K806用户手册.docx

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K806用户手册

一、概述

K806卫星同步时钟是我公司开发研制的应用GPS技术授时的标准时间显示和发送的装置，该装置以美国全球定位系统（GLOBALPOSITIONINGSYSTEM,缩写为GPS）为时间基准，可以同时跟踪12颗卫星，对时精度达0.1μS。

该装置采用SMT表面贴装技术生产，以高速芯片进行控制，无硬盘和风扇设计，精度高、稳定性好、功能强、无积累误差、不受地域气候等环境条件限制、性价比高、操作简单、全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守。

装置有标准RS232、RS422/485、脉冲、IRIG-B、DCF77、NTP/SNTP网络对时等接口形式，可以适应各种不同设备的对时需要，广泛应用于电力、金融、通信、交通、广电、安防、石化、冶金、水利、国防、医疗、教育、政府机关、IT等领域。

二、安全须知

1．使用本装置之前，请您仔细阅读用户手册和装置随带的其它用户说明。

2．非专业人员请勿随意打开机箱，不能改动任何跳线设置，以免影响装置正常工作。

3．避免金属线头（丝）或其它金属物落入机箱内，以防止短路或其它故障的发生。

4．装置运行过程中，非专业人员不可随意按动装置前面板的按键。

5．装置使用之前，请将装置后面板上的接地端可靠接地。

6．在接电源之前，请确认装置后面板和用户手册上的电源要求，按要求接入电源。

7．在脉冲空接点上所加的电压、电流应满足接点要求，接点容量见具体接点说明。

8．不同类型的对时信号输出的信号电压、电流幅值不同，在将信号接入被对时设备前请确认所接对时信号类型是否正确，以免损坏被对时设备接口。

三、装置的特点

1．时间精度高，脉冲、IRIG-B、DCF77信号小于1μS，串行口时间信息可达10μS。

2．双CPU同时工作，32位CPU双核处理器，性能极大提高。

3．支持单星授时模式，适用于收星效果不佳的情况，有屋顶和贴窗天线可供选择。

（订货时须说明）

4．自保持能力强，装置收不到卫星信号后，自保持能力优于0.6μS/min。

5．支持电源中断、GPS失歩干接点信号告警（订货时须说明）。

6．机箱经防磁处理，抗干扰能力强。

7．高品质的工业级元件，高水准的电气设计，高密度集成的电路结构，使装置拥有优异的电气隔离和电磁屏蔽表现，整机无可调节器件，极大提高了装置抗干扰性能与可靠性保障。

8．采用高性能、宽范围开关电源，工作稳定。

9．GPS接收天线重点考虑了防雷设计、稳定性设计、抗干扰设计，信号接收可靠性高，不受地域条件和环境的限制。

10．脉冲、串口信号输出可编程，按键设置,操作方便。

11．装置的所有输出信号均经隔离输出，抗干扰能力强。

12．装置具有多种串行信息输出与交互方式，以满足不同用户的需求。

13．装置可通过数码管在线显示当前收星个数，直观反映装置的同步状况。

14．架装式结构，1U、19”标准机箱,安装方便。

四、装置的基本原理

K806卫星同步时钟的原理框图如图1所示：

图1K806原理框图

1．GPS信号接收器：

该接收器用于接收GPS卫星发送的协调世界时（UTC）信号作为外部时间基准信号。

输出时间精度为0.1μS的1PPS（即1PulsePerSecond）脉冲，并通过RS232串行口输出国际标准时间、日期和接收单元所处地理位置（经纬度）等信息。

2．脉冲电路：

通过前面板编程输出秒（1PPS，即1PulsePerSecond）、分钟（1PPM，即1PulsePerMinute）、小时（1PPH，即1PulsePerHour）等可控制的同步脉冲信号。

脉冲可以是光电隔离的有源TTL电平、422电平或者是静态空接点形式输出。

3．中心处理单元：

对整个系统进行监控，处理。

4．数码管显示与键盘控制：

通过前面板显示时间信息及其它状态信息，通过键盘接口进行人机交互、定值整定。

5．RS-232/422/485接口：

输出可设定的当地时间、日期等信息，波特率可选。

6．IRIG-B生成及输出接口：

生成并输出IRIG-B（AC）、IRIG-B（TTL）、IRIG-B（422）、IRIG-B（232）信号。

7．DCF77生成及输出接口：

输出有源或无源DCF77信号。

8．网络对时接口：

以RJ45口形式输出NTP/SNTP网络对时信号。

五、装置的结构

1．装置的外形图（图2）

图2K806外形图

2．装置的前面板（图3）

图3K806前面板示意图

◆电源指示：

装置接通电源时，“电源”指示灯亮，否则“电源”指示灯灭。

◆秒脉冲指示：

装置上电后，LED显示器显示未经同步的时间信息，“秒脉冲”指示灯开始闪烁。

几分钟后，装置通过接收GPS卫星信号计算出自己所处的位置，此后显示器显示标准北京时间，装置进入正常运行状态。

只要GPS接收模块工作，无论是否同步，“秒脉冲”指示灯都会闪烁。

◆锁定指示：

装置上电后，LED显示器显示未经同步的时间信息，“锁定”指示灯闪烁，装置得到良好同步后，“锁定”指示灯常亮。

如果在运行中装置失去同步，则“锁定”指示灯闪烁。

◆LED数码管：

显示当前时间，在通过前面板按键对装置操作时，显示设置状态。

◆按键：

有“菜单”、“移位”、“确认”3个按键，其使用方法详见“操作说明”。

3．装置的后面板（图4）

根据对时信号输出接口配置，装置分为A、B、C、D、E、F型，另外可根据用户要求特殊定制。

装置后面板如下图所示：

K806A型装置后面板

K806B型装置后面板

K806C型装置后面板

K806D型装置后面板

K806E型装置后面板

K806F型装置后面板

图4K806后面板示意图

◆电源开关：

控制本装置电源的开与关。

◆电源输入：

A型、C型、D型电源输入为三相插座；B型、E型、F型电源输入为三芯端子排，前两个端子为电源输入部分。

使用时请按要求接入220V或110V电源，交、直流均可，接直流时请注意正负，三相插座左下角管脚为正极，右下角管脚为负极，上面管脚为接地端。

出厂默认220V电源。

◆接地端子：

标注接地符号的端子为接地端子，使用时请可靠接地。

◆保险丝座：

内装1A保险丝管。

更换时必须确保从电源输入端断开电源!

◆天线端子：

接GPS天线。

◆脉冲输出端子排：

输出方式为静态空接点或TTL电平方式,每两个接点为一对输出端子。

图5TTL电平输出内部结构图

标有“+-”的两个接点为TTL电平脉冲输出端子，“+”端为信号线，“-”端为地线，选用高速光耦实现电隔离，实际电路如图5所示。

标有“”的两个接点为空接点脉冲输出端子,空接点内部电路如图6所示，当脉冲到来时,光电耦合器的输出三极管导通。

图6空接点内部电路图

脉冲每四对为一组，如装置后面板（图4）所示，分别以“脉冲Ⅰ”、“脉冲Ⅱ”表示，通过按键可以对这两组脉冲分别进行设定为时脉冲PPH、分脉冲PPM、秒脉冲PPS。

（详见“操作说明”）

◆IRIG-B输出端子排：

输出IRIG-B（TTL）信号，由右向左,每两个接点为一对输出端子，“+”端为信号线，“-”端为地线。

◆DCF77输出端子排：

输出DCF77信号，由左向右,每三个接点为一对输出端子,第16个接点无效。

“G”端为地线，“V1-5”端为信号线，“V+”端为电源线。

◆串口：

RS232口和RS422/485口，详见后述“装置的串行输出接口”说明。

◆网络对时口：

装置以接收到的GPS信息（串口+1PPS）为时间源，通过NTP/SNTP协议同步网络中的所有计算机、路由器、交换机、智能控制器等设备,实现网络授时。

大部分操作系统都自带NTP服务，只需做一下设置即可。

我公司也提供NTP客户端软件，安装运行也可实现同步。

（图7）

图7NTP网络授时示意图

基于NTP/SNTP协议的GPS装置网络对时部分详细介绍请参考《K806卫星同步时钟-C型、D型用户手册》。

4．信号输出配置：

A型：

2路RS232串行信号，2路RS422/485串行信号，1路TTL脉冲信号（信号可编程输出1PPS、1PPM、1PPH，受脉冲Ⅰ控制）。

B型：

2路RS232串行信号，2路RS422/485串行信号，1路TTL脉冲信号，7路空接点脉冲信号。

C型：

2路RS232串行信号，2路RS422/485串行信号，1路NTP/SNTP网络对时信号。

D型：

1路RS232串行信号，1路RS422/485串行信号，2路NTP/SNTP网络对时信号。

E型：

2路RS232串行信号，2路RS422/485串行信号，1路TTL脉冲信号，3路空接点脉冲信号，4路IRIG-B（TTL）信号。

（如需IRIG-B（422）信号码或IRIG-B（AC）信号码，订货时须说明。

）

F型：

2路RS232串行信号，2路RS422/485串行信号，5路DCF77信号。

六、装置的技术指标

1．运行条件

1）装置环境条件

工作温度：

-20℃～+70℃；

贮存温度：

-40℃～+85℃；

湿度：

<95%。

2）电源

交流供电：

220V±20%或110V±20%，47Hz～63Hz；

直流供电：

220V±20%或110V±20%。

（缺省为220V交直流供电，如需110V交直流供电，订货时须说明。

）

3）抗干扰

在雷击过电压、一次回路操作、开关场故障、二次回路操作及其它强干扰作用下，装置不误动作。

装置快速瞬变干扰试验、高频干扰试验、辐射电磁场干扰试验、冲击电压试验和绝缘试验符合标准GB/T13926-1992（工业过程测量和控制装置的电磁兼容性），并达到Ⅲ级及以上标准。

2．技术参数

1）GPS接收天线

天线环境要求：

工作温度：

-45℃～85℃；

贮存温度：

-50℃～90℃；

湿度：

100%，结露；

体积：

φ96×126mm。

2）GPS接收器

接收频率：

1575.42MHz（L1信号）。

接收灵敏度：

捕获〈-130dBm，跟踪〈-133dBm。

同时跟踪：

正常状态下可同时跟踪8～12颗GPS卫星；

装置冷起动时不小于4颗卫星；

装置热起动时不小于1颗卫星。

捕获时间：

装置冷起动时小于5min，装置热起动时小于1min。

内部电池：

电池类型：

锂电池；

电池寿命：

≮25000h。

3）功耗：

≤15W。

4）平均无故障间隔时间（MTBF）≥70000小时；平均维修时间（MTTR）：

一般不大于30分，使用寿命不少于10年。

正常使用条件下无须维护。

5）输出时间与协调世界时（UTC）时间同步准确度：

≤0.1μS。

6）时间同步信号电接口

1PPS脉冲信号：

（TTL电平）准时沿：

下降沿，下降时间≤10nS；

下降沿的时间准确度≤0.1μS；

脉冲宽度：

200mS；

（空接点）准时沿：

下降沿，下降时间≤150nS；

下降沿的时间准确度≤1μS；

脉冲宽度：

200mS；

1PPM脉冲信号：

（TTL电平）准时沿：

下降沿，下降时间≤10nS；

下降沿的时间准确度≤0.1μS；

脉冲宽度：

200mS；

（空接点）准时沿：

下降沿，下降时间≤150nS；

下降沿的时间准确度≤3μS；

脉冲宽度：

200mS；

1PPH脉冲信号：

（TTL电平）准时沿：

下降沿，下降时间≤10nS；

下降沿的时间准确度≤0.1μS；

脉冲宽度：

200mS；

（空接点）准时沿：

下降沿，下降时间≤150nS；

下降沿的时间准确度≤3μS；

脉冲宽度：

200mS；

空接点脉冲输出端口允许外接电压：

VCE<30V；允许电流：

ICE<50mA。

如选用耐压300V时，订货时须说明。

脉冲信号如须上升沿有效，订货时须说明。

时间报文

信息格式、波特率见后述“装置的串行输出接口”说明。

报文发送时间方式：

每秒输出一次（帧）。

串行数据通道接口RS-232/RS-485：

接口RS-232电气特性符合GB/T6107-2000（ITU-T建议V.28）；

接口RS-422电气特性符合GB-11014-90（CCITT建议V.11）；

接口RS-485电气特性符合EIA/485（CCITT建议V.28）。

准确度：

≤10μS（波特率为9600时）。

IRIG-B（AC）调制信号接口

载波频率：

1kHz；

信号幅值峰-峰值：

高：

3～12V可调，低：

符合3：

1调制比要求；

输出阻抗：

600欧姆，变压器隔离输出。

同步准确度：

≤12μS。

IRIG-B（DC）直流偏置信号接口

每秒1帧，包含100个码元，每个码元10mS。

脉冲宽度编码，2mS宽度表示二进制0、分隔标志或未编码位，5mS宽度表示二进制1，8mS宽度表示整100mS基准标志。

秒准时沿：

连续两个8mS宽度基准标志脉冲的第二个脉冲的前沿，上升沿。

帧结构：

起始标志、秒（个位）、分隔标志、秒（十位）、基准标志、分（个位）、分隔标、分（十位）、基准标志、时（个位）、分隔标志、时（十位）、基准标志、自当年元旦开始的天（个位）、分隔标志、天（十位）、基准标志、天（百位）（前面各数均为BCD码）、7个控制码（在特殊使用场合定义）、自当天0时整开始的秒数（为纯二进制整数）、结束标志。

根据TEEEStd1344-1995规定，在IRIG-BP50-P58位增加了年份。

准时上升沿的时间准确度≤1μS。

网络对时

支持协议：

NTP，SNTP，ARP,UDP,TCP,Telent,ICMP,SNMP,DHCP和TFTP；

网络接口：

10/100M自适应以太网接口，RJ－45；

吞吐量：

满足每秒2400次时间请求；

授时记录：

保存最新300条；

时间准确度：

每秒NTP请求量

时间标识精度

可处理用户终端请求量

0～1200

1～10ms

48,000

1200～2400

10～100ms

96,000

DCF77信号

德国校准讯号（简称DCF77）：

由Physikalisch-TechnischeBundesanstalt运营，从法兰克福的东南部发射。

载波频率为77.5千赫，时间信息编码采用脉宽调制方式。

输出准确度：

≤1μS。

7）重量：

2.8kg。

8）外形尺寸：

本装置为架装式结构，高度1U、宽度19”标准机箱,外形尺寸如图8所示：

图8K806外形尺寸图

七、装置的安装及操作说明

1．天线的安装

K806卫星同步时钟配有一条易于安装的天线。

如图9所示，有源天线头封装在塑料圆盘内，天线长度有30米、50米、80米、100米几种规格，如100米天线仍不能满足长度要求，可选配GPS信号转发器GPS-W1（详见转发器GPS-Z1用户手册）。

装置的天线标准配置为30米。

图9K806天线外形图

天线头要安装在室外，安装位置应视野开阔，尽可能安装在屋顶，原则上是顺着天线头往上看能够看到360°的天空。

天线电缆铺设转弯半径不易过小，天线电缆长度是根据天线增益严格设计，不得剪断、延长、缩短或加装接头，否则将严重影响接收效果甚至收不到信号。

天线应尽量避开山坡、树林、高层建筑物、铁塔、高压输电线等对天线波束的阻挡。

天线主波束方向上应有足够的视界，天线正前方应有尽可能宽的视角。

一般要求以天线基点为参考，对障碍物最高点所成的夹角小于10度。

天线的架设位置应避开风口，以减小天线的风载。

在多雷雨地区，天线的架设位置应避开雷击多发地点，天线头应放在现场避雷针避雷范围内。

天线安装在屋顶时，只要视野足够，高出屋面距离越小越好。

同时，天线应尽量安装专用防雷器，在雷雨季节到来之前必须仔细检查避雷接地系统是否良好（避雷设备为选配器件）。

图10给出了建议和非建议的天线安装示意图。

图10K806天线安装示意图

2．装置的安装位置

装置应尽量安装在靠近使用时钟信号的装置处，在多个装置使用时钟信号时，原则上装置的安装位置应尽量减少对时线缆的长度。

同时，为了减少天线线缆的长度，以保证接收到的GPS卫星信号具有一定的强度，可使装置安装在靠近天线从建筑物中引出的地方，用线缆把对时信号送到需要同步信号的装置处。

3．装置的上电运行

接好天线、电源及对时信号线缆后，即可将装置投入运行。

打开后面板上的电源开关，LED显示器显示未经同步的时间信息，“电源”指示灯亮，“秒脉冲”指示灯闪烁，“锁定”指示灯闪烁。

装置在新的位置安装好，上电后需要几分钟的时间进行初始化，即根据接收到的GPS卫星信号计算出装置所处的地理位置，对输出时间进行校正。

装置收到不少于四颗有效GPS卫星后，“锁定”指示灯常亮，装置同步，LED显示标准北京时间。

装置初始化后，只要不移动位置，如断电再上电后，仅需较短时间即可同步。

4．操作说明

前面板有“菜单”、“移位”、“确认”3个按键，开机后,如果需要改变装置工作状态，可通过操作这3个按键进行。

1）装置在运行状态下，按一下“确认”键，会显示当前日期，两秒后自动退出。

2）装置在运行状态下，同时按下“菜单”键和“确认”键，进入设置菜单。

设置完成后按“确认”键确定，会显示“good”,表示设置值已存入EEPROM（非挥发存储器）中。

左起第1位数码管显示为菜单值，装置进入设置状态，并指向菜单1。

当再次按动“菜单”键时，菜单值递增1。

当菜单值分别：

A．为1时：

串口通信波特率的设置。

按动“移位”键可在“1200”、“2400”、“4800”、“9600”之间选择，设置完成后，按“确认”键存储，两秒后自动退出菜单。

F型装置串口通信波特率必须设置为“9600”，DCF77信号才能正确输出。

B．为2时：

设置后面板脉冲输出端子排“脉冲Ⅰ”输出端子的脉冲类型（时脉冲、分脉冲、秒脉冲、事件等）。

按动“移位”键，将“脉冲Ⅰ”依次循环设置为每1小时（LED显示2P1----）、1分钟（LED显示2P--1--）、1秒钟（LED显示2P----1）、某一特定时间（LED显示2182530）输出一个脉冲（本款装置不支持事件输出，设置时按动“移位”键跳过即可），按“确认”键存储，两秒后自动退出菜单。

C．为3时：

设置后面板脉冲输出端子排“脉冲Ⅱ”输出端子的脉冲类型（时脉冲、分脉冲、秒脉冲、事件等）。

设置方法与“菜单2”的设置相同。

D．为4时：

设置串行口发送的时间是否加1秒发送。

按“移位”键循环设置“0”、“1”。

“0”为不加，“1”为加1秒。

设置完成后，按“确认”键存储，两秒后自动退出菜单。

E．菜单的最后一项显示装置接收到的有效卫星个数。

如装置目前接收到4颗有效卫星，LED显示：

PLANE04。

装置在两秒后自动退出菜单。

如需设置几个或全部菜单项，可在菜单项都设置完成后，最后按“确认”键存储，装置在两秒后自动退出菜单。

5．装置的串行输出接口

装置共有两个RS232口、两个RS422/485口，串口的波特率、信息格式相同（如果用户需要两组波特率、信息格式不同的串口，需订货时说明）。

1）通讯波特率:

1200、2400、4800、9600可选，见上节操作说明。

2）数据格式:

信息位8位，一位起始位，一位停止位，异或非校验，校验帧头之后校验字节之前的时间数据,ASCⅡ码。

3）信息格式:

每秒发送一次，格式为:

＜Ｓ＞＜Ｔ＞DDDDDDDDDDDDDDD＜Ａ＞

↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑↑

桢桢时时分分秒秒日日月月年年年年校标

头头十个十个十个十个十个千百十个验准

位位位位位位位位位位位位位位字时

节结

束

其中，与秒脉冲（PPS）的前沿对齐。

例如:

现在是2002年6月13号18点45分36秒，则发送信息格式为:

ST18453613062002A。

如果装置刚上电或装置失去同步,则装置的信息格式里将不出现<Ｓ>码,即以<Ｔ>为桢头的格式表示输出的信息未经同步,以<Ｓ><Ｔ>为桢头的格式表示输出的信息为同步后的标准时间。

4）串行输出接口引脚如图11所示：

RS-232C接口RS-422/485接口

图11K806串行输出接口

八、装置的故障与维修

1．打开装置的电源开关，若LED无显示、“电源”指示灯不亮，请检查电源输入、保险丝是否正常。

2．运行中若装置显示异常不能自动复位，可关机重开机。

3．开机超过半个小时后，仍接收不到GPS信号，请检查天线安装是否有不妥之处。

4．运行中如果“锁定”指示灯连续长时间闪烁，表明装置失去同步，请检查天线安装情况是否良好。

以上问题经过检查后，如果仍然不能解决，请与锐呈公司联系。

九、订货指南

1．提供设备的工作电源。

2．提供对时信号输出接口配置（即A、B、C、D、E、F型）。

3．提供脉冲对时信号的接点耐压值。

4．提供天线的长度。

十、装置附件

GPS天线1条

天线安装支架（包括膨胀螺丝）1套

电源线1条

用户手册1份

保修单1份

合格证1份

保险丝（1A,备用）1个

客户端软件（可选件）1份