[发明专利]一种将GPS脉冲对时信号转换差分总线传输的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种信号传输方法，尤其是涉及一种将GPS脉冲对时信号转换差分总线传输的方法。

背景技术

目前电力行业中监控、继电保护等系统对于时钟同步实现，是利用时钟源装置接收GPS(全球定位系统)卫星发送的授时信号，时钟源装置将信号处理后向监控及继电保护等系统提供同步时钟信号。同步时钟信号的类型包括：脉冲、串行授时报文、IRIG-B（AC/DC）、DCF77、网络授时等几种。在中小型规模的电站或变电站的监控等系统中同步时钟信号多采用脉冲对时信号的方式。采用脉冲信号传输同步时钟信号，传输距离较短，易受到电磁环境的干扰，影响对时的准确与可靠，对于将同步时钟信号分发到不同系统及设备实现起来也不方便。如何以一种简单实用的方法，实现GPS对时信号的高可靠性传输、易于实现信号的分发，是需要考虑和解决的问题。

GPS脉冲对时信号分为有源脉冲及无源脉冲两种信号，当传输距离较远时，由于电力系统电磁环境复杂，该信号容易受到干扰，引起信号紊乱，造成信号传输故障率增加。GPS脉冲对时信号需要分发到多个系统及设备，采用脉冲对时信号传输的方式，信号需要采用并联方式分发，某个设备处连接线出现短路等故障会影响其他设备处的信号正常接收。本发明的目的在于提供一种提高GPS脉冲对时信号远距离传输可靠性与便于信号分发的技术方法，通过将GPS脉冲对时信号转换为差分对时信号，利用差分信号优越的抑制干扰能力来实现可靠性传输，同时差分信号采用总线型传输方式，便于对时信号分发到不同的系统及设备。

发明内容

本发明的目的在于以一种简单实用的方法，将GPS脉冲对时信号转换为差分对时总线信号，延长对时信号的传输距离，提高对时信号传输的准确性与可靠性、同时便于实现对时信号分发到不同的系统及设备。

本发明采用如下技术方案：时钟源装置输出脉冲对时信号（该信号分为有源脉冲及无源脉冲信号），将该脉冲信号经过隔离设计转换为TTL电平，利用IC芯片及电阻电容构建零延时发送设计后，利用差分电平转换IC芯片及阻容元器件将TTL电平信号转换为差分电平信号，经过增加驱动设计及匹配设计后进行差分总线传输，对差分总线信号进行防雷抗浪涌等保护设计。

本发明的有益效果在于，提供了一种GPS脉冲对时信号转换为差分对时总线信号的方法，利用差分信号优越的抑制干扰能力来实现对时信号的远距离高可靠性传输，同时采用差分信号总线型传输方式，便于对时信号分发到不同的系统及设备。

附图说明

图1 GPS脉冲对时信号转换差分对时信号总线传输的原理流程图。

具体实施方式

本发明采用的技术方案为：首先将时钟源装置输出的GPS脉冲对时信号转换为TTL电平信号，TTL电平信号经过零延时发送设计后转换为差分电平信号。在通过总线匹配设计，同时增加防雷抗浪涌等保护措施后，将差分信号采用总线型方式引出，监控及继电保护等系统需要对时的各个设备挂接在对时差分总线上，接收差分对时信号后，将差分对时信号转换为TTL对时电平信号，引入相应设备的对时功能电路，进而通过软件完成对时功能。采用差分总线型传输方式与采用脉冲信号传输方式相比，可大幅提高GPS对时的可靠性与准确性，同时大大延长传输距离，方便实现对时信号的分发。

该方案的原理流程图见附图1所示，GPS对时脉冲信号的转换、传输与接收流程的处理经过是这样的：时钟源装置输出脉冲对时信号（该信号分为有源脉冲及无源脉冲信号），将该脉冲信号经过隔离设计转换为TTL电平，利用IC芯片及电阻电容构建零延时发送设计后，利用差分电平转换IC芯片及阻容元器件将TTL电平信号转换为差分电平信号，经过增加驱动设计及匹配设计后进行差分总线传输，对差分总线信号进行防雷抗浪涌等保护设计。至此，完成了将GPS脉冲对时信号转换为差分对时总线信号,并通过总线型方式进行远距离传输，在对时信号接收侧，各个受时设备作为总线上的节点采用星型连接方式挂接在差分对时信号总线上，采用差分电平转换IC芯片及阻容元器件构成的转换电路及零延时接收电路设计，在受时设备内部将接收的总线差分电平转换为TTL电平信号，接入受时设备微处理器外部中断，通过快速中断处理程序完成对时功能。对时准确性与可靠性大幅提高。在实施的过程中，为保证高可靠性，时钟源装置输出的脉冲对时信号引线距离尽量短，转换为差分对时信号后再进行远距离传输与信号分发。差分对时信号总线上可挂接数十至上百个受时接点设备，对于距离过长、接点过多的应用情况，要对受时接点设备侧的总线进行匹配。