罗攀
中央人民广播电台
【摘要】 本文根据时钟系统功能的不同将时钟系统分为系统校准和守时、计算机校时、六响口报、子钟显示、系统监测五个部分。首先介绍了这五个部分的相互关系，然后结合电台对时钟的实际使用情况和笔者的经验来分别对这五个部分进行说明。
【关键词】 时钟 SZ码 EBU码 校时
一. 时钟系统概述
随着网络化数字化的进展，自动化播出系统在电台中的应用越来越广泛，时钟系统的重要性也越来越突出。时钟系统不仅需要提供传统的标准子钟信号、六响口报信号，还要为广播节目的自动化设备提供精确的标准时间。时钟系统的稳定与否会对自动化播出系统产生重大的影响。若自动化播出系统中的时钟信号产生故障，则会给安全播出带来重大的隐患。
图1 时钟系统简图
根据广播电台实际应用，广播电台时钟系统根据功能和所提供的不同的信号可以分为如下5部分：系统校准和守时、子钟显示、计算机校时、六响口报和系统监测，如图1所示。系统校准和守时为计算机校时、六响口报和子钟显示提供精确的时间信息，系统监测部分用来检测系统校准和守时部分的工作状态。
二. 系统校准和守时
系统校准和守时部分是整个时钟系统的核心，它为时钟系统其它部分提供精确的时间码，这部分一般由原子钟、卫星母钟和中心母钟的一种或多种组合而成；广播电台一般常用的原子钟有铷原子钟和铯原子钟两种类型的原子钟，但铷原子钟价格一般比铯原子钟便宜，而且体积小，所以目前广播电台大多采用如原子钟。卫星母钟主要是接受卫星导航系统提供的时间码，目前卫星导航系统主要有四个：全球卫星定位系统（GPS）、GLONASS系统、Galileo系统和以及正在建设中的北斗卫星导航系统（COMPASS）；目前国内用于授时的主要有两大卫星导航系统：全球卫星定位系统和北斗卫星导航系统。
我台时钟系统中系统校准和守时部分原子钟采用了铷原子钟，卫星母钟采用了GPS卫星母钟，由4个GPS天线、4个GPS卫星同步钟、2个中心母钟、1个铷钟和1个母钟切换器组成，具体构成如图2所示。此部分主要给时钟系统的其它部分提供SZ、EBU、RS232编码的三种格式的时间信号。
1. GPS天线和GPS卫星同步母钟
GPS天线是用来接收GPS卫星信号，为GPS母钟提供时间源，考虑到时钟系统的重要性，GPS天线采用陶瓷GPS天线，安装在室外空旷的地方。
GPS卫星同步母钟主要是用来对GPS接收模块输出的数据进行过滤、分析，形成标准的串行时码输出。我台使用的是ST100H型GPS卫星同步母钟，该设备输出RS485/422接口的日期时间码接入中心母钟；输出信号中同时携带GPS模块跟踪状态信息，供时钟监控计算机使用，可以方便地获得GPS设备的工作状况。正常情况下靠GPS校准，本身晶振精度较差，若GPS丢失，则时钟输出会不准。目前我台的GPS母钟天气条件良好的时候可以跟踪到7-8个GPS卫星，下雨或者天气稍差的情况下也可以跟踪到4-5个GPS卫星，完全可以满足时钟系统的需求。
图2 系统校准和守时
2. 铷原子钟
原子钟主要用来给时钟系统提供一个精确的时间脉冲。我台采用的原子钟是STRU4铷原子钟，它可以提供4路5MHz高稳定度的频标信号输出，此信号可直接接入中心母钟，为之提供频率基准，确保时钟的自运行精度。铷原子钟可长期运行，输出5MHz标准频率，稳定度为1×10－11。
3. 中心母钟
目前国内有很多种类型的中心母钟，但是其工作原理基本相同，下面就用我台目前使用的ST6102型中心母钟为列来对中心母钟进行说明。ST6102包括SYN同步切换模块、两块高稳时钟模块（GS2A、GS2B）及主备切换模块（GS2AB），中心母钟内部利用恒温晶振守时，并且具有外部铷原子振荡器的输入口，接入外置的铷原子频标。
ST6102中心母钟内各模块主要功能如下：
(1）SYN同步切换模块：实施对2路GPS接收机的时间信号做自动或手动的切换。当GPS信号出现接收波动而影响校准时，运用数码过滤技术予以屏蔽,避免对后续的高稳时钟模块产生冲击。
(2）高稳时钟模块（GS2A和GS2B）：主备配置，平时采用铷原子钟的标准频率信号（1×10－11/天），应急时可切换至内置的恒温晶振（1×10－9/天），经分频产生时间编码。二种频率信号可以自动切换，以铷原子信号为主，内置恒温晶震信号为备，均是热备运行，保证高精度、高可靠的自运行。该模块具有“自运行”模式选择开关，可以控制外来时间同步信号的通断，避免外来信号的冲击，完全利用自身的精度可靠运行。
(3）输出信号切换模块（GS2AB）：完成两路高稳时钟模块时间信号的自动或手动切换，正常工作时，GS2A时间信号将作为主用输出，当GS2A模块故障时，GS2B模块时间信号将作为备用输出，主路信号恢复正常后，又自动切回主路。输出的信号包括SZ时间信号、EBU时间信号和RS232时间信号。
4. 中心母钟的切换
母钟切换器用来实现两套母钟之间的切换，2套母钟的RS422、SZ和EBU信号经过一台母钟切换器，提供给后续的时码转换和分配设备。
我台使用的切换器为手动母钟切换器，有三个切换开关，分别用来切换RS422、SZ和EBU信号，为避免误动作，开关具有锁定功能，操作时需首先拉起，再左右移动实施切换。
三. 六响口报
六响口报部分要为直播间提供精确的六响口报信号，而且实时播出，是时钟系统中跟广播播出最直接的一个部分，我台六响口报部分由一台SZ时码分配器、2台广播报时机、2台语言报时机、1台六响口报切换器、2个六响分放和2个口报分放组成。
SZ时码分配器接收母钟切换器输出的SZ信号，并将其分配为多路，分别给主、备两台广播报时机、主、备两台语言报时机等设备。主、备两台广播报时机分别根据SZ码产生整点前的六响信号，产生的六响信号输入六响口报切换器，六响口报切换器将主六响信号输出，六响口报切换器输出的六响信号分别进入六响分放后送到各个直播机房调音台；主、备两台语言报时机分别根据SZ码产生整点前的口报信号，产生的口报信号输入六响口报切换器，六响口报切换器将主口报信号输出，六响口报切换器输出的口报信号分别进入口报分放后送到各个直播机房调音台。
六响口报切换器也为手动切换器，有“6S”和“SPEAK”两个手动切换开关，开关同样具有锁定功能。发生异常时可以用切换器在主、备六响口报之间进行切换。
