[实用新型]利用广播报时信息实现精密同步的自动校时钟

说明书

技术领域

本发明涉及时钟和广播接收解码设备，更明确地说是一种利用广播报时信息实现精密同步的自动校时钟的设计。

背景技术

传统的同步时钟，能够接收无线广播信号的很少。有的即使能够接收无线广播信号，对广播信号经过中间处理造成的变形适应力也较弱，导致同步困难。并且，在断电后，即便接有不停电时钟电路，断电复现误差仍在一秒左右甚至更大，难以保证停电前后的输出时刻精确连续，也不能够精确修正同步信号的偏差。

总之，已有的同步时钟既不能实现精密同步，也不能自动校时。上述缺陷致使使用效果较差，进而大大影响了推广应用。

发明内容

本发明的目的，在于克服上述缺点和不足，提供一种利用广播报时信息实现精密同步的自动校时钟。它能够从经过复杂环节造成变形的广播信号中鉴别出时间码，再经精密同步时钟电路输出。其断电复现误差优于万分之二秒，能精确修正同步信号的偏差，抗失真、抗掉电，具有稳定可靠、易于普及的优点。

为了达到上述目的，本发明包括对无线广播信号进行选择调谐和解调的接收电路、与接收电路连接对来自接收电路的音频信号进行数模转换和鉴别的单片机、与接收电路和单片机连接的同步时钟电路以及与同步时钟电路连接的时间显示电路和输出电路。单片机为具有输出时间码的输出端子的高速单片机，同步时钟电路是精密同步时钟电路。精密同步时钟电路包括不停电时钟电路、高稳晶体振荡器和同步单片机。同步单片机与高速单片机的输出端子相连接可精密记录其内秒时刻与外秒时刻偏差并以小抖动输出连续的时间信号。

高速单片机和同步单片机均由STC12系列芯片构成。同步单片机与按键电路连接，并经RS485接口输出时间信号。接收电路经音量调节放大模块与喇叭和输出插座连接。

本发明所用的接收电路、显示电路、输出电路均为常规产品且为常规用法，不再详述，高速单片机担负鉴别时间码，精密同步时钟电路里的单片机担负通过按键调整接收频率、调整时间、调整时间偏移量以及测试时刻偏差、显示数据、时间码输出，分述如下。

利用广播报时传递时间信息，具有容易覆盖、方便接收的优点，但是也有播出经过环节复杂、容易把波形变形的不利影响。广播电台目前较多使用音频处理器，对含有时间码的音频波的变形十分严重，用以往技术所采用的波形过零点间隔判断法已难以正确解码。本发明采用了含有高速数模转换器的高性能、低功耗高速单片机，先对音频波形进行高速数模转换，立即分析比较前后数据，提取特征存储，然后对涵盖时间码的特征存储数据进行进一步分析，解析出该报时音所包含的时间码，对波形的幅度、变形类型具有较强的适应性，待最后一响报时音到来后，高速单片机立即输出广播电台在该小时发播的年月日和小时数据。

为了在断电重新上电后复现连续的时间，一般的同步时钟均接有不停电时钟电路，使之可以低功耗连续运行。因常规的不停电时钟电路(如DS1302)其秒脉冲在内部，只可读写秒以上的代表意义，而其内秒起点不受控，有约一秒宽的不确定性，在恢复供电后读取之难以保证停电前后的输出时刻精确连续。本发明由常规的不停电时钟电路和精密记录其内秒时刻与外秒时刻偏差并以小抖动输出连续时间信号的单片机组成精密同步时钟电路。断电前，单片机连续高频率读取不停电时钟电路的秒数据，捕获到第一个不重复数据后即将此确定为秒起点启动单片机片内定时器，测试与外部来的同步时钟信号的时刻偏差，将此偏差数据存入单片机或DS1302的闪存中，偏差数据精度可降至10微秒；在断电恢复供电后，单片机连续高频率读取不停电时钟电路的秒数据，捕获到第一个不重复数据后立即读取闪存中的偏差数据，用该偏差数据作延时后，输出时钟信号，断电前后的时间连续性误差可降至20微秒，即十万分之二秒。在没有外部来的同步时钟信号时，单片机靠片内定时器或软件钟运行，也用如上的方法实现断电前后的高精度时间连续性，当已知外部时钟信号存在固定误差，需要对其再加以偏移修正时，该偏移数据可通过按键输入存储，和前述的偏差数据一起作延时后，输出时钟信号。为进一步提高时钟精度，单片机的工作时钟可不用自身的简单晶体振荡器而改用外部的高稳晶振。

本发明的任务就是这样完成的。

本发明提供了一种利用广播报时信息实现精密同步的自动校时钟。它发挥广播报时容易覆盖、方便接收的优点，能够从经过复杂环节造成变形的广播信号中鉴别出时间码，再经精密同步时钟电路输出。其断电复现误差优于万分之二秒，能精确修正同步信号的偏差，抗失真、抗掉电、精度高，具有稳定可靠、易于普及的优点。可广泛用于播出、实时时间控制与时间标记等场合。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。