[发明专利]一种高精度守时设备的多时钟源无缝切换电路及方法

说明书

本发明公开了一种高精度守时设备的多时钟源无缝切换电路及方法，属于高精度守时设备领域。本发明的高精度守时设备的多时钟源无缝切换电路及方法，通过时钟监测模块、校时及守时控制、时钟切换及输出控制模块的协同工作，将守时设备中的所有时钟均执行守时操作，同时每个时钟均与其接入的本地时钟源实时进行频率校准同步，能够在某一个或多个时钟出现工作异常时，实现时钟异常自动检测并自动无缝切换时钟和同步时间信号。本发明的切换方法能够实现本地时钟源的无缝切换，不会造成秒脉冲的丢失同时最大限度的保证守时设备的守时精度。

技术领域

本发明属于高精度守时设备领域，尤其是一种高精度守时设备的多时钟源无缝切换电路及方法。

背景技术

在电力系统和分布式测试控制装备系统中，状态参数的同步采集测量和同步指令控制等操作意义重大。为了解决异地分布式系统的同步采集测量和同步指令控制问题，需要采用高精度守时设备对异地设备进行时间同步操作，从而实现异地分布式系统时间同步从而实现同步操作。

高精度守时设备一般具备三个主要功能：校时功能、守时功能和授时功能。(1)校时功能是指通过外部GPS接收机/或其他设备接口提供的标准时间，对设备自身的时间进行校准，使本地时间能够与标准绝对时间“对齐”；(2)守时功能是在完成校时后，GPS失锁或没有外部标准时钟源的情况下，仅依靠本地高精度时钟维持本地时间的运行，以期能够在较长的时间内与标准绝对时间尽可能的一致。(3)授时功能是守时设备为其他系统或设备对外输出内部运行的标准时间和秒脉冲信号。为保证本地时钟的可靠性，通常在本地设置多个时钟源，即使本地某一个或多个时钟源出现异常时，也能够依靠正常工作的其他时钟执行守时功能。在多个本地时钟源之间进行时钟源切换时，现有常用的切换方法通常是由软件实现，当某个本地时钟异常后向软件提交中断，由软件来完成时钟源的切换和精度损失的补偿，该处理方法会引起守时精度的损失或秒脉冲的丢失。

通过检索审查现有公开的文献，CN201010127209.6的中国发明专利公开了一种时钟切换方法，该发明主要关注用于电路工作两个同频时钟的检查及切换方法，其涉及的时钟与应用于守时设备的时钟概念不同，同时该电路仅完成时钟切换功能，无法保留和保持设备中的绝对时间信息，不适用于守时设备。

发明内容

本发明的目的在于克服现有依靠软件进行多个本地时钟源切换，会引起守时精度的损失或秒脉冲的丢失的缺点，提供一种高精度守时设备的多时钟源无缝切换电路及方法。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种高精度守时设备的多时钟源无缝切换电路，包括N个时钟监控模块、N个校时及守时控制模块和时钟切换处理模块；

所述时钟监控模块，用于对输入的时钟信号进行倍频处理并监控外部时钟信号是否正常；

所述校时及守时控制模块，用于在本地时钟信号的驱动下，当有外部标准秒脉冲及标准同步时间输入时，将内部时间与外部标准同步时间执行同步对齐操作，同时根据外部输入的秒脉冲对内部时钟进行校频，校频完成后通过校频时钟实现标准同步时间的产生；

若无外部标准秒脉冲及标准同步时间输入且其他外部时钟信号均工作异常，则根据内部锁定的同步时间，执行守时功能；

若无外部标准秒脉冲及标准同步时间输入且其它外部时钟信号中的一个工作正常，则将所述工作正常的时钟信号作为标准时钟源，对内部时钟进行校频，同时通过校频时钟实现标准同步时间的产生；

所述时钟切换及输出控制模块，用于将校时及守时控制模块输出的秒脉冲和标准同步时间进行处理，输出一个同步秒脉冲和一个标准同步时间；

N为大于等于2的正整数。

进一步的，所述时钟切换及输出控制模块，用于将N个校时及守时控制模块产生的秒脉冲组合生成一个同步秒脉冲；