專利名稱：一種時(shí)鐘信號(hào)調(diào)試器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種利用多個(gè)接口，將工業(yè)設(shè)備中的IRIG-B引入計(jì)算機(jī)調(diào)試、 檢測的信號(hào)調(diào)試器，屬于工業(yè)控制領(lǐng)域，尤其涉及一種時(shí)鐘信號(hào)調(diào)試器。
背景技術(shù)：
隨著電子技術(shù)日新月異的發(fā)展，時(shí)間同步得到了越來越重要的應(yīng)用。時(shí)間碼 IRIG-B作為一種重要的時(shí)間同步傳輸?shù)姆绞?，以其?shí)際優(yōu)越性能，成為時(shí)間系統(tǒng) 統(tǒng)設(shè)備首選的標(biāo)準(zhǔn)碼型，廣泛的應(yīng)用到電信、電力、軍事等重要行業(yè)或部門。IRIG-B 碼信號(hào)的性能直接影響各種自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行，任何誤差都有可能導(dǎo)致數(shù)據(jù)統(tǒng) 計(jì)的錯(cuò)誤，并造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。IRIG-B碼的現(xiàn)場調(diào)試與檢修測試工作顯得尤 為重要。IRIG-B碼的調(diào)試需要將IRIG-B碼的捕獲和發(fā)生融合，并實(shí)現(xiàn)人機(jī)友好交 互。目前IRIG-B碼的調(diào)試及測試由生產(chǎn)廠商的專業(yè)人士完成，而且工作量較大， 需要人員參與運(yùn)算及判斷。在設(shè)備安裝及定期檢測工作中往往無法實(shí)現(xiàn)調(diào)試。
經(jīng)文獻(xiàn)檢索申請?zhí)?00620086045.6的實(shí)用新型專利"GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘時(shí)間 信號(hào)B碼發(fā)生裝置"，該實(shí)用新型提供一種GPS衛(wèi)星同步時(shí)鐘時(shí)間信號(hào)B碼發(fā) 生裝置，其特征在于增設(shè)基本碼元電路、單片機(jī)、碼元組合電路和碼元輸出電路， 其中基本碼元電路包括計(jì)數(shù)器和分頻器，晶振電路的輸出端接計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器經(jīng)分 頻器接碼元組合電路的輸入端，單片機(jī)的輸入端接時(shí)間報(bào)文信號(hào)和秒脈沖信號(hào)，其 輸出端與碼元組合電路的輸出端一同接入碼元輸出電路。該裝置利用高精度晶振， 通過分頻器CD4017進(jìn)行分頻，產(chǎn)生毫秒脈沖，再經(jīng)單片機(jī)將時(shí)間報(bào)文中包含的時(shí) 間進(jìn)行分解，按照秒、分、時(shí)、日、月、年的順序，把時(shí)間按照BCD碼的形式由 低位到高位通過P1 口發(fā)出，再利用與門電路將基本碼元與控制碼元組合輸出B碼。 申請?zhí)枮?00810102107.1的發(fā)明專利"單片機(jī)系統(tǒng)接收IRIG-B碼對(duì)時(shí)信號(hào)的實(shí)現(xiàn) 方法"，該發(fā)明公開了通過單片機(jī)UART接口接收IRIG-B碼對(duì)時(shí)信號(hào)的實(shí)現(xiàn)方法。 利用RS485芯片和單片機(jī)的一個(gè)UART 口即能完成對(duì)時(shí)功能。方法中將IRIG-B
3碼信號(hào)看作為串行異步通訊報(bào)文(報(bào)文波特率為1000bps，報(bào)文格式為1個(gè)起始位、 8位數(shù)據(jù)位、l個(gè)停止位、無校驗(yàn))。通過RS485芯片將IRIG-B碼電平信號(hào)轉(zhuǎn)換成 為TTL電平信號(hào)，將該信號(hào)接至單片機(jī)的UART接口，然后對(duì)通訊中斷接收到的 數(shù)據(jù)進(jìn)行軟件譯碼完成對(duì)時(shí)功能。這兩個(gè)專利分別公開了 IRIG-B的接收和發(fā)生方 法，而對(duì)如何實(shí)現(xiàn)IRIG-B碼的調(diào)試并沒有產(chǎn)生，而且目前國內(nèi)外無相關(guān)文獻(xiàn)介紹 及產(chǎn)品出現(xiàn)。
當(dāng)前國內(nèi)外電力、通信及其他行業(yè)對(duì)時(shí)間信號(hào)的需求日益增多，而應(yīng)用IRIG-B 碼的時(shí)間系統(tǒng)設(shè)備應(yīng)用也逐漸增加，對(duì)IRIG-B碼信號(hào)的性能要求越來越嚴(yán)格。但 各時(shí)間系統(tǒng)設(shè)備的IRIG-B碼性能良莠不齊，直接影響自動(dòng)化設(shè)備的正常運(yùn)行及數(shù) 據(jù)記錄；同時(shí)設(shè)備正常檢修時(shí)也需要對(duì)IRIG-B碼進(jìn)行性能測試。計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛 速發(fā)展和日益普及，采用計(jì)算機(jī)的工業(yè)調(diào)試已經(jīng)成為發(fā)展趨勢。因此，時(shí)間系統(tǒng)設(shè) 備應(yīng)用行業(yè)對(duì)更先進(jìn)、更可靠、更友好的IRIG-B碼調(diào)試器的需求日益迫切。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種先進(jìn)可靠 的時(shí)鐘信號(hào)調(diào)試器。
本實(shí)用新型的目的可以通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn) 一種時(shí)鐘信號(hào)調(diào)試器，其特 征在于，該調(diào)試器包括TCXO振蕩器、IRIG-B碼捕獲模塊、IRIG-B碼發(fā)生模塊、 協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與接口模塊，所述的TCXO振蕩器分別與IRIG-B碼捕獲模塊、IRIG-B 碼發(fā)生模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別與IRIG-B碼捕獲模塊、 IRIG-B碼發(fā)生模塊與接口模塊連接。
所述的接口模塊包括串口接口、網(wǎng)絡(luò)接口與USB接口。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)包括
(1) 實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)裝置的IRIG-B碼捕獲和發(fā)生測試功能，擴(kuò)展系統(tǒng)的應(yīng)用范
圍；
(2) 利用獨(dú)特的IRIG-B碼捕獲技術(shù)，提高時(shí)間信息的同步性；
(3) 利用補(bǔ)償技術(shù)提高IRIG-B碼的同步性；
(4) 實(shí)現(xiàn)IRIG-B碼調(diào)試器與計(jì)算機(jī)的多重接口；
(5) 擁有友好的人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)簡單調(diào)試。

圖1是本實(shí)用新型一種時(shí)鐘信號(hào)調(diào)試器的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明。
IRIG (Inter-Range Instrumention Group)是耙場間測量組的縮寫，它是美國耙 場司令委員會(huì)(RCC。 Range Commanders Council)的下屬機(jī)構(gòu)。IRIG的職責(zé)有負(fù) 責(zé)耙場間的信息交換、制定標(biāo)準(zhǔn)等。
IRIG-B為IRIG委員會(huì)的B標(biāo)準(zhǔn)，是專為時(shí)鐘的傳輸制定的時(shí)鐘碼。國外進(jìn)口 裝置時(shí)常使用該信號(hào)輸入方式。每秒輸出一幀按秒、分、時(shí)、日期的順序排列的時(shí) 間信息。IRIG-B信號(hào)有直流偏置(TTL)電平、lKHz正弦調(diào)制信號(hào)、RS422電平 方式、RS232電平方式四種形式。
TCXO (Temperature Compensated Crystal Oscillators )溫補(bǔ)振蕩器。
如圖1所示，為時(shí)間信號(hào)調(diào)試器的結(jié)構(gòu)示意圖，所述的IRIG-B碼時(shí)鐘信號(hào)調(diào) 試器，包括IRIG-B碼捕獲模塊1、 IRIG-B碼發(fā)生模塊2、 TCXO振蕩器3、協(xié)議 轉(zhuǎn)換模塊4和接口模塊5， IRIG-B碼捕獲模塊1及IRIG-B碼發(fā)生模塊2分別與外 部設(shè)備相連，另一端與協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊4相連，協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊4另一端與接口模塊相 連5，接口模塊5與計(jì)算機(jī)相連，TCXO振蕩器3同時(shí)與IRIG-B碼捕獲模塊1 、IRIG-B 碼發(fā)生模塊2和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊4相連。
設(shè)備工作時(shí)，可實(shí)現(xiàn)IRIG-B碼的發(fā)生與捕獲功能調(diào)試。調(diào)試時(shí)間設(shè)備IRIG-B 碼信號(hào)輸出信號(hào)性能時(shí)，計(jì)算機(jī)與接口模塊5相連，通過計(jì)算機(jī)設(shè)置為捕獲測試狀 態(tài)并選擇接口模式，時(shí)設(shè)備的IRIG-B碼捕獲模塊1與該時(shí)間設(shè)備相連，IRIG-B碼 捕獲模塊1利用TCXO振蕩器3提供穩(wěn)定的計(jì)數(shù)基準(zhǔn)解讀IRIG-B碼，獲取的時(shí)間 信息經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊4轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)接口協(xié)議并通過接口模塊5送入計(jì)算機(jī)顯示 捕獲的信息，通過與時(shí)間設(shè)備比對(duì)后完成測試。
當(dāng)測試時(shí)間設(shè)備的IRIG-B碼捕獲功能時(shí)，計(jì)算機(jī)與接口模塊5相連，通過計(jì) 算機(jī)設(shè)置為發(fā)生測試狀態(tài)并選擇接口模式，設(shè)置的時(shí)間信息經(jīng)過接口模塊5送入?yún)f(xié) 議轉(zhuǎn)換模塊4， IRIG-B碼發(fā)生模塊2與該時(shí)間設(shè)備相連，IRIG-B碼發(fā)生模塊則根 據(jù)預(yù)先設(shè)置的時(shí)間信息，利用TCXO振蕩器3提供穩(wěn)定的計(jì)數(shù)基準(zhǔn)完成IRIG-B碼 的編碼及產(chǎn)生，并送入時(shí)間設(shè)備，通過比較計(jì)算機(jī)預(yù)設(shè)信息及時(shí)間設(shè)備的捕獲信息可完成時(shí)間設(shè)備的捕獲功能測試。
IRIG-B碼捕獲模塊1和IRIG-B碼發(fā)生模塊2實(shí)現(xiàn)硬件分開，同時(shí)利用軟件補(bǔ) 償計(jì)數(shù)提高IRIG-B碼信號(hào)的同步性，同步精度可保持在1微秒以內(nèi)。
接口模塊5包含串口、 USB及網(wǎng)絡(luò)接口，通過人機(jī)界面設(shè)置所需接口，實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)與調(diào)試設(shè)備的連接。
本實(shí)用新型將IRIG-B碼捕獲模塊與IRIG-B碼發(fā)生模塊相結(jié)合，在同一裝置 內(nèi)實(shí)現(xiàn)IRIG-B碼的發(fā)生和捕獲，并通過接口模塊實(shí)現(xiàn)與計(jì)算機(jī)的連接，降低IRIG-B 碼調(diào)試及檢測的使用難度，擴(kuò)展其應(yīng)用范圍。當(dāng)需要測試時(shí)間設(shè)備IRIG-B碼的輸 出信號(hào)性能時(shí)，IRIG-B碼捕獲模塊與該時(shí)間設(shè)備相連，計(jì)算機(jī)與接口模塊相連。 通過計(jì)算機(jī)設(shè)置為捕獲測試狀態(tài)并選擇接口模式，時(shí)間信息經(jīng)過協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊轉(zhuǎn)換 為計(jì)算機(jī)接口協(xié)議并通過接口模塊送入計(jì)算機(jī)顯示捕獲的信息，通過與時(shí)間設(shè)備比 對(duì)后完成測試。當(dāng)測試時(shí)間設(shè)備的IRIG-B碼捕獲功能時(shí)，IRIG-B碼發(fā)生模塊與該 時(shí)間設(shè)備相連，計(jì)算機(jī)與接口模塊相連。通過計(jì)算機(jī)設(shè)置為發(fā)生測試狀態(tài)并選擇接 口模式，設(shè)置的時(shí)間信息經(jīng)過接口模塊送入?yún)f(xié)議轉(zhuǎn)換模塊，IRIG-B碼發(fā)生模塊則 根據(jù)預(yù)先設(shè)置的時(shí)間信息完成IRIG-B碼的編碼及產(chǎn)生，并送入時(shí)間設(shè)備，通過比 較計(jì)算機(jī)預(yù)設(shè)信息及時(shí)間設(shè)備的捕獲信息可完成時(shí)間設(shè)備的捕獲功能測試。
IRIG-B碼捕獲模塊與IRIG-B碼發(fā)生模塊實(shí)現(xiàn)硬件分開，并利用補(bǔ)償算法提高 IRIG-B碼信號(hào)調(diào)試器的實(shí)時(shí)性和可靠性。
權(quán)利要求1.一種時(shí)鐘信號(hào)調(diào)試器，其特征在于，該調(diào)試器包括TCXO振蕩器、IRIG-B碼捕獲模塊、IRIG-B碼發(fā)生模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與接口模塊，所述的TCXO振蕩器分別與IRIG-B碼捕獲模塊、IRIG-B碼發(fā)生模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別與IRIG-B碼捕獲模塊、IRIG-B碼發(fā)生模塊與接口模塊連接。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種時(shí)鐘信號(hào)調(diào)試器，其特征在于，所述的接口模 塊包括串口接口、網(wǎng)絡(luò)接口與USB接口。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種時(shí)鐘信號(hào)調(diào)試器，該調(diào)試器包括TCXO振蕩器、IRIG-B碼捕獲模塊、IRIG-B碼發(fā)生模塊、協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊與接口模塊，所述的TCXO振蕩器分別與IRIG-B碼捕獲模塊、IRIG-B碼發(fā)生模塊和協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊連接，所述的協(xié)議轉(zhuǎn)換模塊分別與IRIG-B碼捕獲模塊、IRIG-B碼發(fā)生模塊與接口模塊連接。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)包括實(shí)現(xiàn)了一臺(tái)裝置的IRIG-B碼捕獲和發(fā)生測試功能，擴(kuò)展系統(tǒng)的應(yīng)用范圍；利用獨(dú)特的IRIG-B碼捕獲技術(shù)，提高時(shí)間信息的同步性；利用補(bǔ)償技術(shù)提高IRIG-B碼的同步性；實(shí)現(xiàn)IRIG-B碼調(diào)試器與計(jì)算機(jī)的多重接口；擁有友好的人機(jī)交互，實(shí)現(xiàn)簡單調(diào)試。
文檔編號(hào)H04B17/00GK201421603SQ20092007042
公開日2010年3月10日 申請日期2009年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月15日
發(fā)明者艾 劉 申請人:上海嶺通電子科技有限公司