В целях экономии материально-технических затрат возможно объединение трактов приема ЭСЧВ и СРНС в одном приборе [7].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Приведенный краткий обзор подтверждает необходимость и актуальность разработанного автоматизированного комплекса. При этом использование большой номенклатуры СИ на объектах МО, в частности, в труднодоступных местах их эксплуатации, ставит задачу комплексного подхода к автоматизации метрологического обеспечения СИ при высокой автономности самого измерительного комп-
лекса с применением новых технологий.
В результате проведенных разработок в ФГУП "Нижегородский НИПИ "КВАРЦ"" созданы АИС и методики поверки, позволяющие повысить автоматизацию измерений и метрологическую автономность поверочных комплексов.
ЛИТЕРАТУРА
1. ПР 50. 2. 006-94. ГСИ. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.
2. Рекламный материал фирмы "Тех-ноякс".
3. МИ2188-92. ГСИ. Меры частоты и времени. Методика поверки.
4. ГОСТ Р8. 129-99. ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений времени и частоты.
5. Блинов И. Ю, Денисенко О. В., Добровольский В. И., Донченко С. И. Возможности использования сигналов космической навигационной системы ГЛОНАСС для поверки стандартов времени и частоты // Информационно-измерительные и управляющие системы. — 2004. — Т. 2, № 4. — С. 56—62.
6. Чурилов С. Н. Анализ существующих и перспективных технологий создания автоматизированных измерительных подсистем и комплексов // Информационно-измерительные и управляющие системы. — 2004. — Т. 2, № 4. — С. 11—19.
7. Свидетельство РФ на полезную модель № 30048 кл. 7Н04В7100, G04C11102, Н03Б13100, H04Q9/04. Приемник-компаратор сигналов спутниковых радионавигационных систем // Бюл. — 2003. — № 16, 10.
Виктор Васильевич Акулов — канд. техн. наук, нач. сектора ФГУП "Нижегородский НИПИ "КВАРЦ"".
® (831) 466-64-38 □
УДК 621.317:529.78
АППАРАТУРА СИНХРОНИЗАЦИИ ПРОСТРАНСТВЕННО РАЗНЕСЕННЫХ ЧАСОВ ПО ЭТАЛОННЫМ СИГНАЛАМ ЧАСТОТЫ И ВРЕМЕНИ НИЗКОЙ ЧАСТОТЫ
Г. А. Парфенов
Дано описание формата эталонных сигналов частоты и времени, передаваемых радиостанциями РБУ и РТЗ государственной службы времени и частоты, и приведены основные технические характеристики новой отечественной аппаратуры для синхронизации часов по этим сигналам.
Ключевые слова: временная синхронизация, временной код, радиочасы, эталонные сигналы частоты и времени, ЦТС (8и).
В последние годы в различных областях техники наблюдается рост числа задач, где необходимо с высокой степенью достоверности и малой погрешностью измерять время в пространственно разнесенных точках. Это касается в первую очередь таких быстро развивающихся областей техники, как цифровая связь, энергетика, транспорт.
В процессе измерения времени необходимо синхронизировать часы на объектах в различных точках пространства. Для этого существует множество способов. Далее речь пойдет
о синхронизации часов по эталонным сигналам частоты и времени (ЭСЧВ) низкой частоты, передаваемым специализированными радиостанциями (РБУ и РТЗ) государственной службы времени и частоты (ГСВЧ), и о новых отечественных разработках аппаратуры для этих целей.
ЭСЧВ [1] представляют собой несущие колебания, модулированные по амплитуде и/или фазе и частоте сигналами, содержащими временные метки шкал времени (ШВ), а также информацию о текущих значениях времени, дате и другую дополни-
тельную информацию. ЭСЧВ предназначены для передачи размеров единиц частоты и шкалы координированного времени иТС (5и) от государственного первичного эталона к образцовым и рабочим средствам измерений с целью обеспечения единства измерений в стране. Все эталонные сигналы времени, передаваемые через радиостанции ГСВЧ, формируются на базе шкалы координированного времени РФ иТС ^Ц), воспроизводимой государственным первичным эталоном времени и частоты.
10 мс
100 Гц
80 мс
312,5 Гц
100 мс
100 Гц/312,5 Гц
5 мс
Рис. 1. Фрагмент сигналов DXXXW
Характерные точки ЭСЧВ, излучаемых радиостанциями РБУ и РТЗ, согласуются со шкалой иТС (5и) с погрешностью, не превышающей ±10 мкс. Характеристики радиостанций РБУ и РТЗ приведены в таблице.
Радиостанции РБУ и РТЗ для передачи размеров единиц времени и частоты используют сигналы типа DXXXW. Сигналы DXXXW (рис. 1) представляют собой несущие колебания синусоидальной формы с частотой
прерываемые в течение каждых 100 мс; через 10 мс после прерывания несущие колебания в течение 80 мс подвергаются узкополосной фазовой модуляции синусоидальными сигналами с поднесущими частотами 100 или 312,5 Гц и индексом модуляции 0,698. Сигналы с под-несущей частотой 312,5 Гц используются для маркирования единиц в двоичном коде при передаче информации о шкалах времени, а также для маркирования секундных и минутных меток; сигналы с частотой 100 Гц — для маркирования нулей в двоичном коде при передаче информации о шкалах времени, а также для заполнения всех остальных 80 мс интервалов, свободных от передачи какой-либо информации. Секундные метки идентифицируются маркированием предшествующих им интервалов в 0,1 с сигналами 312,5 Гц. Минутные метки идентифицируются дополнительным маркированием сигналами 312,5 Гц двух интервалов по 0,1 с, предшествующих секундному маркеру.
В излучаемых сигналах характерной точкой является се-
редина возрастающего фронта радиосигнала (0,5 амплитуды).
В составе ЭСЧВ передается: информация о разности шкал всемирного и координированного времени при помощи по-зиционно-единичного кода; информация о текущих значениях времени суток, поправке на всемирное время, значения года столетия, дня недели, месяца, укороченной юлианской даты при помощи двоично-десятичного кода с проверкой на четность согласно ГОСТ 8. 5158-84 [2].
Несмотря на то, что передачи ЭСЧВ с кодированной информацией о времени ведутся радиостанцией РБУ более 20 лет, до 2007 г. в России не было промышленных компактных и сравнительно недорогих радиочасов (если не считать давно снятый с производства "Автохрон", разработанный вниифтри).
В 2007 г. фирмой "Ста-бихрон" (г. Нижний Новгород) были разработаны, сертифицированы и зарегистрированы в Госреестре средств измерений под № 35682-07 радиочасы РЧ-011, которые предназначены для: приема ЭСЧВ от радиостанции РБУ и РТЗ и выделения из них временного кода; формирования шкалы времени, синх-
ронной со шкалой времени Государственного эталона времени России; передачи временного кода по интерфейсу RS-232 или USB на ЭВМ. Радиочасы РЧ-011 выпускаются в двух модификациях: РЧ-011/1 без цифрового индикатора; РЧ-011/2 с цифровым ЖК-индикатором. Внешний вид радиочасов представлен на рисунках 2 и 3.
Радиочасы функционально состоят из приемника с активной антенной для приема ЭСЧВ и встроенных часов, которые автоматически устанавливаются и синхронизируются от государственного эталона с погрешностью, не более 0,01 с. Временной код в двоично-десятичном формате выводится через стандартный интерфейс RS-232 или USB (в зависимости от варианта поставки). Скорость передачи информации — 57 600 Бод. Содержание передаваемой временной информации соответствует ГОСТ 8.515-84 (информация о текущих значениях времени суток, календарной и Юлианской датах, разностях шкал времени UT1-UTC).
В радиочасах РЧ-011 предусмотрено формирование физической шкалы времени (1 с, 1 мин), которая выводится на внешние разъемы. Погрешность привязки шкалы времени к государственному эталону не более ±10 мс. При пропадании эталонного радиосигнала радиочасы переходят в автономный режим и продолжают выдавать временной код и формировать шкалу времени. Питание — от источника постоянного тока, напряжением +(7... 12) В; потребляемый ток
Характеристики радиостанций РБУ и РТЗ
Наименование, местоположение радиостанции Частота несущих колебаний, кГц Излучаемая мощность, кВт Форма сигналов и способ их передачи Погрешность по частоте и времени
РБУ, г. Москва 66,(6) 50 БХХХ^ 2 х 10-12; 10 мкс
непрерывно
РТЗ, г. Иркутск 50 10 БХХХ^ 2 х 10-12; 10 мкс
непрерывно
54
Sensors & Systems • № 11.2009
РЧ-011/1 не более 50 мА; ток, потребляемый РЧ-011/2 — не более 200 мА. При питании от сети 220 В предусмотрен адаптер. Отдельно может поставляться преобразователь напряжения для питания от источника постоянного тока напряжением —(36...72) В. Активная антенна поставляется в комплекте с РЧ-011.
Радиочасы РЧ-011 могут встраиваться в различные хронометрические системы и устройства, а также самостоятельно использоваться совместно с поставляемым программным обеспечением (ПО) для автоматической установки и синхронизации системных таймеров (часов) персональных ЭВМ. ПО разработано для операционной системы Windos 98/ME/2000/NT/XP. В этом случае РЧ-011 по последовательному интерфейсу RS-232 или USB подключается к ЭВМ.
Кроме РЧ-011/1 и РЧ-011/2, имеющих законченное конструктивное решение, был разработан одноплатный модуль, который легко может быть встроен в различные хронометрические системы и комплексы. Примером такого решения может служить радиосервер точного времени РСТВ-01 (рис. 4), разработанный ЗАО НПФ "Прорыв", в котором в качестве первичных часов используется такой модуль. РСТВ-01 является базовым элементом для построения хронометрических систем и систем синхронизации времени различного назначения.
Радиосервер РСТВ-01 применяется в составе автоматизированных информационно-измерительных систем различного назначения. Сервер обеспечивает установку и синхронизацию точного единого времени абонентам сети по эталонной шкале времени UTC (SU). Установка и синхронизация часов производится по эталонным сигналам частоты и времени. РСТВ-01 работает под управлением высокопроизводительного RISC-про-
Рис. 2. Радиочасы РЧ-011/1 (габариты 112 х 73 х 26 мм)
Lid-
Рис. 3. Радиочасы РЧ-011/2 с антенной и сетевым адаптером (габариты 140 х 115 х 37 мм)
Рис. 4. Радиосервер точного времени РСТВ-1
цессора, имеет встроенное коммутационное поле для подключения внешних устройств, часы реального времени, поддерживает механизм автоматического включения резервного питания. В состав устройства входят магнитная антенна, одноплатный модуль радиочасов РЧ -011/1, универсальный проц
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.