一种多功能高精度同步触发装置及方法 专利技术说明

其他产品的制造及其应用技术1.本发明属于控制技术领域，具体涉及一种多功能高精度同步触发装置及方法。背景技术：2.武器点火、发射均需一定条件下的信号触发，以及授时和同步信号。在该背景下，本发明提供了一种多功能高精度同步触发方法及装置，既能解析gps/北斗时间或b码时间实现定时触发、又能根据外部条件实现外触发，同时可以输出3路1pps同步信号对系统内的设备、装备进行同步，又提供ntp网路授时方式对所有设备进行授时。技术实现要素：3.本发明旨在针对上述问题，提出一种多功能高精度同步触发装置及方法。4.本发明的技术方案在于：本发明提出一种多功能高精度同步触发装置。5.一种多功能高精度同步触发装置，包括arm控制单元及与arm控制单元分别连接的输入模块及输出模块；所述输入模块包括gps/北斗卫星接入模块、dc输入模块、配置信号输入模块及触发信号输入模块；所述输出模块包括授时输出模块、瞬态时间输出模块、触发信号输出模块、bdc码输出模块及调制信号输出模块。6.所述gps/北斗卫星接入模块包括设置在前面板上的第一bnc插座，bnc插座一端连接gps/北斗卫星天线，另一端通过gps/北斗卫星接收机连接至arm控制单元；所述dc输入模块包括设置在前面板上的dc输入插座，dc输入插座一端连接bdc输入信号，另一端通过第一隔离电路连接至arm控制单元；所述配置信号输入模块包括设置在后面板上的第一瞬态时间插座，第一瞬态时间插座一端连接配置信号或触发时间百兆网，另一端通过第二网络phy模块连接至arm控制单元；触发信号输入模块包括设置在后面板上的第二bnc插座，第二bnc插座一端连接触发信号trigger_in，另一端通过第二隔离电路连接至arm控制单元。7.所述授时输出模块包括设置在后面板上的授时输出插座，授时输出插座通过第一网络phy模块连接至arm控制单元；所述瞬态时间输出模块包括设置在后面板上的第二瞬态时间插座，第二瞬态时间插座通过接口芯片连接至arm控制单元；所述触发信号输出模块包括设置在后面板上的第三bnc插座，第三bnc插座通过第三隔离电路连接至arm控制单元；所述bdc码输出模块包括设置在后面板上的第四bnc插座，第四bnc插座通过第四隔离电路连接至arm控制单元；所述调制信号输出模块包括设置在后面板上的第五bnc插座、第六bnc插座及第七bnc插座，第五bnc插座、第六bnc插座及第七bnc插座均通过分配驱动电路连接至arm控制单元。8.还包括：设置在前面板内部的指示灯控制板，指示灯控制板包含4个指示灯，分别为用以表征gps/北斗卫星信号已锁定的锁定指示灯、用以表征输出网络ntp时间正常的授时指示灯、用以表征输出的1pps同步信号工作正常的1pps指示灯及用以表征设备的工作状态异常的报警指示灯；指示灯控制板通过ledcontrol线缆连接至arm控制单元。9.还包括：人机交互模块；所述人机交互模块包括设置在前面板内部的oled屏与按键板，oled屏通过4-spi interface接口连接至arm控制单元；所述按键板通过keycontrol接口连接至arm控制单元。10.还包括：高稳晶振；所述高稳晶振的osc in/out信号连接至arm控制单元。11.还包括：电源模块；所述电源模块包括设置在后面板上的ac220v插座，还包括依次连接的开关电源、电源开关及二次电源转换单元；开关电源与ac220v插座连接；其中，电源开关设置在前面板。12.本发明提出一种多功能高精度同步触发方法，使用如上所述多功能高精度同步触发装置，方法如下：步骤1：配置文件；配置文件内容包括：配置定时触发模式有效性及外部触发模式有效性；定时触发模式有效性配置：触发时间、输出信号是上升沿触发或下降沿触发及脉冲宽度；外部触发模式有效性配置：输入信号是上升沿有效或下降沿有效、延迟时间、输出信号是上升沿触发或下降沿触发，输出信号脉冲宽度。13.步骤2：解析gps/北斗卫星时间或dc码输入时间，得到解析时间；步骤3：根据步骤2得到的解析时间，生成3路1pps、1路dc码、1路ntp网络时间；利用解析时间，进行定时触发或等待外部触发信号有效；步骤4：输出触发信号与触发时间。14.所述解析gps/北斗卫星时间或dc码输入时间时，当gps/北斗卫星时间和dc码输入时间均无效的情况下，定时触发模式、输出1pps、输出dc码、输出ntp网络时间均无效；当gps/北斗卫星时间和dc码输入时间一路有效的情况下，自动使用有效的信号；当gps/北斗卫星时间和dc码输入时间均有效的情况下，优先使用gps/北斗卫星的解析时间；当gps/北斗卫星时间或dc码输入时间输入有效过程中，外部输入信号断开后，设备内部由高稳晶振维持时间继续工作，输出1pps、输出dc码、输出ntp网络时间仍然有效，且精度优于1ns。15.所述外部触发模式包括4种输入信号和输出触发信号关系；分别为：输入信号上升沿有效，输出信号上升沿触发；输入信号上升沿有效，输出信号下降沿触发；输入信号下降沿有效，输出信号上升沿触发；输入信号下降沿有效，输出信号下降沿触发；输入信号上升沿时刻为t1、输入信号下降沿时刻为t2、输出触发信号上升沿时刻为t3、输出触发信号下降沿为t4，延迟为△ts，脉冲宽度为△ts；状态1：输入信号上升沿有效，输出信号上升沿触发，输出信号上升沿触发时刻t3=t1+△ts；输出信号下降沿时刻t4= t1+△ts+△tw；状态2：输入信号上升沿有效，输出信号下降沿触发，输出信号下降沿触发时刻t4=t1+△ts；输出信号上升沿时刻t3= t1+△ts‑△tw；状态3：输入信号下降沿有效，输出信号上升沿触发，输出信号上升沿触发时刻t3=t2+△ts；输出信号上升沿时刻t4= t2+△ts‑△tw；状态4：输入信号下降沿有效，输出信号下降沿触发，输出信号下降沿触发时刻t4=t2+△ts；输出信号上升沿时刻t3= t2+△ts‑△tw；所述定时触发模式包括输出信号上升沿触发及输出信号下降沿触发；设触发时刻为t，脉冲宽度为△tw；状态1：输出信号上升沿触发，下降沿触发时刻为t+△tw；状态2：输出信号下降沿触发，上升沿触发时刻为t‑△tw。16.本发明的技术效果在于：1）本发明可以实现定时触发、外触发两种模式，定时触发时间由实时解析的gps/北斗时间或bdc码时间产生，精度高，达到ns级；2）本发明可以产生3路优于纳秒级的1pps信号用于同步系统类设备、装备；3）本发明可以同时输出ntp网络时间，为系统内其它设备进行授时。附图说明17.图1为本发明实施例提供一种多功能高精度触发方法流程图。18.图2为本发明实施例提供一种多功能高精度触发装置外触发设置时间关系示图。19.图3为本发明实施例提供一种多功能高精度触发装置定时触发设置时间关系示图。20.图4为本发明实施例提供一种多功能高精度触发装置原理图。具体实施方式21.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。22.实施例1本发明提出一种多功能高精度同步触发装置。23.一种多功能高精度同步触发装置，包括arm控制单元及与arm控制单元分别连接的输入模块及输出模块；所述输入模块包括gps/北斗卫星接入模块、dc输入模块、配置信号输入模块及触发信号输入模块；所述输出模块包括授时输出模块、瞬态时间输出模块、触发信号输出模块、bdc码输出模块及调制信号输出模块。24.所述gps/北斗卫星接入模块包括设置在前面板上的第一bnc插座，bnc插座一端连接gps/北斗卫星天线，另一端通过gps/北斗卫星接收机连接至arm控制单元；第一bnc插座将gps/北斗卫星天线引入，再经过gps/北斗卫星接收机解调为1pps+tod信号传输至ram控制单元；所述dc输入模块包括设置在前面板上的dc输入插座，dc输入插座一端连接bdc输入信号，另一端通过第一隔离电路连接至arm控制单元；引入外部输入bdc码，再经过第一隔离电路后转换为bdc(1)信号传输至arm控制单元；所述配置信号输入模块包括设置在后面板上的第一瞬态时间插座，第一瞬态时间插座一端连接配置信号或触发时间百兆网，另一端通过第二网络phy模块连接至arm控制单元；配置信号或触发时间百兆网net依次通过第一瞬态时间插座及网络phy转换为mii(2)与arm控制单元通信；触发信号输入模块包括设置在后面板上的第二bnc插座，第二bnc插座一端连接触发信号trigger_in，另一端通过第二隔离电路连接至arm控制单元；将外部的触发信号trigger_in信号经过第二隔离电路隔离后传输至arm控制单元。25.所述授时输出模块包括设置在后面板上的授时输出插座，授时输出插座通过第一网络phy模块连接至arm控制单元；arm控制单元解析输入的gps/北斗卫星时间或输入的bdc时间，调制为ntp协议的mii(1)信号输出到第一网络phy模块，转换为百兆网络ntp协议net(1)输出至授时输出插座；所述瞬态时间输出模块包括设置在后面板上的第二瞬态时间插座，第二瞬态时间插座通过接口芯片连接至arm控制单元；将arm控制单元产生的触发时间td/rd信号通过接口芯片转换为rs232信号输出；所述触发信号输出模块包括设置在后面板上的第三bnc插座，第三bnc插座通过第三隔离电路连接至arm控制单元；将arm控制单元根据触发条件产生的触发信号trigger_out，经过第三隔离电路隔离后输出；所述bdc码输出模块包括设置在后面板上的第四bnc插座，第四bnc插座通过第四隔离电路连接至arm控制单元；将arm控制单元调制的bdc码输出信号bdc(2)经过第四隔离电路隔离后输出；所述调制信号输出模块包括设置在后面板上的第五bnc插座、第六bnc插座及第七bnc插座，第五bnc插座、第六bnc插座及第七bnc插座均通过分配驱动电路连接至arm控制单元；arm控制单元调制1路pps信号经过分配驱动电路进行一分三并增加驱动能力后，产生1pps(1)、1pps(2)及1pps(3)；1pps(1)通过第四bnc插座输出，1pps(2)通过第六bnc插座输出，1pps(3) 通过第七bnc插座输出。26.还包括：设置在前面板内部的指示灯控制板，指示灯控制板包含4个指示灯，分别为用以表征gps/北斗卫星信号已锁定的锁定指示灯、用以表征输出网络ntp时间正常的授时指示灯、用以表征输出的1pps同步信号工作正常的1pps指示灯及用以表征设备的工作状态异常的报警指示灯；指示灯控制板通过ledcontrol线缆连接至arm控制单元。27.还包括：人机交互模块；所述人机交互模块包括设置在前面板内部的oled屏与按键板，oled屏通过4-spi interface接口连接至arm控制单元；所述按键板通过keycontrol接口连接至arm控制单元。28.其中，oled屏显示内容为时间、卫星锁定状态、速度、高度、卫星数、经纬度、时间源来自gps还是北斗；按键板上具有“菜单”、“确定”、“▲”、“▶”、“▼”、“◀”六个按键，通过按键板可以进入配置gps/北斗卫星接收机工作模式和显示模式子界面选择；所述的gps/北斗卫星接收机工作模式子界面可以control选择以gps模式接收或北斗模式接收或两种模式同时接收；显示模式子界面可以选择常亮模式或休眠模式，休眠模式工作60s后进入休眠状态，当按任意一个按键可以唤醒。29.还包括：高稳晶振；所述高稳晶振的osc in/out信号连接至arm控制单元。30.还包括：电源模块；所述电源模块包括设置在后面板上的ac220v插座，还包括依次连接的开关电源、电源开关及二次电源转换单元；开关电源与ac220v插座连接；其中，电源开关设置在前面板。31.将220v交流电通过开关电源将电源转换为5v，再经过二次电源转换单元转换为3.3v、2.5v、1.2v、1.25v给设备上各模块及芯片使用；电源开关为圆形按钮开关，控制开关电源输出的5v的通断。32.实施例2本发明提出一种多功能高精度同步触发方法。33.本发明提出一种多功能高精度同步触发方法，使用如上所述多功能高精度同步触发装置，方法如下：步骤1：配置文件；配置文件内容包括：配置定时触发模式有效性及外部触发模式有效性；定时触发模式有效性配置：触发时间、输出信号是上升沿触发或下降沿触发及脉冲宽度；外部触发模式有效性配置：输入信号是上升沿有效或下降沿有效、延迟时间、输出信号是上升沿触发或下降沿触发，输出信号脉冲宽度。34.步骤2：解析gps/北斗卫星时间或dc码输入时间，得到解析时间；步骤3：根据步骤2得到的解析时间，生成3路1pps、1路dc码、1路ntp网络时间；利用解析时间，进行定时触发或等待外部触发信号有效；步骤4：输出触发信号与触发时间。35.所述解析gps/北斗卫星时间或dc码输入时间时，当gps/北斗卫星时间和dc码输入时间均无效的情况下，定时触发模式、输出1pps、输出dc码、输出ntp网络时间均无效；当gps/北斗卫星时间和dc码输入时间一路有效的情况下，自动使用有效的信号；当gps/北斗卫星时间和dc码输入时间均有效的情况下，优先使用gps/北斗卫星的解析时间；当gps/北斗卫星时间或dc码输入时间输入有效过程中，外部输入信号断开后，设备内部由高稳晶振维持时间继续工作，输出1pps、输出dc码、输出ntp网络时间仍然有效，且精度优于1ns。36.所述外部触发模式包括4种输入信号和输出触发信号关系；分别为：输入信号上升沿有效，输出信号上升沿触发；输入信号上升沿有效，输出信号下降沿触发；输入信号下降沿有效，输出信号上升沿触发；输入信号下降沿有效，输出信号下降沿触发；输入信号上升沿时刻为t1、输入信号下降沿时刻为t2、输出触发信号上升沿时刻为t3、输出触发信号下降沿为t4，延迟为△ts，脉冲宽度为△ts；状态1：输入信号上升沿有效，输出信号上升沿触发，输出信号上升沿触发时刻t3=t1+△ts；输出信号下降沿时刻t4= t1+△ts+△tw；状态2：输入信号上升沿有效，输出信号下降沿触发，输出信号下降沿触发时刻t4=t1+△ts；输出信号上升沿时刻t3= t1+△ts‑△tw；状态3：输入信号下降沿有效，输出信号上升沿触发，输出信号上升沿触发时刻t3=t2+△ts；输出信号上升沿时刻t4= t2+△ts‑△tw；状态4：输入信号下降沿有效，输出信号下降沿触发，输出信号下降沿触发时刻t4=t2+△ts；输出信号上升沿时刻t3= t2+△ts‑△tw；所述定时触发模式包括输出信号上升沿触发及输出信号下降沿触发；设触发时刻为t，脉冲宽度为△tw；状态1：输出信号上升沿触发，下降沿触发时刻为t+△tw；状态2：输出信号下降沿触发，上升沿触发时刻为t‑△tw。37.本发明中，瞬态时间插座及授时输出插座均为rj45插座，瞬态时间插座为db9插座。









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