top of page

精確的時碼比什麼都重要 - 瞭解 IRIG-B 時碼

已更新:8月19日



精確的定時(Timing)與同步(Synchronization)可以透過許多方式來達成目的。雖然你對技術的具體選擇取決於你的需求,但遵循經過驗證的標準可讓你的系統更實用、更穩健且可擴充(Scalable)。以下是你可能要考慮採用IRIG-B時碼(Time Code)的原因。


什麼是 IRIG-B 時碼(Time Code)?

IRIG-B 快速簡介



IRIG(Inter-Range Instrumentation Group - 靶場儀器組*)時碼自1960年代起即已存在,當時是作為美國陸軍標準的一部分而首次引入。自此之後,它們經歷了無數次的更新和修改。今天,它們包含了許多字母稱號,包括IRIG-B格式,其特色在於100 PPS位元率(Pulse Per Second Bit Rate)。


* 靶場儀器組是靶場指揮委員會(Range Commanders Council - RCC)的標準機構。該小組透過位於白沙飛彈靶場(White Sands Missile Range)的RCC指揮部發布標準。最著名的IRIG標準是IRIG時碼,用於為在測試範圍內收集的視訊、膠捲、遙測(Telemetry)、雷達和其他資料等加上時間戳記(Timestamp)- 譯自 維基百科。



IRIG-B時碼最常被用來協助斷路器(Breaker)、繼電器(Relay)、開關(Switch)及其他在發電與配電(Power Generation and Distribution)中扮演重要角色的元件等裝置的同步化。你也可能在無線電波(Radio Wave)及原子頻率裝置(Atomic Frequency Device)中遇到IRIG格式的訊號(IRIG-Formatted Signal)。


關於 IRIG-B 的文件:https://reurl.cc/Re48ag



IRIG 時碼基礎

典型的IRIG標準採用直流訊號(DC Signal),這些訊號會隨著恆定參考訊號(Constant Reference Signal)的時間,從高電平位移(Level Shifted)至低電平,或從低電平位移至高電平。這種格式也允許訊號以振幅調變(Amplitude Modulated)的正弦波形式分佈。或者,也可對資料進行曼徹斯特編碼(Manchester Encoded)*,以應用於可能需要從波形中恢復時鐘訊號,而非只依賴資料本身所包含的後綴(Suffix)。


* 在電信與資料存儲中,曼徹斯特編碼,又稱自同步碼、相位編碼(Phase Encoding - PE),能用訊號的變化來保持發送設備和接收設備之間的同步。它用電壓的變化來分辨0和1,從高電平到低電平的跳變代表1,而從低電平到高電平的跳變代表0(as per G.E.Tomas編碼方式) - 源自 維基百科。



IRIG 時碼資訊是以Frame來傳送的,Frame與Frame之間以位置指示位元(Position Indicator Bit)隔開。在B格式中,每個一秒鐘的Frame包含100個資料位元(Data Bit),這些位元分成以下三個部分:


  1. 二進碼十進位(Binary-Coded Decimal - BCD)*,用於顯示當年的時間

  2. 包含額外資料的控制功能(Control Function - CF)

  3. 一個二進位直線秒(Straight Binary Seconds - SBS),包含當天經過的秒數。


* 二進碼十進數(Binary-Coded Decimal - BCD)是一種十進位數字編碼的形式。在這種編碼下,每個十進位數字用一串單獨的二進位位元來儲存與表示。常見的有以4位元表示1個十進位數字,稱為壓縮的BCD碼(Compressed 或 Packed);或以8位元表示1個十進位數字,稱為未壓縮的BCD碼(Uncompressed 或 Coned)。這種編碼技術,最常用於會計系統的設計裡,因為會計制度經常需要對很長的數字做準確的計算。相對於一般的浮點式記數法,採用BCD碼,既可儲存數值的精確度,又可使電腦免除作浮點運算所耗費的時間。除此之外,對於其他需要高精確度的計算,BCD編碼亦很常用 – 源自 維基百科。



IEEE 1344 的改進

當IEEE 1344標準在2004年被採用時,它在IRIG-B架構的CF(Control Function)群組中,指定了額外的基於位置的位元指定(Bit Designation)。CF資料包括下列重要資訊:


  • 年份

  • 夏令時間

  • 本地時區偏移值

  • 閏秒(Leap seconds)

  • 反映時間來源可靠性的時鐘品質指標(Clock Quality Indicator)


這種詳細程度提供了相當的精確度。舉例來說,使用者可使用時碼來方便遠端同步或順序操作分散式電網開關(Grid Switch)。他們也可將CF部分的額外位元用於自訂用途。在例行作業中,IRIG時碼也可提高系統記錄(System-Wide Logging)和資料分析的精確度。



善用 IRIG-B

IEEE 1344標準將許多細節交給使用者決定。例如,你可自行選擇傳輸方式。只要有正確的硬體,幾乎可以設計出任何用途的客製化應用。你的IRIG-B時碼產生器可依靠簡單的同軸電纜或雙絞線在5V下運行。或者,你可採用24 V訊號或如:RS-232等知名的序列通訊標準,建立一個更複雜的架構。



最終,你的選擇取決於什麼最適合你的應用。雖然考慮光纖等選項是明智之舉,因為它們可能更適合與GPS及其他定時架構整合,但你應該始終選擇滿足你的財務和營運目標的系統元件。


美國 Masterclock TCDS26 時碼驅動時鐘
美國 Masterclock TCDS26 時碼驅動時鐘

美國 Masterclock NTDS Digital Displays 數位顯示計時器
美國 Masterclock NTDS Digital Displays 數位顯示計時器

美國 Masterclock NTDS Digital Displays 數位顯示計時器
美國 Masterclock NTDS Digital Displays 數位顯示計時器

美國 Masterclock RC1000 影音製作用兩路時碼控制器 – 提供航太等級的精確度
美國 Masterclock RC1000 影音製作用兩路時碼控制器 – 提供航太等級的精確度

堅達公司為美國Masterclock台灣獨家代理,歡迎致電(02)7720-9899洽詢,我們有專人竭誠解答你的疑問,幫你規劃完全適合你的專屬解決方案。


getop.tv/13q01a

最新文章

查看全部

Comments


bottom of page