时统设备设计方案

一、 时频分系统时统设备概述

时统设备是系统重要组成部分，主要用于为系统的其他设备提供统一、精确、可靠的时间和频率基准，同时能够对分系统各单机设备的运行状态进行监控和上报。

1.1 时统设备组成

时统设备主要由1台时频终端、1台时码分配器、1台频标分配器组成。

时频分系统组成框图

如上图所示，时频终端通过北斗GPS授时天线获取标准时间信息，同步系统本地时间，同时产生并输出IRIG-B时码、1PPS脉冲、10MHz标准频率等，为系统提供统一的时间与频率基准。

时码分配器主要实现IRIG-B（DC）时码的多路分配。频标分配器主要实现10MHz频标信号的多路低噪声放大和分配。时码分配器和频标分配器同时还具备输入信号切换功能，可用于将时频分系统扩展成主备等高可靠性系统结构。

1.2时统设备主要功能

1) 时统设备本地时间产生：通过接收北斗GPS卫星信号，获取标准时间信息，同时同步系统本地时间，产生标准脉冲信号（1PPS）、标准时码信号（IRIG-B）

2) 标准频率产生：能够利用授时接收机定时脉冲，校正本地频率的准确度，采用低相位噪声锁相环技术和频率分配放大技术，产生本地标准频率信号（10MHz等）；

3) 外部时间同步：能够接收外时统信号（IRIG-B码等）同步本地时间，当外时统失效或失锁时，能够自动转为内时统守时运行，保持本地时间连续性；

4) 外频标输入：能够接收外部输入的原子频标信号（10MHz等），本地频标能够自动锁频锁相到外频标，利用本地低相位噪声的锁相环技术，净化外频标的相位噪声、短期稳定度等；

5) 能够支持对时频信号分配设备的扩展；

6) 状态监测上报：时频分系统各单机能够对自身输入输出信号质量进行在线监测，并对故障进行判断，最终将监测结果、故障代码、设备运行状态等上报；

7) 远程管理：能够接受远程网络的控制和管理任务；

8) 其他（可选、可定制）

1.3 时统设备设计方案

1.3.1 时频终端

图5-1、XBD512铷原子时频终端

1.3.1.1 时频终端产品概述

XBD512系列铷原子时频终端是一款高性能的支持GPS/BD双系统的时间与频率标准产品，其内部集成了高精度GPS/北斗双系统授时接收机、高性能铷原子钟频率基准、高稳定度和低相位噪声的恒温晶振（OCXO），以及高性能的Clean-up锁相环电路等。铷原子时频终端设备通过精确获取GPS/BD导航卫星系统的1PPS和时间信息，实现本地时间的准确溯源；同时，利用授时接收机输出的精确的1PPS信号，驯服本地10MHz铷原子标准基率，内部高性能的Clean-up锁相环电路通过长周期的环路滤波设计，使末级频标OCXO锁频锁相于驯服后的铷原子钟，从而使设备输出的频率标准信号，既具有OCXO良好的短期稳定度和超低的相位噪声特性，也具有了铷原子钟的中、长期稳定度，同时具有GPS/BD导航卫星系统的长期稳定度和频率准确度。

XBD512系列时频终端还支持外部原子频标的输入和净化外频标相位噪声的功能。当设备外接了更高频率准确度的原子频标时，内部高性能模拟锁频锁相环电路能够跟踪并锁定外频标的频率和相位，从而使设备输出的标准频率信号既具有外参考原子频标的优良的准确度和中、长期稳定度，又兼具有本地OCXO的优良短期稳定度和超低的相位噪声特性。

通过超低相位噪声的功率分配器和频率分配放大器，XBD512系列时频终端可支持最多8路频率标准信号的输出。当您需要更多路数的频率标准信号输出时，也可另配套选择我公司的XBD40x系列频率分配放大器或XBD50x系列锁相频标分配器产品。

XBD512系列时统终端同时支持多种授时信号的输入输出。支持IRIG-B（GJB-2008或IRIG-2004）直流码和交流码授时信号的编码和解码，并可采用平衡、非平衡、TTL、RS232、RS422、RS485等多种形式输入、输出。通过友好的用户菜单操作界面选择时统源的种类和优先级。当所选定的时统源在线时，锁定并同步本地时间到外时统源上，当因故失锁外时统源时，会根据预先设定的时统源优先级进行切换或切换至内时统守时运行。

XBD512系列时频终端支持最多8路IRIG-B(DC)码和4路IRIG-B(AC)码输出；支持最多2路B（DC）码输入，支持1路B（AC）码输入。支持6路RS232输入输出，支持8路PPS输出。并行支持8个网络Socket独立通信，支持UDP、TCP/IP网络通信协议、十六进制或ASIIC码时间信息输入输出、定位信息等。支持NTP/PTP网络授时。

XBD512时频终端设备前面板显示器采用工业OLED液晶显示屏，支持按键和用户菜单的操作界面，OLED显示具有可视角度广，清晰亮丽的特点，用户操作界面简单、易会。

XBD512系列铷原子时频终端，采用标准19英寸2U机箱形式，本地时间信息与设备工作状态的显示或指示美观醒目、实用可靠，可广泛应用于航空航天国防测控系统、国防通信与地面实验设备、电信通信系统、广播电视行业、电力同步系统，以及科研院所测试与计量等行业或领域，为其提供高精度的时间与频率标准信号。

1.3.2 时码分配器

图4-1、XBD410时码分配器

1.3.2.1 产品概述

XBD410时码分配器是一款IRIG-B（DC）码多路分配设备，它具备2个外时码输入切换功能，采用多级对称分配与接口驱动电路，使切换后的时码信号低时延、相位一致地分配成多路输出。

XBD410能够对每一路输出时码信号的状态进行监控，并将时码输出状态通过面板LED灯指示、通过网口上报。

1.3.3 频标分配放大器

具备频率信号的切换、放大和分配功能，同时接收两台时频终端的标准频率信号，选择其中1路进行放大和分配输出。用于实现频标信号的主备冗余切换。

图4-1、XBD403频标分配放大器

1.3.3.1 频标分配放大器产品概述

XBD403频标分配放大器是一款高性能频率分配放大设备，它具备2个外频标输入切换功能，并对切换选择后的频标采用极低相位噪声的频率分配放大电路，使频率信号无失真、无损耗地分配放大成多路输出。

XBD403能够对每一路输出的频标信号幅值进行检波、运算，并将频标信号输出状态通过面板LED灯指示、通过串口上报。