2020年度南京英奥GPS使用手册

南京英奥GPS使用

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南京英奥科技有限公司

标准时间同步钟

使用手册

二O一二年二月

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南京英奥科技有限公司从事GPS标准时间同步钟的设计、

生产十余年，经过电力行业级检验检测机构经过型试验，具有

ISO9001质量保证体系认证证书。

感谢您选购本公司产品并详细阅读本手册。

本手册详尽说明了GPS/北斗标准时间同步系列产品的外观

机构、电气参数、使用环境及可能出现的故障及排除方法。

客服电话：(025)83414831、83728301转801、802

技术支持:(025)83414831、83728301转806

目录

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一、概述

二、技术指标

（一）GPS技术指标

（二）北斗技术指标

三、通讯规约

四、产品型号介绍

（一）SZ-2型GPS

（二）SZ-2U型GPS

（三）SZ-2UA型（GPS、d匕斗、GPS/北斗）

（四）SK-2UA型（GPS、北斗、GPS/北斗）

（五）SZ-4UA型（GPS、北斗、GPS/北斗）

（六）SZ-5000双机冗余型

GPS+GPS、GPS+BD、GPS/BD+GPS/BD

SK-BM

（七）扩展时钟系列

1、SZ-TM14A/SZ-TM12Y/SZ-TM12W

2、SZ-TM24A/SZ-TM22Y/SZ-TM22W

3、SZ-IRIG-B-1

4、SZ-IRIG-BA

5、SZ-IRIG-B

6、SZ-232&485

7、SZ-232/SZ-RS485

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8、SZ-NET

9、SZ-FIB81/82

10、SZ-FIZ81

11、SZ-FIB91/91

12、盒式光纤收发器

五、附录

附录1天线架设

附录2机箱尺寸

一、概述

随着电力系统自动化技术的发展，系统对时间统一的要求越

来越迫切，对时间的同步精度要求也越来越高，我们研制的标准

时间同步钟就是专门为电力系统的自动化提供高精度时间基准的

时间同步设备。一种以美国导航星全球定位系统(GPS)为时间基

准，时间同步精度lus,它选用美国专业生产厂家生产的GPS接

收机部件进行二次开发研制而成，能够同时跟踪视场内的12颗

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GPS卫星，自动选择最佳星座进行定位、定时；另一种以中国

“北斗一号”卫星为时间基准，时间同步精度优于IPS,它同时

跟踪3颗北斗卫星，具有高精度的授时性能及完备的自主完好性

监测功能。这两种标准时间同步钟输出与协调世界时UTC时间同

步精度为IPS的秒(1PPS)、分(1PPM)、时(1PPH)定时脉冲和北京

时间的钟面；还可实现工频量的测量，按照一定格式经串行口分

别输出日期、时间、周波钟、周波数、钟差、事件产生时刻和安

全运行天数等信息，供电力系统需要标准时间尺度的各种自动化

装置使用。

本设备采用单片机控制，软硬件结合的技术设计，充分利用

GPS/BD北斗接收组件的潜力。因此系统具有可靠性高、功能

多、精度高、性价比好和操作方便等特点，完全能够满足电力系

统时间同步要求。它的使用推广，将大大促进和提高电力系统的

事故分析，故障测距和继电保护等自动化技术的发展。

二、技术指标

(-)GPS技术指标

1.接收频率：1575.42MHz,可同时跟踪8〜12颗GPS卫星。

2.天线射频灵敏度：-166dbw,馈线长度按需选择30米、50米或

10()米。

3.捕获时间：20秒〜2分钟

4.1PPS秒脉冲输出

定时准确度：lus电平：485电平

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极性：正脉冲脉宽：约20〜200ms

阻抗：50。前沿：V20ns

5.1PPM分脉冲输出

定时准确度：1PS电平：485电平

极性：正脉冲脉宽：约20〜200ms

阻抗：50。前沿：V20ns

6.1PPH时脉冲输出

定时准确度：1PS电平：TTL电平

极性：正脉冲脉宽：约1s

阻抗：50。前沿：V20ns

7.周波测量精度:0.001周。

8.显示：显示内容包括周波数，日期，时间，卫星状态。

9.串行口：输出编码（年月日时分秒），工频钟时间（时分秒），钟

差、周波数和突发事件产生的时刻，每秒发一次。输出有RS232

电平和RS485电平。

10.电源：输入电压范围：交直流86~265V

最大输出功率：＜15W

输入频率范围：47〜63Hz

工作温度范围：-10℃〜+55℃

（二）BD北斗技术指标

1.跟踪3颗卫星，处理6个波束数据。

2.天线射频灵敏度：-157.6dbw,使用有源微带天线。

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3.授时精度：<30ns（单向）。

4.捕获时间：优于3分钟。

5.其它指标同GPS系列。

三、通讯规约

SZ系列GPS既能够采用报文方式软对时，又能够采用脉冲方

式硬对时，其中报文方式的通讯规约有六种。

1.规约1

接口标准：RS232或RS422/RS485

通讯速率：4800b/s

数据位：8位（ASCH码）

起始位：1位

停止位：1位

校验位：无

输出报文格式：

语句1：BJT,YYMMDD,hhmmss,±XXXX.XX,

HHFFPP,ff.flflfl<CRXLF>

语句2：SOE,YYMMDD,hhmmss,UUUUUU<CRXLF

>

语句3：ERR,YYMMDD,hhmmss<CR><LF>

其中：BJT表示北京时间，SOE表示外部事件，ERR表示信

号丢失或接收卫星少于3颗。YY为年，MM为月，DD为

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日，hh为时，mm为分，ss为秒，UUUUUU为微秒，士表

示钟差的符号，XXXX.XX为钟差值（标准钟一工频钟），单

位为秒，HHFFPP分别为工频钟的时，分，秒。ff为周波数

的两位整数部分，flflfl为周波数的三位小数部分。（如年

份需要四位表示，即YYYY,请说明）

*正常情况，只发语句1;

*有外部事件时，发语句2；

*当出现信号丢失或接收的卫星少于3颗时，发告警语句3。

语句3中的YYMMDD,hhmmss,表示失星时的年、月、日、

时、分、秒。

串口输出年，月，日，时，分，秒，工频时间，钟差，周波

数和外部事件产生的时亥（1（准确到微秒），每秒发送一次，起始位

与标准秒的同步误差小于0.2ms。

注：*表示部分机型已取消此项功能。

2.规约2

接口标准：RS232或RS422/RS485

通讯速率；4800b/s

数据位：8位（数据为压缩BCD码，字符为ASCII码）

起始位：1位

停止位：1位

校验位：无

输出报文格式:

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<B>HHMMSSYYM1M1DD<F>FFF1F1F2F2<C>H2H2M2M2S2

S2<CR>

其中：<B>为起始符，<F>为工频标志，<C>为周波标志，

<CR>为结束标志，以上均为ASCH码。

HHMMSSYYM1M1DD分别为北京时间：时，分，秒，年，

月，日；

FF为周波数的整数部分；

F1F1为周波数的小数点后第一、第二位小数；

F2F2为周波数的小数点后第三、第四位小数；

H2H2M2M2s2s2为周波钟的时分秒；

以上数据均为压缩BCD码。

3.规约3(IRIG—B)

数据格式：秒、分、时，一年中的第n天，每秒发送一次，内

含100个脉冲。分直流码和交流码两种(参考IRIG-BIEEE1344-

1995)o

4.规约4(DCF77)

数据格式：分、时、星期、月、年，以BCD方式编码，每分

钟组装完成整个报文信息，以TTL、RS232、RS485、光隔方式输

出。

5.规约5(T格式)

ASCII数字和序列(“00”秒时)：

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序号123456789101112131415161718192()21222324

信息T99123107235900CRLF

时钟3()303030303()3030303()30

543Atoto3Atoto3Atoto3A30to3Atoto3Aloto3A30300D0A

报文

3939313933393732393539

注：T=响应请求或信息字头

每个整分自动发送时间信息

接收到“T”后，每分钟循环发送时间信息

：=隔离时间单位

接口方式：RS232或RS422/RS485

通讯速率：9600b/s

数据位：8位

起始位：1位

停止位：1位

校验位：无

6.规约6（NTP协议、TCP/IP协议）

NTP协议对时是以客户机服务器的方式进行通信，每次通信共

计两个包，客户机发送一个请求数据包，服务器接收后回一个应

答数据包来对时。

TCP/IP协议为广播方式向本网络发送数据包，每秒一次。报

文格式为规约lo

网络对时时，服务器的IP地址能够自己设置。提供修改IP地

址的软件。

7.用户指定的其它规约

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四、产品型号介绍

（一）SZ—2型

1.结构

采用台式ABS塑料机箱，尺寸为230mm（宽）X110mm（高）义

275mm（深），颜色为灰色。

2.功能

具有6位LCD和8位LCD两个显示窗口，有2个RS232和2

个RS485串行口输出报文对时，1个秒脉冲，1个分秒脉冲，1个

时脉冲输出口，串口输出可选择规约中任何一种。

出厂配置为：串口输出规约1。

3.面板说明

面板布置示意图如图4.1所示

SZ-2GPS际准附间同步钟

图4.1.1

（1）液晶显示屏1：6位LCD显示器，显示测量的周波数；

格式为：XX.XXXH,单位为赫兹。

不接周波线时，显示年、月、日；格式为：

YY.MM.DDo

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(2)1PPS指示灯：接收机跟踪时，每秒闪烁一次。

(3)液晶显示屏2：8位LCD显示器，用于显示接收机的状态,

时间。

4.背板说明

背板布置示意图如图4.2所示。

3466810

图4.1.2

(1)天线输入插座

(2)1PPS输出插座：BNC高频插座，TTL电平输出，外壳为

地。

(3)1PPM输出插座：BNC高频插座，整分时输出一个约为

20〜200ms宽的正脉冲，TTL电平输出，外壳为地。

(4)1PPH输出插座：BNC高频插座，整点时输出一个约为1s宽

的正脉冲，TTL电平输出，外壳为地。

*(5)突发事件输入插座(备用)：BNC高频插座，突发事件输入

为通断信号，平时触点是断开的，突发事件产生时接通，外壳为

地。

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(6)串口：RS232接口，DB9孔接线定义：2#脚信号发送、5#脚

信号地，输出规约1;

RS485接口，DB9针接线定义为：2#脚TR+、4#脚

TR-o

*(7)周波测量输入插座：直接输入电网上的交流220V电压。

(8)交直流电源插座。

(9)保险丝插座(1〜2A)

(10)电源开关

注：*表示某些型号此功能已取消。

(二)SZ-2U型

1.结构

标准2U工业机箱，尺寸为482.6(宽)mmX88.90mm(高)义

290mm(深)，颜色为灰色。

2.功能

除具备SZ-2型GPS所有功能外，增加了四个备用串口，用作串

口扩展。出厂配置为串口1、2、3、4输出规约1,其它串口备

用。

3.前面板说明类似SZ-2型

4.背板说明

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10sAA77Q

图4.2

(1)天线输入：BNC高频插座

(2)1PPS输出插座：BNC高频插座，RS485电平输出，外壳为

负。

(3)1PPM输出插座：BNC高频插座，RS485电平输出，外壳为

负。

(4)1PPH输出插座：BNC高频插座，TTL电平输出，外壳为

地。

*(5)外部事件输入插座：BNC高频插座

(6)串行接口：RS232接口定义为2#脚信号发送、5#脚信号地。

RS422/485接口定义为2#脚TR+、4#脚TR-。

(7)IRIG-B(DC)：备用口，接口定义RS232方式2#脚信号发

送、5#脚信号地；

RS485方式2#脚TR+、4#

脚TR-o

(8)IRIG-B(AC)：备用口，接口定义为2#脚、4#脚接信号

(9)保险丝插座(2A)：部分机型保险丝内置。

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(10)周波测量输入插座：直接输入电网上的交流220V电压。

(11)电源插座

(三)SZ-2UA型

名称含义：

设备型号一一信号源一一工作电源一一扩展位一一输出接口

SZ-2UAl.GPS1.1D单电源1.NET01.DZ（凤凰端子型，缺省）

2.BD（北斗）2.2D双电源2.NET22.DB9

3.GPS/BD3.NET4

4.16B码

5.32B码

6.16S/M脉冲

7.32S/M脉冲

SZ-2UA面板示意图：

图4.3

1.结构

标准2U工业机箱，尺寸为482.6(宽)mmX88.90mm

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(高)X290mm(深)

2.功能

(1)液晶显示屏1：6位LCD显示器，显示测量的周波数；

格式为：XX.XXXH,单位：赫兹。

不接周波线时，显示年、月、日；格式为：

YY.MM.DDo

(2)1PPS指示灯：接收机跟踪时，每秒闪烁一次。

(3)液晶显示屏2：8位LCD显示器，用于显示接收机的状

态，时间。

SZ-2UA-GPS各种类型背板分别介绍如下：

(注：SZ-2UA-BD及SZ-2UA-GPS/BD各种类型后面板与对应的

SZ-2UA-GPS后面板类似)

1、SZ-2UA-GPS-1D-NET0(2路RS232,2路RS485)

图4.3.1

标准5.()8凤凰端子输出:

12345689101112131415161718192022

+—+—+—+—TDGNDTDGND+—+—+—藕立电

1PPS1PPM1PPM(光隔)1PPHRS232RS232RS485RS485IRIG-B

2、SZ-2UA-GPS-1D-NET0(4路RS232)

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图4.3.2

(1)标准5.08凤凰端子输出：

12345678910111213141516171819202122

+—+—+—+—TDGNDTDGNDTDGNDTDGND+—+—+-

1PPS1PPM1PPM(光隔)1PPHRS232RS232RS232RS232IRIG-B失步掉电

(2)航空插座：1路周波测量。

3、SZ-2UA-GPS-1D-NET0-DB9(6路RS232)

OO

天线蛹入1PP$1PPHRS232RS232RS232RS232同波测・

1PPMRS232RS232RS485NET

图4.3.3

(1)BNC头：天线输入，1PPS、1PPM、1PPH输出。

(2)串行口：6个RS232口DB9针定义为2#脚信号发送、5#脚信

号地。RS485口DB9孔定义为2#脚TR+、4唧TR-。

(3)NET□：备用口,DB9孔定义为2#脚1PPS+,3#脚1PPS-,

4#脚BJT/BCD+,5#脚BJT/BCD-o

(4)航空插座：1路周波测量。

4、SZ-2UA-GPS-1D-16B>SZ-2UA-GPS-1D-32B、

SZ-2UA-GPS-1D-l6S/M、SZ-2UA-GPS-1D-32S/M

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PWR2PHIR1

ONOh

天找愉入L2--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------:OFFOFF

|Tffrn%rwn>n]&»悭施101“]侬窗丽间：—aininrxs'i»risiwiwi»niwinoTni-pra'iJ»3iiix-rwvnsi

回里.LTTMTn

220V/11OT•220V“10V

图4.3.4

(1)标准5.08凤凰端子输出：

1PPS1PPM1PPH/DNCRS232RS232RS232/485RS232/485IRIG-B失步掉电

+++-+-++—+++++

（2）标准5.08凤凰端子输出扩展部分：（XI〜X32为32路秒

（S）/分（M）或B码，16路输出时X17〜X32不用）

X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16

1十|一|+|-.|+5|+「-|+||+1"+|-卜+|一||+|-:+|-|+|-|+|二|+|-|+|-|+|-|+|-|

（3）输入电源：单/双电源可选；1D：单电源，2D：双电源。

5、SZ-2UA-GPS-1D-NET2

图4.3.5

(1)RJ45□：2个网络口(NTP协议或者TCP/IP协议)。

(2)标准5.08凤凰端子输出:

12345678910111213141516171819202122

+—+—+-+—TDGNDTDGNDTDGNDTDGND+—+-+-

1PPS1PPM1PPM（光隔）1PPHRS232RS232RS232RS232IRIG-B失步掉电

(3)航空插座：1路周波测量。

6、SZ-2UA-GPS-1D-NET2-DB9（4路232）

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POWERO

____ON

OOO口o

天线储入1PPS1PPHRS232RS232RS485京£1

ooOO°o°

1PPMRS232RS232RS485TCPNTP

/-2需22OV/HOV

图4.3.6

(1)BNC头(Q9)：1PPS、1PPM、1PPH输出。

(2)串行口：4个RS232口DB9针定义为2#脚信号发送、5#脚信

号地;

2个RS485口DB9孔定义为2#脚TR+、4#脚TR-。

(3)RJ45□：2个网络口(NTP协议或者TCP/IP协议)。

(4)航空插座：1路周波测量。

7、SZ-2UA-GPS-1D-NET4-DB9(4路232)

ooo

天融入1PPS1PPHRS232RS232RS485TCP/NTP-3TCI»/NTP-4用四量

ooO@@颔炒同口口°~0

TCP/MTP-1TCP/NTP-2"

1PPMRS232RS232RS485

O

图4.3.7

(1)BNC头(Q9)：1PPS、1PPM、1PPH输出。

(2)串行口：4个RS232口DB9针定义为2#脚信号发送、5#脚信

号地；

2个RS485口DB9孔定义为2#脚TR+、4#脚TR-。

(3)RJ45□：4个网络口(NTP协议或者TCP/IP协议)。

(4)航空插座：1路周波测量。

(四)SK-2UA型

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SK-2UA面板图:

标准2U工业机箱，尺寸为482.6（宽）mmX88.90mm

（高）X220mm（深）

CDSK-2UAGP淅准时间同步钟。

P0HER

0

——二-----勿-----

1PPS

O

ONIASTO

图4.4.1

液晶屏显示：年月日，时分秒，卫星个数，卫星求解有效（A）

或无效（V）。

SK-2UA背板图:

图4.4.2

（1）P1天线板和P2主板配套使用，接收卫星信号的类型有:

GPS、北斗或者GPS/北斗双模方式。（P表示从左至右插槽的位

置）

（2）SK-2UA的插件介绍:

序号名称型号输出结构输出信号备注

PPS/PPM/BJT/BCD/IRIG-BP3-P12

1多功能板GPSMULTIF8芯端子信号可选，4路TTL、RS232可根据需要定

或RS485输出制规约

PPS/PPM/PPH/1PPD/IRIG-B

扩展板

2GPS1-GO5218芯端子信号可选，4路有源或无源P3〜P12

（光耦）

输出（24V）

3B码源板GPS-ACB8芯端子4路直流IRIG-B码输出如果需B码扩

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展必须增加B

码源板1块

P3-P12

配合B码源板使用输出4路P3-P10,每板

4B码交流板GPS-ACBD8芯端子

交流B码占两个插槽

5DCF77板GPS1-F778芯端子4路无源DCF77输出P3~P12

6光纤板GPS-GQ22路光端2路ST头多模光纤信号P3〜P12

7网络口板GPS1-NTPGD-22个RJ45口2个NTP或TCP/IP网口输出P3〜P12

8告警板GPS-ALM26芯端子输出错、失星、掉电告警P12位置固定

P13-P14单/双

9电源板GPS-PWR35.4V、+12V、-12V

电源选配

（五）SZ-4UA型

标准4U工业机箱，尺寸为482.6mm（宽）X177.8mm（高）X

29（）mm（深）。

SZ-4UA面板图：

O

SZ-4UAGPS标准时间同步仲

_______;凰1______________________:图匾廖国凰

NIAST

O

图4.5.1

SZ-4UA背板图：

图4.5.2

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（1）Pl天线主板卡：接收卫星信号的类型有GPS、北斗或者

GPS/北斗双模方式。

16芯凤凰端子输出依次为1PPS、1PPM、1PPH、RS232、

RS232、RS485、RS485、IRIG-Bo

（P表示从左至右插槽的位置）

（2）SZ-4UA的插件介绍:

序号名称型号输出结构输出信号备注

16路/块（24V分/秒、有源/

1脉冲扩展板MKGO-4U34芯扁缆P2~P9

无源可调）

2B码扩展板MK485A-4U34芯扁缆16路/块（直流IRIG-B码）P2~P9

16路/块（RS232串口或

3串口扩展板MK485/232A-4U34芯扁缆P2〜P9

RS485串口）

脉冲扩展板24芯凤凰12路/块（220V无源，分/秒

4MKGY1-4UP2~P9

（高压）端子可调）

5光纤输出ST头光端4路多模输出或2路单模输出P2〜P9

6网口板RJ45口2路TCP/IP或NTP协议P2〜P9

7告警板凤凰端子掉电、失步告警P9

P10-P11单/

8电源板PWR-4U5V、24V

双电源选配

（六）SZ-5000双机冗余型

SZ-5000系统框图：

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说明：主时钟A和主时钟B能够是GPS或北斗或GPS/北斗（双

模），信号传输线缆能够是电缆或光缆，扩展时钟能够是插卡式

（用于信号类型多、数量少的场合）或机架式（用于信号数量要

求较多的场合）。

应用实例：

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升任站维电88室

厂型®函

r-MIiH

光纤-11#机组12#机蛆

产枷酬怖;光纤

Jilil>?l

WIIIIIIII帧浦

SZ-5000双机冗余系统各组成部分分别介绍如下:

1、SZ-DUAGPS标准时间同步钟

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OSZ-DUAGPS标准时间同步钟O

0%

1PPS

ONIASTO

图4.6.1

背板如图4.3.1

2、SZ-BDA北斗标准时间同步钟

SZ-BDA北斗标准时间同步钟

PtMER

1PPS

NIAST

图4.6.2

液晶屏显示：年月日时分秒、卫星求解有效（A）或无效

（V）0

背板如图4.3.1

3、SK-BM扩展箱（双机切换+扩展）

SK-BM面板图：

SK-BM扩展箱

NIAST

图4.6.3

液晶屏显示：年月日时分秒、卫星求解有效（A）或无效

(V)0

SK-BM背板图:

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图4.6.4

箱内总线共设15个插槽，从左至右分别为：P1双机切换卡、P2-

P12：用户使用的扩展卡（所有扩展卡与卡式GPS（图4.2.2）中

扩展卡完全兼容）、P13告警卡、P14-P15：电源卡。

（七）扩展时钟系列

1、SZ-TM14A同步脉冲扩展箱（SZ-TM12AY、SZ-TM12AW前

后面板类似）

OSZ-TM14A同步脉冲扩展箱

o0000000000000000

PURNlN2M3N4N5N6N7N8N9NIONtl叫2M13K14H15M16

ONIAST_o

图4.7.1

1U机箱，32芯凤凰端子输出16路脉冲

（14A：24V有源/无源均可，12AY：220V有源，12AW：220V

无源）

2、SZ-TM24A同步脉冲扩展箱（SZ-TM22Y、SZ-TM22W前后

面板类似）

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图4.7.2

2U机箱，两排32芯凤凰端子输出32路脉冲

(24A：24V有源/无源均可，22Y：220V有源，22W：220V无

源)

3、SZ-IRIG-B-1扩展箱

SZ-IRIG-B-1扩展箱

P«RB1B2B3B4B5B6B783B9810B11B12B13B14B15B16

NIAST

二:,蜃图用界―啜黑_.咒.叫叫芈叫叱叫叫,、

ioIII।

保吩Oft

Q■22W/11W

图4.7.3

1U机箱，32芯凤凰端子输出16路IRIG-B(DC)

4、SZ-IRIG-BA1扩展箱

OSZ-IRIG-BA1扩展箱O

OO

POWERIRIG-B

ONIASTo

口CM

飕爆雄勰嘘爆媲耨愿爆燃腮爆腮

3

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图4.7.4

2U机箱，32芯凤凰端子输出16路IRIG-B(AC)

5、SZ-IRIG-B扩展箱

OSZ-IRIG-B扩展箱O

OOOOOOOOOOOOOOOOO

P«RB182B384BS8687BOB9BIOB1IB12813B14B15B16

OOOOOOOOOOOOOOOO

B17B18819B20B21822823B24B25B26027828829830B31B32

CDNIASTO