IRIG-B碼對時方式在繼電保護裝置中的應用

1)分頻電路本模塊的功能是將5 MHz的時鐘信號進行分頻處理，輸出1 000 Hz和9 600 Hz的信號，為碼元檢測和識別單元、碼元記錄單元和異步申行發(fā)送單元提供時間基準。為了減少計數(shù)器的位數(shù)進行了多次分頻。
2)碼元檢測和識別單元首先對B碼信號進行串并轉(zhuǎn)換。用10個D觸發(fā)器串聯(lián)，用1 000Hz的時鐘信號作為它們的時鐘，這樣只有在1 000 Hz的時鐘信號的上升沿來的時候才對輸入的數(shù)據(jù)進行輸出，其他時候處于保持原來輸出不變。串行觸發(fā)器的輸出分別連到10個并行D觸發(fā)器，由IRIG-B碼的上升沿來控制并行D觸發(fā)器的輸出Q9～Q0。當并行D觸發(fā)器的輸出“Q9Q8Q7Q6Q5Q4Q3Q2Q1Q0”為“0011111111”時，對應的碼元信息為標識位；同理，“0000011111”對應碼元“1”，而“0000000011”對應碼元“0”。碼元檢測原理框圖如圖5所示。

3)秒同步脈沖的產(chǎn)生根據(jù)碼元識別結(jié)果，如果連續(xù)檢測到兩個標識位，則第2個標識位就是參考標志Pr，其前沿為秒同步脈沖的起始點。而參考標志Pr后第1個上升沿對應的是秒同步脈沖經(jīng)過延時10ms的時刻，所以應該在參考標志Pr后第1個上升沿對應時刻再延時990ms來產(chǎn)生秒同步脈沖信號，在產(chǎn)生秒脈沖的同時把記錄碼元位置信息的計數(shù)器A清零。
4)碼元記錄單元碼元記錄單元根據(jù)碼元識別結(jié)果和碼元位置來組合產(chǎn)生時間信息，包括7位秒信息、7位分信息和6位時信息。
5)信息處理因為當前解出的時間是上一秒的時間信息。信息處理單元要將解碼后的時間加上1 s，同時為便于后續(xù)時間信息的傳輸和處理，要將時間信息轉(zhuǎn)換成BCD碼格式。
6)異步串行發(fā)送異步串行發(fā)送模塊就是把經(jīng)過處理后的時間信息通過異步串口發(fā)送出去，速率是9 600 bit／s，8位數(shù)據(jù)位，無校驗位，1位停止位。

4 結(jié)束語
IRIC-B碼對時有利于簡化回路設(shè)計，并且能夠可靠地提供精確的時間信息，必將在電力系統(tǒng)中得到日益廣泛的應用。
傳統(tǒng)的IRIG-B碼解碼器大多采用單片機來實現(xiàn)，器件較多，結(jié)構(gòu)復雜，在受到外界干擾的情況下還可能出現(xiàn)死機等故障。而采用CPLD設(shè)計的解碼器可以大大減少器件的數(shù)量、增加解碼器的穩(wěn)定性和應用的靈活性。根據(jù)本方案設(shè)計出的解碼器模塊適用于各種電壓等級的保護裝置，性能可靠穩(wěn)定，時間信息準確、對時脈沖精度高(誤差為幾μs)。