2023年11月30日发(作者：)
崔广新等
：
时钟指示时间同步误差的测量
15
时钟指示时间同步误差的测量
崔广新赵熙
（
河南省计量科学研究院河南郑州
，
450000
）
摘
要:时间同步对我们越来越重要
，
同步时钟应用越来越广泛的同步误差和
，同步时钟指示时间大于
同步时钟不可避免会存在同步误差，
8
s
PPS
脉冲间同步误差测量非常简单
,
旦是时钟指示时间在
Is现有资料没有这类同步误差的测量方法
以内的同步误差测量有些棘手
，
，研究探
索这类同步误差测量方法
，
对同步时钟使用和评估有非常积极的意义
。
关键词:
指示时间
；
同步误差;延迟时间时刻标记
；；
帧频率
中图分类号:TN99
文献标识码:国家标准学科分类代码
A464.
：
厶
。
?
。
DOX17.1593/j.cnki.
1244-6948.4228.4.
445
Measuremenf
of
Synchranizahon
Errm
of
Clock
IndichtingTime
CUI
Guauaxio
ZHAO
Xi
Abstract
:veryto,
Theoftimesyuchrokoos
syuchrooizatiooisclochis
impodaktank
us
the
becomina
more
ank
morewidetyeyor
useS.ofsyuchrokoostime
Whenankfor
the
syuchrooizatiooclochis
inkicatinas
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8
syuchrooizatioosyuchrooizatioo
eroreror
mepsurement
betweenBut
PP/
pulsy iswhenof
,
thethe
vsimple.
巧
syuchrokoos
clochthak
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is sis
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8
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suc
00
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S
xu
.is
It
huat
toeyor
suc
mepsurement
methokscloch
forank
syuchrokoos
uso
6^1-3X003
Keywords
:
inkicatina
time timetime
； ；rate
syuchrooizatiooSelayframe
eyor
;;
mxd
4
引言
境信号弱或其他原因导致其指示时间与标准时间不
时间同步对我们越来越重要
,
通信交通金融
、、
、
完全同步
；
通信系统时钟主钟有很多是同步于
GNSS
系统的标准时间
，
同步于通信系统时钟的时
医疗卫生
、
计量都离不开高准确度的同步时钟
，
尤其
是异地时钟同步更为关键
，
保证时间同步的同步时
钟由于使用场合局部通信信号不佳或其他因素也会
造成同步不佳;通过网络从
NTP
服务器获得标准时
钟应用越来越广泛
，
GNSS
（
Glokat
Navigation
/atellite
System,
全球导航卫星系统
）
、
电波授时和通信技术
间由于网络延迟不能完全修正或其他因素的不能完
的发展
，
使得以低成本获得高准确度的时间同步成
全修正
，
这些因素造成这类时钟钟面指示时间可能
为可能
，
目前基于
GNSS
授时信号的同步时钟
、
基于
电波授时同步于通信系统时钟和通过网络从
、
NTP
会存在同步误差
。
不少时钟可以目视存在明显秒跳
动不同步
，
而很多情况下需要测量出时钟指示时间
服务器获得标准时间的同步时钟得到广泛应用
。
GNSS
信号在多套码中传输有标准时间信息
，
基于
与标准北京时间的同步误差
。
PPS
脉冲间同步误差
测量非常简单
，
钟面指示时间大于
8s
的同步误差也
很容易识别
，
但是同步误差在
8s
以内而目视又存在
GNSS
的时钟由于解码方式不同
、
考虑各环节延迟
时间不同
，
造成解码后送显示器即时钟钟面指示的
时间同实际时间可能会有差别
；规范均未见到有介绍时钟指示时间同步误
电波授时钟工作环
明显不同步的同步误差测量则有些棘手，
现有资料
和规程
、
基金项目”项目编号
：
国家重点研发计划重点专项项目
“
空间导航与定位
NQI
技术集成及应用示范
（
：
2017YFF0212000
）
作者简介:崔广新
，，
高级工程师
主要从事无线电
、
时间频率的计量工作
。
10
差的测量方法
。
如何准确测量出时钟钟面指示时间
同标准时间的同步误差研
，，
是一个需要解决的问题
究探索这类同步误差测量方法
，且识别不确定度可
对同步时钟使用和
评估有非常积极意义
。
6
同步误差测量方法
经过测量
、
试验
2
我们总结出了时钟指示时间与
标准时钟指示时间同步误差的几种测量方法
2
测量
需要用到主要标准设备是参考标准时钟
。或标
参考标准
时钟
1PPS
与北京时间同步误差优于
Ims,
且钟面指
示时间与其
1PPS
无同步误差
。
测量时要保证参考
标准时钟和被测时钟加电至系统锁定
、
显示时间和
1PPS
均有效情况下测量
。
6s
以上的同步误差很容
易测量和处理
2
测量方法默认待测时钟与标准时钟
指示时间同步误差在
1S
以内
。
6-
1
测量方法
6
使用设备:参考标准时钟
2
电子秒表或带有时刻
标记的参考标准时钟
。
参考标准时钟
)
时刻整秒跳变时启动电子秒
表
，
被测时钟
)(
通常
t
2
、
t
间隔
5s
或以上以便于测
量)时刻整秒跳变时停止电子秒表
2
电子秒表测量
时间间隔为
)
则被测时钟钟面指示时间相对于参考
标准时钟钟面指示时间同步误差为
：
A
t
二
)
t
—
1
［
—
t
(6
式中
:
：
't?
—
—
标准时种和被测时钟指示时间
整数秒时刻
，
不存在测量不确定度
。
测量不确定度主要来源是测量者判断时钟整秒
跳变时刻点的误差
，
启动
、
停止电子秒表的误差
，
电
子秒表本身的启动
、
停止误差引入的不确定度分量
2
一般技术人员经过训练后可保证前两项误差引入的
不确定度不大于
0.
6
)
,
电子秒表本身启动
、
停止误
差引入的不确定度可保证
0.01s,
两分量均呈均匀分
布
，
没有值得考虑的相关性
2
合成标准不确定度为
：
包含因子取
k=2,
扩展不确定度为
：
U
=
0.059
x2
«
0.
1
s
(3
)
如果参考标准时钟带有时刻标记功能
2
用时刻
标记功能记录被测时钟整秒跳变
)
时刻的时刻标记
t1,
同步误差为
：
A
t
=
2
-
0
(4)
若记录时刻标记功能需要测量人员判断被测时
《
计量与测试技术
》期
ZOZl
年第卷
48
第
4
钟整秒跳变时刻
，测量不确定同上
。
6
若取样时刻
标记的信号是电信号
，
如用光电方法识别被测时钟
指示时间跳变产生的脉冲信号
，
以忽略
，
则同步误差测量不确定只与时刻标记的分
辨力有关
，
即只有时刻标记分辨力引入的不确定度
分量严
1-2
测量方法
2
使用设备:钟面指示可调的参考标准时钟
，
准时钟
、
延迟信号发生器
、
LED
(发光二极管)丿
3
参考标准时钟延迟量从
0
开始以
10ms
步进量
调整
，
至参考标准时钟显示时间与被测时钟目测同
步为止
2
此时参考标准时钟延迟量即为被测时钟指
示时间与标准时钟同步误差
。
若无显示时间可调的参考标准时钟
，
参考标准
时钟
1PPS
输出加至延迟信号发生器外触发输入
端
2
延迟信号发生器设置为外触发方式
2
延迟信号发
生器延迟后信号加至
LED
2
以
10ms
步进量调整延
迟信号发生器延迟时间
，
目测被测时钟与
LED
秒跳
动同步时止
，
延迟信号发生器延迟时间即为被测时
钟指示时间相对于参考标准时钟显示时间同步误
崔广新等
：
时钟指示时间同步误差的测量
15
△
)
五
=
124
=
4
27
s
"
22n
1A
(
6
)
于参考时钟的超前量的同步误差
。
2
结束语
视频录制设备帧频率误差及其他误差均可忽
由于视觉暂留因素
，
人眼通常不能有效识别小
略
，
测量方法的不确定度为:
u
=
-
x8.65
=4.
0479
~
4.
048s
172
xv3
于
55ms
的不同步事件，
提供方法经过试验和不确
定评定
，
完全可以满足同步时钟指示时间同步误差
的测量需要
，
可以方便应用于同步时钟使用和评估
。
(
k(
=2
)
7
)
JJF[8]1459.
参考文献
使用不同的帧频率测量不确定度不同
，，
使用普
通录相功能
30FPS
帧频率
，
测量不确定度
U
可保证
33my
，
k
=2
0
0
-2212(》[
测量不确定度评定与表示
SJ
[2]
JJG
722-2218
(》
标准数字时钟
[]
S
・
[3]
华一村
，
刘晓洁,邓开连
，
等
3
多功能四位数字电子时钟的
测量时需要注意的是
，，
若时钟指示是扫描显示
录制时要保证帧频率小于扫描显示频率
，
判断方法
是录制视频单帧播放时显示时间均是完整信息就没
有问题
，
若发现显示时间有显示信息不完整,适当降
低视频录制帧频率就可以了
0
制作和教学电子制作
,2419,(13
)：
77~783
[4]
宗泽
，
褚泽帆,唐跃平种基于卫星授时的异地时钟
，
等
3
—
同步技术
[J].
电子设计工程
,2419,27(22
)15
：
[
5[
]
杨晓龙
3
基于单片机可语音控制和报时的数字时钟的设计
J]
3
机械工程与自动化--155.
d
,(
23)
：
183
[6]
徐泽琨汪弈舟
，，，
黄明等.高速
NRZ
码同步时钟提取设计
及FPGA~33
实现
[J工业技术创新
]
,2419,6(4528
)・
：
若参考标准时钟显示时间分辨力较高如可分辨
到
1ms,
可直接分析录制视频
，
找到被测时钟与参考
[7]
吴茜,王力.基于北斗授时技术的信号车载设备时钟同步
方案探讨
[1]3
铁道通信信号
,2419,55(14
)
24
~583
标准时钟同一秒跳变时的参考标准时间
，
参考标准
时钟指示的秒的小数部分即为测量的同步误差由
0
于图像录制设备不能记录频率高于帧频率的事件
，
[8]杨斌.
，数字芯片低功耗的电压时钟设
余作明,范艳艳
，
等
计研究集成电路应用
,2418
(08)
,35
：
87
[9]系统的垦区时钟同步网设计
李霖信息技
.
基于[J]3
BITS
术
,2418(45
)・
~166
264
测量不确定仍然受图像录制设备帧频率限制
，
测量
不确定度与方法
3
相同
o[I1
"I5]
[17 张路莹,周麟坤
]
许亚迪，
.
一种数字电子时钟的设计
[]
1
3
中国新通信
,2418,24(08
):啰
[18]基于
58
叶飞
・
单片机实现数字时钟
[J].
电脑知识与技
术：
,2418,
(
0(29)・
~286
285
以上测量方法适用于被测时钟目测与标准时钟
指示有同步误差
，
同步误差在
Is
以内的情况
，
如测
量出同步误差小于
Is
,
即为被测时钟滞后于参考标
[10
].FPGA
刘立岩基于]
的数字时钟管理电路设计应用
[J
舰船电子对抗36~33.
,2218,28(48
)
：
[15]
张燕
.
时钟校验仪频率测量不确定度分析报告
[J]3
计量
准时间的同步误差,若大于
Is,
则是被测时钟超前
于参考标准时钟
，
超前值为测量值减去
Is,
或者测
量时直接改变参考顺序
,
测得值就是被测时钟相对
与测试技术)
,2414,28(06
27+913
(上接第
8
页)
由表
2
可知
，
校准结果完全满足预期计量性能
[4]李超
，
钱菁
，
杨瑞霞
.
酸碱滴定法测定石灰中活性度影响因
素的探讨冶金分析)
[J
,：
2006,26
(4
86
~
873
的要求
，
校准方法和校准项目能反映仪器的计量性
[5]
冶金石灰
陈广乐
3
自动化石灰活性度检测仪的研制
[C
]
能状态
，
应用本方法校准基于电位滴定原理的石灰
活性度测试仪是合适的
。
参考文献
技术交流会议
・24133
中国石灰协会
，
[6
J]
]
任文杰
，沙亮.自动盐酸滴定法测定活性石灰中的活性度
[
3
酒钢科技,2416,)
(48843
88
：
~
[8]YB/T
165-2410(
冶金石灰物理检验方法
[2]
刘文波[J
，
郭小良
.
活性石灰的质量及其对冶金的影响
]
冶金设备
,2416,
(si
)
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