺设，严防电缆挤压打结。

天线电缆长度是根据天线增益严格设计的，不得剪断、延长、缩短或加装接头等，否则将严重影响接收效果，甚至收不到信号。

图10．天线安装示意图

2．装置的安装

装置应尽量安装在通风良好，环境干燥，靠近使用时钟信号的设备周围。

位置选定后，根据需要连接好电源线（最好选用直流电源，这样能更好地抗干扰，防雷击）天线、串口线、秒脉冲及IRIG-B连线等。

铺设电缆时所有信号连线必须远离或避开强磁场强电场等干扰区域，以防不能正常通讯对时。

各连线一定要连接牢固，天线BNC接头要旋紧扣住。

3．装置的开通调试

装置安装好后，再次检查核对电缆的连接是否正确，确定正确无误后，打开电源开关，此时LCD液晶先显示WelcomechoosetouseSanXin，然后显示生产厂商电话号码。

最后显示未同步的时钟，见图。

TIME:

08:

28:

38#

图11．LCD显示时间

首次开机需30-60秒初始化，即接收卫星信号，待液晶视窗右下脚“#”号变为“﹩”号时，说明初始化结束，装置已与卫星同步，此时装置显示和输出进入精确计时状态，按动显示切换键，可分页显示日期、星期、卫星数及今天是这一年中的第几天等信息。

DATE:

2004-07-31$

图12．显示日期

WEEK:

Saturday$

图13．显示星期

DAYS:

213$

DAYS:

213$

图14．显示今天是今年的第几天

STAR：

11$

图15．显示卫星数

LATI:

3733N$

　　图16．显示纬度

LONG:

12114E$

　　　　　图17．显示经度

ALTI:

568M$

　　　　图18．显示海拔高度

八．设置卫星时钟串口发送波特率

串口输出8位数据位，1位起始位，1位停止位，无校验，缺省状态波特率是4800BPS。

若要修改卫星时钟的波特率，需借助串口调试软件使卫星时钟与计算机建立正常的通信，然后按下述步骤操作。

1．设置串口波特率为2400BPS

手动发送一次十六进制码BB240D，然后按卫星时钟复位键，让卫星时钟按2400BPS发送信息；同时重新设置串口调试软件，选择2400BPS接收。

2．设置串口波特率为4800BPS

手动发送一次十六进制码BB480D，然后按卫星时钟复位键，让卫星时钟按4800BPS发送信息；同时重新设置串口调试软件，选择4800BPS接收。

3．设置串口波特率为9600BPS

手动发送一次十六进制码BB960D，然后按卫星时钟复位键，让卫星时钟按9600BPS发送信息；同时重新设置串口调试软件，选择9600BPS接收。

4．设置串口波特率为19200BPS

手动发送一次十六进制码BB190D，然后按卫星时钟复位键，让卫星时钟按19200BPS发送信息；同时重新设置串口调试软件，选择19200