基于FPGA和单片机的守时系统设计

曾一凡，吴思琪

（沈阳工业大学 信息科学与工程学院，辽宁 沈阳 110870）

精确的时间在电力系统中有着广泛的应用，不仅仅在电网通信网络中需要时间同步，在监控、调度和数据交换等方面也有高精度的时间同步要求[1-2]，因此开展守时理论和方法的研究对于电力系统的建设和发展具有极其重要的意义[3]。电网中普遍采用GPS/北斗作为时间同步的基准，具有较高的时间精度。但是一旦发生特殊事件，导致信号微弱甚至是消失时，GPS/北斗的可利用性就会受到限制，无法利用它来进行守时。而守时系统则是一种可以利用标准时标对本地信号进行校准，并在规定时间内保持稳定的系统，可在GPS/北斗受限时作为标准时钟为电力系统提供高精度的时间信号。

目前，对于守时系统的研究主要集中在跟踪及保持守时系统的精度、跟踪过程的调整速度和系统的便携性上。参考文献[4]阐述了若干种测量相位差的方法。参考文献[5]～[8]介绍了几种目前应用于电力系统中的时间同步技术。参考文献[9]～[12]中的守时电路是通过接收FPGA送来的高精度标准时间信息，对外部频率标准进行高精度分频计时，产生与标准时间保持同步的时间信号，并通过软件对守时电路的时间进行校准。参考文献[13]、[14]采用普通晶振和单片机构成计时器，通过与上位机通信实现守时。该方法实现起来较容易，但调整速度较慢，且普通晶振工作一段时间后频率会产生一些变化，不能实现信号的稳定保持。……