搭建标准时间源 了解 GPS 对时母钟配置

一套时间同步系统靠不靠谱，源头那块母钟是关键。母钟要是时间不准或者跑着跑着出了岔子，下面挂的所有设备和子钟都得跟着乱。所以选母钟的时候，不能光看能不能收到卫星信号，背后的技术参数才是真正决定它能不能稳住场子的东西。我们山东唯尚电子有限公司生产的GPS对时母钟，在这些参数上做得比较实在，下面一条一条说清楚。

山东唯尚电子有限公司

一、授时精度

母钟接收GPS卫星信号后，通过串口、NTP或者脉冲方式对外输出时间。在接收信号正常的情况下，母钟输出的1PPS秒脉冲与GPS卫星信号的同步误差控制在30纳秒以内。通过串口输出的时间报文与秒脉冲沿的对应误差不超过1毫秒。如果用户需要更高的串口精度，可以选配高精度授时板卡，误差可以进一步压缩到10微秒以内。

二、卫星接收性能

母钟内置多通道GPS接收模块，通道数量在32通道以上，可以同时跟踪多颗卫星。冷启动状态下，从开机到首次定位的时间不超过50秒。热启动状态下，一般在10秒以内就能锁定卫星。卫星锁定后，母钟前面板会显示收星颗数和信号强度。在室外开阔环境下，收星颗数通常在6到12颗之间。信号质量不够好时，母钟会继续搜星直到达到稳定锁定状态。

三、时间报文输出

母钟标配多路串行接口，包括RS232和RS485两种类型。串口的波特率可以设置，常用的是9600。时间报文的格式支持多种常见协议、以及电力行业常用的IRIG-B码。用户可以根据后端设备的要求选择合适的报文格式。每路串口可以独立配置，互不干扰。

四、脉冲信号输出

母钟可以输出多种类型的脉冲信号，包括1PPS（每秒一个脉冲）、1PPM（每分钟一个脉冲）、1PPH（每小时一个脉冲）。脉冲信号的上升沿宽度和电平标准都可以根据用户设备的接口要求进行调整。脉冲信号主要用来校准那些不支持串口或网络对时的高精度设备，比如某些测试仪器和自动化控制器。

五、守时能力

母钟内部配置了温补晶振作为守时单元。当GPS卫星信号暂时丢失，比如天线被遮挡或者周围有强干扰时，母钟依靠内部晶振继续维持时间输出。在24小时时间内，母钟的时间漂移不超过1秒。如果现场环境对守时要求比较高，比如经常出现长时间无信号的情况，可以选配恒温晶振，恒温晶振可以把24小时漂移控制在几十毫秒以内。

六、前面板显示与操作

母钟的前面板装有一块液晶显示屏，可以显示卫星收星颗数、设备工作状态、各输出接口的运行情况。显示屏带有背光，光线暗的时候也能看清楚。操作采用按键方式，菜单层级不多，现场调试人员不需要翻说明书就能完成常用的设置，比如修改串口波特率、手动设定时间、查看卫星状态等。

七、告警输出

母钟背后配备了继电器干接点告警接口。当出现卫星信号丢失、内部晶振异常、电源故障等情况时，继电器会动作，向外输出一个开关量信号。这个信号可以接到机房的声光报警器或者监控系统上，运维人员不用天天盯着母钟看，出了故障自然会收到通知。

八、物理接口与安装

母钟采用标准1U机架式机箱设计，宽度19英寸。前面板有显示和按键，所有的输入输出接口都在机箱背面。卫星天线接口是标准的SMA母头，串口接口是DB9或者接线端子，脉冲输出和告警输出也是接线端子。电源接口是标准的品字插座或者三芯接线端子，支持交流220伏输入。整台设备可以直接固定在机柜里，不占用太多空间。

九、供电与环境

母钟的工作电压范围是交流180伏到260伏，也可以根据用户要求定制直流48伏或者直流24伏供电。整机功耗在10瓦到15瓦之间，发热量不大。工作温度范围是零下10摄氏度到正50摄氏度，普通机房环境下使用没有问题。如果需要在室外或者环境更恶劣的地方使用，可以选配工业级宽温版本，工作温度范围可以扩展到零下20摄氏度到正70摄氏度。

审核编辑 黄宇