K802信号扩展箱

        K802信号扩展箱（时间同步系统、从时钟、扩展时钟、GPS时钟、B码转换器、B码生成器、电力系统同步时钟）是我公司开发研制的应用B码基准解码接收技术/高稳晶体振荡器守时技术授时的标准时间显示和发送的装置。该装置以IRIG-B（TTL电平或RS422电平）时间码为时间基准,可提供多路对时信号输出。

        K802信号扩展箱选用两路外部B码基准，提供高可靠性、高冗余度的时间基准信号，并采用时间频率测控技术驯服晶振，使守时电路输出的时间同步信号精密同步在GPS/外部B码时间基准上，输出短期和长期稳定度都十分优良的高精度同步信号。

        K802信号扩展箱具有智能状态切换功能，能够智能判别两路外部B码时间基准信号的稳定性和优劣，并提供多种时间基准配置方法。当外部送来的主外部时间基准（B码输入1）异常时，装置自动切换到后备外部时间基准（B码输入2）接收时间基准信号；如果以上基准都不可用时，装置能够自动切换到内部守时状态，继续提供高精度时间信号输出。进入内部守时状态之前，守时电路是经过外部时间基准校准的，秒脉冲前沿精确同步于UTC。

        K802信号扩展箱采用SMT表面贴装技术生产，大规模集成电路设计，以高速芯片进行控制，具有精度高、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、操作简单等特点，全自动智能化运行，免操作维护，适合无人值守。

        K802信号扩展箱采用全模块化结构设计，其输入、输出、电源等均可灵活配置，并具有丰富的各类模块及板卡供选择（特殊需求可提供定制服务），对时信号的种类和数量都可根据需要灵活选择配置。装置有标准RS232、RS422/485、脉冲、IRIG-B、DCF77、PTP、NTP/SNTP协议时间输出等接口形式，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。

装置的特点

1．时间精度高，达100nS。

2．守时精度高。装置内部守时单元采用了时间频率测控技术与智能驯服算法，晶体选用高精度恒温晶体振荡器，使装置守时准确度优于7*10^-9(0.42μS/分钟)，即在外部时间基准异常的情况下，每天时钟走时误差不超过0.6mS。

3．采用双电源冗余供电，并选用高性能、宽范围开关电源，工作稳定可靠，装置电源供电自适应。（按订货技术协议配置，缺省为单电源。）

4．应用B码基准解码接收技术/高稳晶体振荡器守时技术授时，实现多基准冗余授时，能够智能判别外部B码时间基准信号的稳定性和优劣，并提供多种时间基准配置方法。

5．采用测频与“智能学习算法”，使守时电路输出信号与GPS卫星/北斗卫星/IRIG-B时间基准保持精密同步，消除因晶体振荡器老化造成的频偏带来的影响。

6．由于装置输出的1PPS等时间信号是内置振荡器的分频秒信号输出，同步于GPS/北斗系统但并不受GPS/北斗秒脉冲信号跳变带来的影响，相当于UTC时间基准的复现。

7．具有外部时间基准信号时延补偿功能，能够分别独立补偿两路外部时间基准信号（IRIG-B）的传输延时，从而保证了时间基准信号的精度。

8．机箱经防磁处理，抗干扰能力强。

9．装置具有自复位能力，在因干扰造成装置程序出错时，能自动恢复正常工作。

10．装置所有输入、输出信号均电气隔离，抗干扰能力强。

11．装置有电源中断告警、外部“B码输入1”异常告警、外部“B码输入2” 异常告警多路报警（继电器空接点）信号输出，可接入厂（站）内的监控系统，在线监控装置的运行状况。

12．装置前面板有“电源指示”灯、“秒脉冲指示”灯、“B码信号输入1”灯、“B码信号输入2”灯、“B码信号输入1异常”灯、“B码信号输入2异常”灯多种工作状态指示，便于运行值班人员的日常巡视。

13．装置可输出多路脉冲，按要求指定某一特定时间发送一个脉冲（即每天发送一个脉冲），将此脉冲接入自动化测控单元等二次设备，并将贴有时间标签的事件上传电厂/变电站内的监控系统或调度中心，在线检测时钟装置和二次设备的对时状况。

14．装置提供一路可编程的TTL脉冲信号（1PPS/1PPM/1PPH）供时钟的准确度指标测试。

15．装置采用全模块化即插即用结构设计，支持板卡热插拔，配置灵活，维护方便，同时为将来电厂/变电站改造扩建时增加或更改对时信号接口提供了方便。

16．装置不仅实现了板卡全兼容，还提供了丰富的信号接口资源和开放式特殊接口设计平台，兼容能力强。装置可提供多路脉冲信号（1PPS、1PPM、1PPH、事件，空接点、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光）、IRIG-B信号（TTL、422、232、AC、光）、DCF77信号（有源、无源）、时间报文（RS232、RS422/485、光）、PTP、NTP/SNTP网络时间信号，可以满足电厂/变电站内不同设备的对时接口要求。

17．脉冲、串口信号输出可编程，按键设置,操作方便。

18．架装式结构，2U、19”标准机箱,安装方便。

装置的技术指标

1．运行条件

1）装置环境条件

工作温度：-20⁰C～+70⁰C；

贮存温度：-40⁰C～+85⁰C；

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%；

装置电源供电自适应。

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。

        装置静电放电干扰试验、电快速瞬变脉冲群干扰试验、高频干扰试验、辐射电磁场干扰试验、阻尼震荡波干扰试验、浪涌（冲击）干扰试验符合标准GB/T17626-1998（电磁兼容 试验和测量技术）和GB/T15153.1-1998（远动设备及系统 第2部分：工作条件第1篇：电源和电磁兼容），并达到Ⅲ级及以上标准。

2．技术参数

1）输出时间与协调世界时（UTC）时间同步准确度：≤0.1μS。

2）时间保持单元守时精度：时间保持单元晶体振荡器选用OCXO，守时精度优于7*10^-9(0.42μS/min)。

3）功耗：≤20W。

4）平均无故障间隔时间(MTBF)≥150000小时；平均维修时间（MTTR）：一般不大于30分，使用寿命不少于20年。正常使用条件下无须维护。

5）IRIG-B（DC）码信号作为外部时间基准时，时间同步信号技术指标（IRIG-B DC码信号上升沿的时间准确度：≤0.1μS）：

1PPS/PPM/PPH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；

                                                                                         输出阻抗：50Ω；   

                                                  （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；

                                                                                         允许外接电压：300V/DC。

        空接点脉冲输出端口允许电流ICE为50 mA，如需100 mA时，订货时须说明。脉冲信号如需上升沿有效，订货时须说明。

时间报文：   

A．通讯波特率: 1200、2400、4800、9600可选。

B．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。

C．信息格式: 每秒发送一次，格式为:

        ＜Ｓ＞＜Ｔ＞ hh mm ss DD MM YYYY GXX BXX GMTX <P> ＜Ａ＞

      例如:现在是2014年9月29号09点42分01秒，GPS卫星数8颗，北斗卫星数0颗，当前为东8区，则发送信息格式为:ST09420129092014G08B00GMT28h<8Eh>A

      其中，<S>:卫星同步帧头，与秒脉冲（PPS）的前沿对齐，装置卫星锁定则发送字符S，装置卫星失锁则停发字符S，S的ASCII码为53H；<T>:发送时间信息的信息头，T的ASCII码为54H；hh:小时的十位、个位，为0～9的ASCII码（30H～39H）；mm:分钟的十位、个位，为0～9的ASCII码（30H～39H）；ss:秒的十位、个位，为0～9的ASCII码（30H～39H）；DD:日的十位、个位信息，为0～9的ASCII码（30H～39H）；MM:月的十位、个位信息，为0～9的ASCII码（30H～39H）；YYYY:年的千位、百位、十位、个位信息，为0～9的ASCII码（30H～39H）；G:接收GPS卫星数量信息标志,ASCII码为47H；XX:GPS卫星数十位、个位，为0～9的ASCII码（30H～39H）；B:接收北斗卫星系统数量信息标志,ASCII码为42H；XX:北斗卫星数十位、个位，为0～9的ASCII码（30H～39H）；GMT:当前设备所处的时区标志，ASCII码为47H，4DH，54H；X：当前设备所处时区值，以东西十二区交汇为0向东每半时区增加1，数值用十六进制数表示；<P> :校验字节,是小时的十位、个位、分钟的十位、个位……直到时区数值信息逐字节异或后再非运算的结果（即：异或非校验）；A:发送时间信息的信息结尾，ASCII码为41H。

        另外，可根据客户要求订制特殊规约。

D．串行输出接口引脚如图所示：

RS-232C接口                         RS-422/485接口   

图 K802串行输出接口

E． 准确度：≤0.2mS。（如需更高精度要求，可做到10μS，订货时须说明。）

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TEEE Std 1344-1995规定，在IRIG-B P50-P58位增加了年份。

        准时上升沿的时间准确度≤1μS。

DCF77信号：

        德国校准讯号（简称DCF77）：由Physikalisch-Technische Bundesanstalt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。

NTP协议时间：

        支持协议：NTP,SNTP,web,ARP,UDP,TCP,Telnet,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14000次时间请求；

        授时记录：保存最新3000条；

时间准确度：0.2～10mS。

6）重量：4.6kg。

7）外形尺寸：本装置为架装式结构，高度2U、宽度19”标准机箱,具体外形尺寸如图所示：

图 K802外形尺寸图

装置的信号输出板卡

        K802信号扩展箱采用插卡式结构，信号输出接口的数量和种类可通过增加相应的插卡来实现。最多可插7块信号输出卡，任意组合。

        另外，可根据用户需要设计特定的信号输出卡。

关键词：时间同步系统、从时钟、扩展时钟、GPS时钟、B码转换器、B码生成器、电力系统同步时钟