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如何正确选择高精度时频服务器
浏览: 发布日期:2018-04-10
       

        市场上GPS同步时钟质量有很大差异(GPS同步时钟模块质量的差异、内置恒温晶振晶振的差异、开关电源的选择、CPU的冗余设计),在对时精度上都有一定的偏差,价格性能更是参差不一,高精度时频服务器品牌众多,质量也层次不齐,如何根据自己的需求来选择GPS同步时钟选择合适的高精度时频服务器,主要根据以下如下几个要素:
1、类型选择,高精度时频服务器根据参考源可以分为,双模块双模互备主时钟、双模块单模互备主时钟、单模块双模互备主时钟、单模块单模互备主时钟、双模块双模主时钟、双模块单模主时钟、北斗主时钟、GPS主时钟,扩展钟。用户可以根据自己的需要,选择单源授时,也可选择多源授时。时源越多越可靠,当然价格也更贵。
2、天线选择,天线根据长度一般有30米天线、50米天线、100米天线,在实际选择时,应根据现场实际情况,估算出天线长度,采购相应长度的天线。在选用天线时,天线越短越好,因为天线越短,信号衰减越少。
3、内部时钟振荡器选择,内部时钟振荡器一般有恒温晶振和铷原子钟两种,内部时钟振荡器直接决定了高精度时频服务器的守时精度,恒温晶振的守时精度一般在1us/h,铷原子钟一般在1us/day。
4、授时精度,虽然各型GPS同步时钟模块高精度时频服务器都说精度达到30ns1us,但是这个精度授时精度指标是只能反映其绝对精度,而无法反映其在授时过程中时间的波动性,在选择高精度时频服务器时,我们不仅要关注绝对授时精度,也要关注授时精度的波动性。同时授时精度这个指标是有条件有前提的,通常是指在一定的概率下,而将它开发成授时设备,在不同应用情景下,其授时精度也是不同的。其精度需要重新评估和界定。
        比如开发成串口授时型的GPS同步时钟高精度时频服务器通过串口报文进行授时,按照9600波特率,其发一个字节的时间即100μs,再加上用户PC或者其他CPU用时设备解调的时间差,精度肯定在ms级别。如果再做不好做的不好,精度到几百毫秒都很有可能授几百毫秒的授时精度都是有可能的。如是NTP网路协议输出如果是通过NTP网络协议进行授时,根据协议计算,精度就是0.1ms-100ms了。脉冲信号、IRIG-B信号的授时精度是可以做到GPS同步时钟模块的精度的在相对比较高的,都在1us以内。
       GPS脉冲不是在每一秒都保证在精度范围内,所以一般要将GPS的秒脉冲用来驯服晶振,通过晶振分频来再生秒脉冲,这样就克服了GPS秒脉冲的不确定性。当然选择什么精度的晶振也影响到最终产品的价格。
        时间源的选择,时间源有GPS、北斗、B码、NTP、CDMA、OCXO、原子钟等,可以选择单源授时,也可选择多源授时。多源授时更可靠,但价格更贵。时间保持单元,当GPS同步时钟模块接收不到卫星信号时,该单元提供内部时钟信号,保证时钟装置仍能保持一定的准确度。当GPS同步时钟模块接收卫星信号恢复时,自动切换到正常状态工作。时间保持单元一般选用温补晶振、恒温晶振、铷原子钟等器件及相应的外围驯服电路。
        开关电源,高精度时频服务器需要24小时不间断运行,电源作为其的动力源泉,这就要求电源可以可靠的、稳定的、长期的工作,为了保证高精度时频服务器的稳定运行,建议选配双电源供电模式。品牌时钟厂家都会选择高性能、宽范围的品牌开关电源。GPS同步时钟一般属于24小时不间断运行的设备,其可靠性要求很高,建议选用双电源冗余供电。
       GPS同步时钟结构,建议选择全模块化即插即用结构设计的时钟设备,这样配置更灵活,维护更方便,同时为将来现场网络改造扩建时增加对时端口提供了方便。
      GPS同步时钟常用的对时接口授时板卡的选择,授时板卡根据接口类型一般有RS485授时卡、RS232授时卡、TTL授时卡、无源空节点授时卡、多模光纤授时卡、NTP/SNTP网络授时、PTP授时卡。其中RS485授时卡、RS232授时卡、TTL授时卡、多模光纤授时卡可以配置输出有脉冲信号(1PPS、1PPM、1PPH,空接点、差分、TTL、24V/110V/220V有源、光)、IRIB-B信号(TTL、422、232、AC、光)、DCF77信号(有源、无源)、时间报文(RS232、RS422/485、光)、NTP/PTP网络时间信号,客户可根据现场情况选择合适的接口种类和接口数量。
 

        天线长度的选择,客户应根据现场GPS同步时钟天线的实际走线情况,估算出天线馈线的长度,采购相应长度的天线。因为天线电缆长度是根据天线增益严格设计,不能剪断、延长、缩短或加装接头,否则将严重影响接收效果甚至收不到信号。一般时钟厂家天线默认长度为30米。