GDTS-600 时间同步系统测试仪

 
装置概述
1.1功能概述
        GDTS-600时间同步系统测试仪是一款高精度时间信号测量分析仪,能够实时测量和精确分析多种时间信号,同步显示被测信号波形,自动生成测试报告,并通过USB接口保存数据。整个人机界面及功能按键的设计便于操作,外观精巧,易于携带,可广泛应用于时间同步工业领域。
 
        GDTS-600时间同步系统测试仪以GPS全球定位系统为时间基准信号,精确测量并同步显示当前输入的时间信号与UTC时间的偏差,确保时间信号测量的高准确性、稳定性和重复性。不仅能够实现时间信号的多通道测量,自动识别被测信号类型,如脉冲时间信号、IRIG-B码、串口报文时间和网络时间报文等,而且支持被测信号的连续性测量,实时显示时间信号之间的比对结果,提供截屏功能,同时自动插入到测试报告中。不仅能对IRIG-B码、PPS的波形及其时间准确度进行有效测量,还能模拟授时系统的各种运行工况,输出可控同步/误码信号,并记录和分析被授时设备反馈的网络报文,检测其特性。GDTS-600时间同步系统测试仪通过配置SV和GOOSE的相关参数,可以对SV和GOOSE进行报文特性分析。
此外,GDTS-600时间同步系统测试仪具有搬钟功能,可在多种测试环境下使用,提供与基准时间信号同步的输出信号。
 
1.2关键技术与特点
1.多通道输入,自适应多种时间同步信号
        采用两个独立模拟输入通道,可进行双通道的同步采样,轻松实现两个通道信号的测量和对比分析。对于TTL信号、交流信号、空接点信号、RS485信号和RS232信号,采用统一的接口进行接入,在系统内部进行选择切换,自适应匹配相应的处理电路。用户只需要在操作界面中选择要输入信号的类型,系统自动切换到相应信号的匹配电路,不再需要根据信号类型接入不同的接口,方便信号接入。
2.实时显示被测信号的波形
       在同类型测试设备中,率先采用双波形实时显示技术,提供以用户体验为中心的人机交互界面。配有高清真彩液晶屏,除实时显示UTC时间信息、被测信号测试结果、设备状态信息外,也可以实时显示被测信号的波形。支持中英文菜单显示,功能按键及界面类似示波器,操作简单易用,实现了良好的人机交互体验。
3.网络报文PTP和NTP测量
       网络接口支持IEEE 1588v2(PTP)对时协议,采用基于硬件的时间标记,时间戳精度高,可提供最高水平的时间和频率精度,更可同时显示被测设备的端口类型、UTC偏移、路径延迟、未响应次数、PTP时间等。同时,提供NTP/SNTP测试功能并显示服务器IP地址、服务器mac地址、NTP路径延迟、NTP时间延迟等。
4.自动生成测试报告,提供多种形式记录测试结果
        内嵌USB接口,支持多种方式的U盘数据存储:屏幕截图,将界面上显示的波形和测试结果以图片的方式存储;单个测试报告,将测试结果自动与国家标准的要求进行对比,分析被测信号的质量,并将测试结果和对比结果保存到格式为xml的文档中;连续性测试的结果,长时间连续将测试数据记录到格式为csv的文档中,可直接用Excel打开。
5.采用高速采样模块,最高采样率达500MS/s
        内含高速采样模块,每个通道最高采样率达500MS/s,测量分辨率达2ns,可实现输入信号的高精度测量。
6.内置高精度铷钟或恒温晶振,保证连续长时间自守时状态的测试精度
       采用铷原子钟实现高精度自守时,铷原子钟守时精度优于1μs/天。采用现代闭环控制守时理论和卡尔曼数字滤波技术,利用外部时间基准对铷钟进行控制和驯服。采用高性能FPGA进行高精度时钟控制,系统输出的1PPS信号由内部频率源分频得到,并同步于外部时间基准输出的1PPS信号的长期平均值,克服了由于外部时间基准源的秒脉冲信号跳变所带来的影响,使输出的时间同步信号具有很高的准确度和稳定度,真正复现了“UTC时间基准”。
7.支持搬钟功能,内置蓄大容量锂电池可连续3小时不间断工作
        内置大容量锂电池,可在电池充满电后且无接外接电源情况下能持续使用3小时,实现了装置的高便携性。同时,装置本身具有高精度自守时功能,可轻松实现搬钟功能。
8.采用外接天线、内置天线的冗余设计,优选外接天线,且含天线延时补偿
        提供高性能的GPS内置接收天线,在无外接天线的情况下装置能够迅速完成时钟的锁定,方便用户在各种环境下进行测试。同时,通过设置天线的长度和高度,装置能够自动补偿由于天线产生的延时,有效的减少了延时误差。
9.可控同步/误码信号仿真输出
        模拟同步信号输出功能,以测量被授时设备的响应特性,既可输出正确的时间同步信号,又可输出可控的异常时间同步信号。主要包括:输出同步信号的时间及间隔可控制;输出的PPS/PPM/PPH脉冲波形可控,包括脉冲电平、脉冲宽度等特性;输出的IRIG系列时间报文特性及报文内容可控;输出的网络对时报文特性及内容可控。
10.同步/误码效果反馈检测
        在可控的模拟时间同步信号的作用下,进行被授时设备响应报文的监测分析研究,得到被授时设备的响应特性。
11.SV、GOOSE报文分析
        测试前通过配置菜单,对SV和GOOSE的相关参数进行配置,可以对SV和GOOSE报文的相关特性进行测试,报文分析功能包括:SV传输延时、同步状态、均匀度特性,GOOSE传输时延、开关量动作时间特性、心跳间隔等。
 
技术指标
3.1装置基本参数
表1
项目
主要技术指标
卫星接收机
L1 C/A码
灵敏度:–160 dBm
首次定位时间(TTFF):冷启动 < 1min
热启动 < 2s
1PPS时间准确度:优于 50ns
显示内容
北京时间(年、月、日、时、分、秒)、工作状态、信号波形、测试结果等
时间基准信号输入
北斗/GPS
测试接口
BNC接口(双通道)、ST多模光纤接口(双通道)、SFP网口
测试信号种类
1 PPS脉冲信号(TTL / RS485 / RS422 / RS232 / 空接点 / 光纤)
IRIG-B(DC)时间码(TTL / RS485 / RS422 / RS232 / 光纤)
IRIG-B(AC)时间码
串口时间报文(RS485 / RS422 / RS232 / 光纤)
PTP / NTP / SNTP网络时间报文
SV、GOOSE报文分析
测试项目
测量:脉冲信号宽度、秒准时沿的时间准确度、时间准确度标准差、上升沿时间、信号幅值、交流信号调制比等
解析:IRIG-B时间码、串口时间报文、PTP / NTP / SNTP网络时间报文、SV / GOOSE报文分析
测试分辨率
2ns
输出信号
1 PPS脉冲信号(TTL / RS485 / RS422 / 空接点 / 光纤)
IRIG-B(DC)时间码(RS485 / RS422  / 光纤)
IRIG-B(AC)时间码
串口时间报文(RS232 )
PTP / NTP / SNTP网络时间报文
自守时稳定度
优于50 ns/h
平均无故障时间
不小于50000h
功率消耗
≤ 30W
工作环境
工作温度:-10℃ ~ +50℃        湿度:5% ~ 95% 不结露
电磁兼容性
达到Ⅲ级标准
电源
外接电源:AC  220V
内置电池:可持续供电3小时