IRIG-B对时.doc

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IRIG-B
　　IRIG-B(Inter Range Instrumentation Group)
　　概述：
　　IRIG串行时间码，共有六种格式。即IRIG—A、B、D、E、G、H。它们的主要差别是时间码的帧速率不同，从最慢的每小时一帧的D格式到最快的每十毫秒一帧的G格式。由于IRIG—B格式时间码（以下简称B码）是每秒一帧的时间码，最适合使用的习惯，而且传输也较容易。因此，在IRIG六种串行时间码格式中，应用最为广泛的是B码。
　　为了便于传递，可用标准正弦波载频进行幅度调制。标准正弦波载频的频率与码元速率严格相关。B码的标准正弦波载频频率为1KHz。同时，其正交过零点与所调制格式码元的前沿相符合，标准的调制比为10比3。调制后的B码通常称IRIG-B（AC）码，未经幅度调制的通常称IRIG-B（DC）码。
　　IRIG-B(DC)码的接口通常采用TTL接口和RS422（V.11）接口。IRIG-B(AC)码的接口采用平衡接口。IRIG-B(DC)码的同步精度可达亚微秒量级，IRIG-B(AC)码的同步精度一般为10～20ms(微秒)。
　　IRIG是美国靶场仪器组的简称，美国靶场仪器组是美国靶场司令部委员会的下属机构。IRIG时间标准有两大类：一类是并行时间码格式，这类码由于是并行格式，传输距离较近，且是二进制，因此远不如串行格式广泛；另一类是串行时间码，共有六种格式，即A、B、D、E、G、H。它们的主要差别是时间码的帧速率不同，IRIG-B即为其中的B型码。B型码的时帧速率为1帧/s；可传递100位的信息。作为应用广泛的时间码，B型码具用以下主要特点：携带信息量大，经译码后可获得1、10、100、1000 c/s的脉冲信号和BCD编码的时间信息及控制功能信息；高分辨率；调制后的B码带宽，适用于远距离传输；分直流、交流两种；具有接口标准化，国际通用等特点。
　　随着当今电子技术日新月异的发展，时间同步得到了越来越重要的应用。时间码IRIG-B作为一种重要的时间同步传输的方式，以其实际突出的优越性能，成为时统设备首选的标准码型，广泛的应用到电信、电力、军事等重要行业或部门。

早期的B码解码设备多采用TTL集成电路与单片机相结合的方法来实现，利用门电路和触发器从编码信号中提取出秒同步信号，而用单片机实现时间信息的解码。目前该方法仍在使用，但该方法存在器件较多，结构复杂，可靠性差、同步精度不高、通用性差、不利于功能扩展等问题。
　　为了解决上述问题，在本设计中，采用CPLD芯片来实现IRIG-B码的解码，采用的是Altera公司的EPM3256。开发仿真软件采用的是MAX+PLUSⅡ，它可以进行原理图编辑和VHDL语言编辑，并支持这些编辑方式的混合设计。在本设计中利用VHDL语言进行底层模块的设计，用原理图进行上层模块的设计。该软件具有门级仿真功能，可以进行功能和时序仿真，并且支持目标程序在线下载。
　　外部接入的IRIG-B编码信号是用RS485电平传输的差分信号，需变换为TTL信号，转换芯片为AD公司的ADM2483，该芯片是带隔离的增强型RS485收发器，有失效保护、短路电流限制、热关断和恢复等功能。外接的5 MHz信号来源于5 MHz的有源晶振。硬件框图如图2所示。

IRIG-B（DC）直流偏置信号接口
每秒1帧，包含100个码元，每个码元10mS。脉冲宽度编码，2mS宽度表示二进制0、分隔标志或未编码位，5mS宽度表示二进制1，8mS宽度表示整100mS基准标志。
秒准时沿：连续两个8mS宽度基准标志脉冲的第二个脉冲的前沿，上升沿。
帧结构：起始标志、秒（个位）、分隔标志、秒（十位）、基准标志、分（个位）、分隔标、分（十位）、基准标志、时（个位）、分隔标志、时（十位）、基准标志、自当年元旦开始的天（个位）、分隔标志、天（十位）、基准标志、天（百位）（前面各数均为BCD码）、7个控制码（在特殊使用场合定义）、自当天0时整开始的秒数（为纯二进制整数）、结束标志。
根据TEEE Std 1344-1995规定，在IRIG-B P50-P58位增加了年份。
准时上升沿的时间准确度≤1μS。

深圳市云辰科技有限公司
产品简介:
    目前的电力系统自动化程度越来越高，对时间的准确性也提出更高要求。在以往的设备对时接口多采用1PPS、1PPM和RS232/485等，这些对时接口由于时间信息不完整，也没有标准协议，造成和对时设备连接很困难。
    IRIG-B是一种新型的对时标准，可以实现多台设备的高精度对时，并且有连接简单，抗干扰能力强等特点，所以在最近几年中，国内各大电网公司将IRIG-B作为自动化设备的标准对时接口。
    IRIG-B由于对时精度高，解码比较复杂，对硬件要求高。在一些自动化设备中CPU计算能力有限，不能完整解算出高精度的时间码，另外IRIG-B协议比较复杂，对开发人员要求也高。
    针对以上情况，采用SOC技术，本公司设计出专用IRIG-B解码芯片，使开发人员不用了解IRIG-B协议就获得高精度的时间信号。
    这款芯片可以做为自动校时的RTC芯片使用，输出信号可编程   

主要功能：
◆  接收IRIG-B（DC）信号，解调为内部寄存器表示的时间，方便单片机和其它CPU读取；
◆  支持中断方式读取时间；
◆  外接电池可以实现RTC功能；
◆  可选多种输出接口PPS、PPM、PPX、RS232（TTL）、SPI、I2C 、GPIO。

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