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XPTM-4040 时间完好性监测守时模块用户使用手册

发布时间:2020-09-21 16:54

产品概述

XPTM-4040是一款体积小、功耗低、守时精度高的高集成RTC守时组件。以“低功耗高精度RTC技术”为核心,通过外部1pps+TOD参考,快速完成智能驯服,实现模块高精度守时。模块适用于各种快速启动、电池供电、守时指标要求高的应用场合。

图1 产品正视图



应用示意框图


产品示意框图如图2所示


图2 产品应用示意框图

  • 功能指标

  • 功能特征

  • 时间同步

  • 通过外部整机所提供的参考时间和外部1PPS对守时模块进行时钟驯服,完成时间同步,并将驯服状态(开始驯服、驯服中断、驯服完成)输出,并将授时状态(授时、未授时)输出。
  • 秒脉冲完好性判断功能

  • 当守时模块完成驯服后,开始对外部输入1PPS进行完好性监测。采用计数器的方式,用外部1PPS上升沿作为计数器时间信号,本地1PPS上升沿作为计数器时间信号,通过计数值与计数时钟可换算出外部1PPS与本地1PPS的相差时间,实时输出值。
  • 守时功能

  • 失去外部信号源但未掉电时,进入守时状态(守时、未守时)。当时钟驯服已经完成时,进入守时状态,输出1PPS和相关时间信息,将守时状态输出,提醒整机进入守时状态;当尚未完成时钟驯服,需将驯服中断和未守时状态同时输出,提醒整机未守时。

技术指标

  • 1pps脉冲输入

  • 电    平:LVTTL(高电平≥2.4V,低电平≤0.4V);
  • 脉    宽:≥100ns;
  • 授时精度:优于50ns(相对于UTC,1σ);
  • 物理接口:见表2;
  • 输入路数:1路。
  • TOD串口报文

  • 电    平:LVTTL(高电平≥2.4V,低电平≤0.4V);
  • 路    数:1路;
  • 物理接口:见表2。
  • 1pps脉冲输出

  • 电    平:LVTTL;
  • 上 升 沿:≤10ns;
  • 脉    宽:≥10us,默认100ms±2μs;
  • 同步精度:≤200ns(与外部输入1PPS比较,首次驯服时间≤5min)
  • 守时精度:≤2ms/48h(驯服25min以上);注:见“7说明事项”
  • 路    数:1路;
  • 物理接口:见表2。
  • 10MHz频率输出

  • 电    平:LVTTL;
  • 准确度:5E-11(驯服后24小时);
  • 短稳:3E-10(1s)。
  • 路    数:1路;
  • 物理接口:见表2。
  • TOD信号输出

  • 电    平:LVTTL;
  • 协议格式:自定义协议格式参见《XPTM自定义时间报文协议》(另附),可定制;
  • 路    数:1路;

物理接口:见表2。

接口定义

XPTM-4040输入输出接口定义见表 1。

表 1模块接口定义


针号

定义

备注

1

DC  +3.3V

LDO,外部电源向整个守时模块供电

2

DC  +3.3V

LDO,外部电源向整个守时模块供电

3

GND

与外部共地

4

GND

与外部共地

5

DC  +3.3V

LDO,电池向计时模块及晶振在低功耗模式供电

6

GND

与外部共地

7

RX数据输入

LVTTL电平

8

TX数据输出

LVTTL电平

9

GND

与外部共地

10

预留串口RX数据输入

LVTTL电平

11

预留串口TX数据输出

LVTTL电平

12

GND

与外部共地

13

1PPS输入

LVCMOS

14

1PPS输出

LVCMOS

15

GND

与外部共地

16

NULL



17

10Mhz频率源输出

守时板向外部供10Mhz频率源,LVCMOS,3.3V

18

GND

与外部共地

19

NULL



20

NULL




软件接口

自定义时间报文协议(TOD)

产品支持自定义时间报文输入、输出功能,自定义时间报文协议格式请参见《XPTM自定义时间报文协议》(另附)。

命令行接口(CLI)

产品支持串口命令行监控,命令行接口请参见《XPTM-CLI(命令行接口) 参考手册》。

环境适应性

环境温度:-40℃~+55℃。

贮存温度:-55℃~+70℃。

湿    热:95%(25℃时)。

振动:5-200HZ,amax=2.3g。

满足甲方设备电磁兼容性要求。

结构特性

守时模块的最大外形尺寸为40 mm(长)×40 mm(宽)×20 mm(高),各误差不大于0.2mm,见图 3、图 4(加粗线条表示屏蔽罩范围,宽度为1mm,屏蔽罩高度小于4mm)。


图 3 产品应用示意框图


图 4 产品应用示意框图

说明事项

由于产品长时间放置对守时精度有一定影响,在使用前需要加电驯服,放置时长与驯服时长对应关系见表 2。

表 2 守时精度影响因素


系统指标

序号

断电时长

加电时长

驯服25min,守时精度≤2ms/48h

1

1天以内

半小时

2

1~7天

1小时

3

7~30天

2小时

4

30~60天

3小时

5

60~90天

4小时

6

90天以上

5小时


标签:时间同步网络时钟精密授时

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