文丨杜 薇 廖忠政

廣東電視臺(tái)時(shí)鐘系統(tǒng)為播出中心、信號(hào)交換中心、錄制和演播室提供統(tǒng)一、準(zhǔn)確的時(shí)間信號(hào)和顯示，確保節(jié)目播出流程各環(huán)節(jié)的協(xié)調(diào)和銜接，它的穩(wěn)定與否直接關(guān)乎到電視臺(tái)的安全播出。目前，廣東電視臺(tái)的時(shí)鐘系統(tǒng)使用的是青島廣播電視科研所提供和安裝的時(shí)鐘系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱青島時(shí)鐘）。2001年該系統(tǒng)投入使用至今，總體情況良好，運(yùn)行穩(wěn)定。雖然使用過(guò)程中某些部件也出現(xiàn)過(guò)故障，但因?yàn)橛袩醾浞?，沒(méi)有影響到安全播出。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.1 校時(shí)

該時(shí)鐘系統(tǒng)依靠衛(wèi)星接收前端GPS信號(hào)，解碼獲得標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間，進(jìn)而同步母鐘。GPS是美國(guó)軍方全球定位系統(tǒng)的英文縮寫(xiě)，該系統(tǒng)由24顆半同步軌道衛(wèi)星組成，在地球上任何一處可見(jiàn)天日的位置，只要能同時(shí)接收到三顆衛(wèi)星的信息就可自動(dòng)提供高精度的本地時(shí)間，其定時(shí)精度為1μs（微秒）。我們使用的是TVZ3100型衛(wèi)星校時(shí)鐘，它的組成如下：

圖（一）

該校時(shí)系統(tǒng)的室外天線（主）安裝在五樓的空曠平臺(tái)上，天線內(nèi)部所安裝的放大器將接收到的分米波信號(hào)加以放大，經(jīng)專(zhuān)業(yè)同軸電纜輸送到TVZ3100的GPS接收模塊。時(shí)碼處理模塊對(duì)GPS接收模塊輸出的數(shù)據(jù)進(jìn)行過(guò)濾、分析，形成標(biāo)準(zhǔn)的串行時(shí)碼同步主時(shí)鐘。主時(shí)鐘信號(hào)來(lái)源于高穩(wěn)晶振輸出5MHZ正弦波信號(hào)，經(jīng)整形放大和分頻處理，產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)1HZ信號(hào)，即秒脈沖。單片機(jī)對(duì)秒脈沖計(jì)算并換算成時(shí)間，時(shí)碼緊隨秒脈沖串行輸出，形成完整的串行時(shí)間碼。該信號(hào)隨時(shí)同步于GPS接收模塊標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

為了保證該時(shí)鐘系統(tǒng)的高可靠性，我們配備了兩臺(tái)TVZ3100，分別用于接收五樓平臺(tái)（主）和二樓平臺(tái)（備）GPS前端信號(hào)，主備TVZ3100分別將標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)鐘信號(hào)輸出到時(shí)碼選擇器（TVZ3002），由時(shí)碼選擇器手動(dòng)選擇其一，輸出用于校準(zhǔn)高穩(wěn)時(shí)鐘（GS-2），以高穩(wěn)時(shí)鐘輸出的標(biāo)準(zhǔn)時(shí)鐘信號(hào)作為整個(gè)播出系統(tǒng)的時(shí)鐘源。

1.2 高穩(wěn)時(shí)鐘

高穩(wěn)時(shí)鐘是整個(gè)播出時(shí)鐘系統(tǒng)的核心，用一句話描述其功能就是：自主產(chǎn)生不間斷的、穩(wěn)定的、準(zhǔn)確的時(shí)間信息。內(nèi)含了三層意思：第一，時(shí)間信息在計(jì)量單位上的編碼（秒、分、時(shí)等單位的遞加和進(jìn)位）要正確、流暢、無(wú)錯(cuò)位、跳變、重疊或重復(fù)；第二，時(shí)間信號(hào)（主要是秒信號(hào)）的變化在時(shí)間長(zhǎng)度要步長(zhǎng)一致，要滿足不同專(zhuān)業(yè)的不同的規(guī)范要求；第三，秒信號(hào)在相位關(guān)系上要與標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間（主要指天文時(shí)間）相一致，不能各行其是。GS-2它采用熱備的高穩(wěn)時(shí)鐘模塊守時(shí)和高穩(wěn)恒溫晶振其日穩(wěn)定度為：1×10-9，具備長(zhǎng)期獨(dú)立工作能力。高穩(wěn)時(shí)鐘單元對(duì)GPS信號(hào)作統(tǒng)計(jì)處理、判斷，在GPS信號(hào)正常時(shí)自動(dòng)與之同步，此時(shí)沒(méi)有積累誤差；在GPS信號(hào)失效的情況下，自走時(shí)精度誤差：優(yōu)于0.1秒/年，仍可以保證整個(gè)時(shí)鐘系統(tǒng)的穩(wěn)定、精準(zhǔn)運(yùn)行。GS-2高穩(wěn)時(shí)鐘模塊產(chǎn)生的時(shí)間編碼信息包括年、月、日、星期、時(shí)、分、秒等，輸出SZ、EBU、RS232等格式的時(shí)間碼，為播出中心、信號(hào)交換中心，演播室提供標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

圖（二）

1.3 如何建設(shè)更安全、穩(wěn)定的播出時(shí)鐘系統(tǒng)

廣東電視臺(tái)時(shí)鐘系統(tǒng)從2001年投入使用，至今已經(jīng)11年，很多部件已經(jīng)老化，故障也慢慢增多，而且科學(xué)技術(shù)日新月異。未來(lái)，我們要如何建設(shè)一個(gè)更安全的時(shí)鐘系統(tǒng)？重點(diǎn)考慮以下幾個(gè)要素。

1.3.1 系統(tǒng)校時(shí)源的選擇

目前我們使用的校時(shí)源是單一的GPS，但GPS畢竟是美國(guó)軍方的系統(tǒng)，萬(wàn)一將來(lái)兩國(guó)發(fā)生軍事沖突，我們的校時(shí)源將無(wú)法保證。新系統(tǒng)的建設(shè)最好能引入另外一個(gè)校時(shí)源，做備校時(shí)源。目前國(guó)內(nèi)可用的校時(shí)源還有：（1）國(guó)家授時(shí)中心的長(zhǎng)短波信號(hào)；（2）北斗系統(tǒng)；（3）NTP網(wǎng)絡(luò)授時(shí)。如果暫時(shí)不能引入新的校時(shí)源，新系統(tǒng)要留有備用的接入口，將來(lái)增加新的校時(shí)方法是可以很方便地接入。

1.3.2 高穩(wěn)時(shí)鐘部分的設(shè)計(jì)

我們現(xiàn)有的時(shí)鐘系統(tǒng)高穩(wěn)時(shí)鐘GS-2是單機(jī)工作，另一臺(tái)GS-2冷備份，一旦其出故障，更換也要一定時(shí)間，這對(duì)安全播出非常不利。新的時(shí)鐘系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)主備高穩(wěn)時(shí)鐘單元熱備份的模式，而且最好能自動(dòng)檢測(cè)，自動(dòng)倒換。

1.3.3 新的系統(tǒng)要具備完善的狀態(tài)（故障）報(bào)警指示新系統(tǒng)，重要設(shè)備要實(shí)現(xiàn)雙電源供電。

4 結(jié)束語(yǔ)

穩(wěn)定的時(shí)鐘系統(tǒng)為安全播出提供重要保障。新時(shí)鐘系統(tǒng)的建設(shè)我們要多參考國(guó)內(nèi)廣電同行的成功案例。