基于分布特征层级式时钟系统在广播电台分析和应用,此文是一篇时钟论文范文,为你的毕业论文写作提供有价值的参考。
时钟论文参考文献：
【摘 要】 以某广播电台时钟系统为例,分析了当前常见的两种时钟系统模型的利弊,由此设计一种基于分布特征的层级式时钟系统,介绍了其设计原理、系统构成、设备性能,并且对技术可靠性进行了理论分析.
【关键词】电台时钟系统 分布式 层级式 稳定性分析
一、引言
广播电台时钟系统是一个大型通信计时系统,用以实现电台内部相关系统之间的时间信号统一,便于台内播出链路的所有环节在同一时间下准确无误地工作；同时使台内编播工作人员时刻掌握标准的时间信息,为台内各个职能部门之间有机的配合工作提供准确、统一的时间依据,确保电台各种相关业务部门的高速有效运转.以某广播电台时钟系统为例,简要介绍了其设计原理、系统构成、设备性能及技术可靠性.
二、时钟系统网络结构
时钟网络拓扑结构可以大致分为分布式和层级式.如图1所示,在层级式的网络拓扑结构中,各个时钟节点目录深度的不同表示它们之间的主从逻辑关系,即底层时钟单方向接收上一层时钟的信号命令；而在分布式始终的拓扑结构中,各层相同目录深度的时钟节点地位是彼此等价的.
层级式时钟的同步方法是将所有时钟信息和数值计算全部集中在以母钟为中心的节点上,除了母钟以外的任何时钟节点之间没有信息的传递,只能通过和中心母钟的时间信息交互才能达到整体时钟网络的同步.因为中心母钟节点承担了大量的数值计算任务,所以整个时钟网络的同步性能会因此降低.除此以外,若中心母钟由于设备物理故障或是软件攻击,整个时钟网络系统都会由此引发同步失效.
分布式时钟系统的拓扑结构中的每个时钟节点都彼此独立,如图2所示.因为没有设立关键节点,所以可以消除分布式时钟系统内因中心母钟时钟节点失效所引发的整体系统同步失败的缺点.并且分布式时钟系统在计算中只需参考相邻时钟节点所交互的时钟信息即可,因此减少了在各个节点之间的通信工作量.
三.基于分布特性的层级式时钟系统
1.系统原理
电台原时钟系统由主备两套母钟系统以及一个母钟切换器构成,在结构上属于典型的层级式时钟系统.原系统虽然使用四个GPS接收机作为时钟源,但仍然汇总为两个母钟,并进一步将两组时钟源交汇到唯一一台母钟切换器上.这样无疑增加了此中枢节点所承担的故障风险,若此母钟切换器节点出现因硬件等不确定性因素导致的问题时,整个时钟系统将面临崩溃,由此引发的播出安全隐患不堪设想.
本文在当前时钟系统网络结构的基础上,致力于讨论一种基于分布式特征的层级式时钟系统.本系统由四套母钟系统、GPS时码接收系统、铷原子钟、两个母钟切换器、时钟信号转换分配设备等子系统构成.在原有时钟系统基础上对母钟以及母钟切换器进行信号流拆分,将主、备路时钟信号中原本对应一台母钟的两路GPS时钟源信号分别对应四个独立的母钟.
使用铷原子钟为母钟1提供频率基准以确保时钟的自运行精度,并将四个母钟进行横向串联以保证部分GPS接收机出现故障时四个母钟的信号仍能够保持同步.进而将四组由各自母钟所输出的RS422、EBU、SZ信号分别交由两台母钟切换器进行应急切换处理,并将两台切换器所输出的三种时间信号分别传输至台内各个编播系统,为技术区的机房子钟、六响报时和语言报时信号、自动化播出系统以及全台行政办公区提供标准时码信号.具体设备连接如图3所示.
2.GPS卫星同步钟
本时钟系统所使用的ST3100H型GPS卫星同步钟自动接收美国全球卫星定位系统GPS的标准时间,对GPS接收模块输出的数据进行过滤、分析,形成标准的串行时码,从而输出准确的北京时间.输出信号中同时携带GPS模块跟踪状态信息,供时钟监控计算机使用,可以方便地获得GPS设备的工作状况.
ST3100H型GPS卫星同步钟由天线及天线放大器、1U设备机箱构成.室外天线内部所装的天线放大器将天线所收到的分米波信号加以放大,经专用电缆接进设备机箱内的GPS接收模块.本系统的原理图如下图所示：
机箱内的时码处理模块由高性能单片机、不停电时钟、驱动电路等构成,对GPS接收模块输出的数据进行过滤、分析,形成标准的串行时码输出.后一级的信号转换模块产生输出SZ、RS232、RS485/RS422、1pps等不同格式的日期时间码.S T3100型GPS卫星同步钟前面板具有低压荧光屏VFD显示日期时间,第一行显示日历,依次为年（4位）,月（2位）,日（2位）和星期（1位）,第二行显示时间.除了正常的时间显示外,前面板显示屏还具有跟踪状态指示,设备的跟踪情况一目了然.同时还指示和卫星锁定和否的状态.
S T3100H型G P S卫星同步钟的信号同步定时精度可以达到1μs,天线馈线长度为 100米.采用RS422/ RS485、SZ时码以及1pps三种输出信号格式,其中RS422/RS485在用,SZ时码和1pps在本系统中为预留接口.
本系统所使用的RS485/422接口日期时间码可有效传输1000米以上,波特率为9600bps,8位数据,1位停止位,无校验.每次共12个字,依次为同步字（AA）、状态字1、状态字2、年1、年2、月、日、星期、时、分、秒、結束字03H.
3.中心母钟
ST6102D型中心母钟系本时钟系统的核心,为子钟、播出系统、自动控制系统、提供精确的时间同步.每套ST6102D型中心母钟它包括一主一备两套高稳定度的工作钟模块,均可长期独立运行,输出可自动切换；它具备两路标准时间信号输入接口,自动校准于北京时间,以消除积累误差.
结论：关于本文可作为时钟方面的大学硕士与本科毕业论文桌面时钟论文开题报告范文和职称论文论文写作参考文献下载。
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