晶振信号同步GPS信号产生高精度时钟的方法及实现

GPS接收机输出的秒脉冲信号存在较大的随机误差，但不存在累计误差。晶振时钟信号的随机误差较小，但存在较大的累计误差。文中根据GPS时钟信号与晶振时钟信号精度互补的特点，建立了晶振信号同步GPS信号的一元二次回归数学模型，估计出GPS时钟随机误差的统计方差和晶振的累计误差；对晶振时钟进行实时修正，产生高精度时钟，并预测了修正后的时钟精度。高精度时钟发生装置已成功地应用于电力系统暂态变化过程的异地同步记录。     

基于GPS的电力系统高精度同步时钟

当前电力系统已提出了不少基于高精度时钟的测量与控制技术,但是由于时钟信号的误差过大或稳定性差,这些技术很难在一些对时钟精度和稳定性要求高且关系电力系统经济与稳定运行的重要领域(如电力系统继电保护等领域)中得到实际应用。根据晶振信号同步GPS信号的一元二次回归数学模型,估计GPS时钟随机误差的统计方差和晶振的累计误差,并对晶振时钟进行实时修正,产生基于CPLD的高精度时钟。     

基于数字锁相原理的GPS高精度同步时钟产生新方法

在分析时钟误差的基础上,根据全球定位系统(GPS)秒时钟无累计误差和晶振秒时钟无随机误差的特点,提出了一种利用GPS秒时钟同步晶振秒时钟实现高精度时钟的新方法.该方法根据数字锁相原理,通过测量GPS秒时钟与晶振秒时钟间的相位差来控制晶振秒时钟的分频系数,实时消除晶振秒时钟的累计误差,从而产生高精度秒时钟.实验结果表明,在GPS正常工作时能够保证其精度稳定在20 ns;GPS信号失效1 h的情况下,秒时钟精度仍能稳定在100 ns.根据此方法研制了具有较高性价比的高精度时钟发生装置,成功应用于行波定位系统中.     

基于GPS实现电力系统高精度同步时钟

根据全球定位系统(global positioning system,GPS)秒时钟的随机误差和高精度晶振的累计误差互补的特点,利用数字锁相原理,通过测量GPS秒时钟与晶振秒时钟间的相位差来控制晶振秒时钟的分频系数,实时消除晶振秒时钟的累计误差,从而产生高精度秒时钟,并利用复杂可编程逻辑器件(complex programmable logic device,CPLD)设计了高精度同步时钟系统。GPS信号接收正常时,CPLD根据数字锁相原理产生高精度同步时钟;GPS信号接收不正常时,CPU调取存储的分频系数控制CPLD产生高精度时钟。仿真分析和实验结果表明该时钟系统具有很高的时间准确度和稳定性。     

基于高精度晶振同步北斗1pps的同步相量测量装置时钟源

从北斗卫星信号覆盖范围、卫星授时精度、可扩展的用户容限等方面分析了将北斗授时应用于我国电力系统同步相量测量装置的可行性.北斗授时接收机输出的北斗1 pps(one pulse per second)信号存在较大的随机误差,但不存在累计误差;高精度晶振时钟信号不存在随机误差,在较短时间内累计误差也很小.根据两者误差的特点...     

基于高精度晶振的GPS秒时钟误差在线修正方法

当前电力系统已提出了不少基于全球定位系统（GPS）的高精度时钟的测量与控制技术，但是由于时钟信号的误差过大或稳定性差，这些时钟技术很难满足高可靠性同步控制领域的要求。在分析GPS秒时钟误差的基础上，结合高精度晶振无随机误差和GPS秒时钟无累计误差的特点，通过对秒脉冲间的计数值进行动态平均和秒脉冲的误差估计，提出了利用高精度晶振在线修正GPS秒时钟误差产生高精度时钟的方法。根据此方法研制了具有较高性价比的高精度时钟发生装置，并成功地应用于行波定位系统中。     

电网状态监测系统GPS同步时钟的稳定性研究

GPS接收机输出的秒脉冲信号在统计意义下与国际标准时间高度同步,具有相当高的精度,但是由于其误差服从正态分布,单个秒脉冲误差可能较大。为提高基于GPS的同步时钟的精度和稳定性,该文根据GPS时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振时钟的新方法,实现了高精度、高稳定度的同步时钟。所设计的GPS同步时钟不受GPS信号短时失效的影响,具有较高的可靠性和实用性,能够满足电力系统电网状态监测的要求。     

电网状态监测系统GPS同步时钟的稳定性研究

GPS接收机输出的秒脉冲信号在统计意义下与国际标准时间高度同步,具有相当高的精度,但是由于其误差服从正态分布,单个秒脉冲误差可能较大.为提高基于GPS的同步时钟的精度和稳定性,该文根据GPS时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振时钟的新方法,实现了高精度、高稳定度的同步时钟.所设计的GPS同步时钟不受GPS信号短时失效的影响,具有较高的可靠性和实用性,能够满足电力系统电网状态监测的要求.     

GPS时钟在线监测与修正方法

受干扰、卫星失锁等因素的影响，全球定位系统（GPS）时钟难以满足高可靠性同步控制领域的要求，文中根据高精度晶振与GPS时钟精度互补的特点，采用高精度晶振对GPS时钟进行监测，建立了最小二乘估计模型，估计出GPS时钟的方差及晶振的累计误差，给出了GPS时钟误差的在线修正方法，研制出了具有较高性能价格比的高精度时钟发生装置，并成功地应用于电力系统继电保护与控制。     

高精度GPS同步时钟的研究与实现

根据全球定位系统(GPS)时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振信号实现高精度时钟的新方法。该方法利用GPS秒脉冲精确测量晶振时钟实际频率,对晶振信号误差进行在线修正,并用IRIG-B码校正绝对时标,在GPS正常工作时能够保证其精度稳定在0.1μs,且不受GPS信号短时失效的影响。采用现场可编程门阵列(FPGA)对其进行硬件实现并应用于电力系统的相角测量,在保证系统测量精度时,GPS信号失效情况下的稳定工作时间长达6h。     

电缆故障在线测距中高速同步采集卡精确时标获取方法

为减小全球定位系统(GPS)同步时钟误差对双端行波测距的影响,使电缆故障在线测距能达到实用化水平,提出一种能够获取精确时标的高速同步采样方案。利用GPS时钟无累计误差和高精度晶振频率稳定性高的特点,并将高速采样与秒脉冲捕捉有机结合,通过硬件方式无延时地捕捉秒脉冲以获取精确的时间计数值。对秒脉冲间的计数值进行滑动平均处理和最小方差估计,可获得高精度的时间标签,平均误差可达到30ns。设计中采用复杂可编程逻辑器件CPLD(ComplexProgrammableLogicDevice)实现高速时序控制,并考虑了抗干扰和异常处理措施,提高了系统的可靠性和工作性能。     

电子式互感器合并单元同步时钟模块的设计

利用全球定位系统（Global Positioning System,GPS）时钟信号和晶振时钟信号精度互补的特点,提出了一种利用GPS时钟同步晶振时钟的新方法。采用除法电路和余数分摊的策略进行误差校正,使采样脉冲均匀准确,进一步减小各合并单元提供的采样脉冲之间的同步误差,同时在GPS时钟丢失时能减小积累误差,保持更长时间的同步。软件仿真和硬件实验均证明此方法的有效性。     

一种适用于GPS信号异常情况的高精度主时钟设计方法

合并单元采样同步是智能变电站正常工作的前提。GPS信号正常时利用最小二乘法建立晶振的误差估计模型,GPS信号异常时利用晶振产生秒脉冲,并用已建立的晶振误差估计模型对这些秒脉冲进行误差补偿后用以作为各合并单元的同步时钟,提出了一种利用GPS信号接收机和晶振共同组成主时钟的设计方法。该方法综合考虑了晶振已有的频率偏差和在GPS信号异常期间由于晶振老化所带来的误差,估计并补偿了GPS信号异常时晶振秒脉冲的误差。仿真结果表明该方法能有效消除晶振累积误差,所产生秒脉冲的误差在前10 min内不超过50 ns,满足系统对时钟的精度要求。     

数字化变电站中高精度同步采样时钟的设计

在数字化变电站的应用中,对同步采样时钟要求高稳定和高精度,其实现关键在于消除同步采样时钟的误差。文中从分析同步采样时钟误差产生的原因出发,利用全球定位系统（GPS）接收机输出GPS时钟误差分布的特点和晶振频率在短时间内的相对稳定性及现场可编程门阵列（FPGA）的高速数字信号处理的特性,采用相应处理措施消除了晶振频率偏差对同步采样时钟的影响,实现了GPS时钟在短时间内出现较大偏移或扰动时对其进行人为补偿,从而保证了采样时钟的精确同步,为数字化变电站的设计应用提供了一种高稳定、高精度的同步采样时钟设计方法。