2020年南京英奥GPS使用手册

南京英奥GPS使用手册

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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

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目录

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、北斗、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

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

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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lus,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1US的秒

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(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

(一)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100米。

3.捕获时间：20秒〜2分钟

4.1PPS秒脉冲输出

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定时准确度：1US电平：485

电平

极性：正脉冲脉宽：约

20〜200ms

阻抗：50Q前沿：V

20ns

5.1PPM分脉冲输出

定时准确度：lus电平：485

电平

极性：正脉冲脉宽：约

20〜200ms

阻抗：50。前沿：V

20ns

6.1PPH时脉冲输出

定时准确度：1US电平：TTL

电平

极性：正脉冲脉宽：约

1s

阻抗：50c前沿：V

20ns

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，

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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：V15W

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：」57.6dbw,使用有源微带

天线。

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。

L规约1

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接口标准：RS232或RS422/RS485

通讯速率：4800b/s

数据位：8位（ASCII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.fIfIf1<CR><LF>

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，口口口为周波

数的三位小数部分。（如年份需要四位表

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示，BPYYYY,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3o语句3中的YYMMDD,

hhmmss9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刻（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0.2mso

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：

<B>HHMMSSYYM1M1DD<F>FFF1F1F2F

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2<C>H2H2M2M2S2S2<CR>

其中：vB>为起始符，vF>为工频标志，vC>

为周波标志，<CR>为结束标志，以上均为ASC

II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)

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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1。

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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

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）X275mm（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标准时间同步钟

k

123

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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

(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。

图4.1.2

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(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。

(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-。

*(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。

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（二）SZ-2U型

L结构

标准2U工业机箱，尺寸为482.6（宽）mmX

88.90mm（高）X290mm（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

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

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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#WTR-o

(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-。

(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。

(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：

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设备型号一一信号源一一工作电源一一扩展位

——输出接口

SZ-2UAl.GPS1.1D单电源1.NET0

LDZ（凤凰端子型，缺省）

2皿（北斗）2.2D双电源2.NET2

2.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

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1.结构

标准2U工业机箱，尺寸为482.6(宽)mm

X88.90mm(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-NETO(2路RS232,2路

RS485)

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图4.3.1

标准5.08凤凰端子输出:

12345678910111213141516171819202122

++++TDGNDTDGND++++-+-

1PPS1P1PPM(光隔)1PPHRS232RS232RS485RS485IRIG-B失步掉电

2、SZ-2UA-GPS-1D-NETO(4路RS232)

图4.3.2

(1)标准5.08凤凰端子输出:

12345678910111213141516171819202122

+—+—+—+—TDGNDTDGNDTDGNDTDGND+—十一+一

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-NETO-DB9(6路RS232)

图4.3.3

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(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#脚TR-。

(3)NET口：备用口，DB9孔定义为2#脚1PPS+,

3#脚1PPS-,4#脚BJT7BCD+,5#脚BJT/BCD-。

(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-16S/M

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

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：(X1~X32

为32路秒(S)/分(M)或B码，16路输出时

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X17~X32不用)

X1X2X3X4X5X6X7X8X9X10X11X12X13X14X15X16

+-+-+-+.+-+卜+-+-+卜+1-+1-+I~+卜+.+卜+-

(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

"o

OTCP/NTP-2黎22OV/11OVO

图4.3.5

(1)RJ45口：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+—十一+一

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）

图4.3.6

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(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口：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）

POWER

TCP/NTP-4

TCP/NTP-2

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口：4个网络口(NTP协议或者TCP/IP

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协议）。

（4）航空插座：1路周波测量。

（四）SK-2UA型

SK-2UA面板图：

标准2U工业机箱，尺寸为482.6（宽）mm

X88.90mm（高）X220mm（深）

OSK-2UAGPS标准时间同步钟O

POWER

--------------Z----------------------------------------------O

_____________________________________1PPS

O

CDNIASTO

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：

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序输出

名称型号输出信号备注

号结构

PPS/PPM/BJT/B

P3~P12

CD/IRIG-B信

多功GPSMULT8芯端可根据

1号可选，4路

能板IF子需要定

TTL、RS232或

制规约

RS485输出

PPS/PPM/PPH/1

扩展

PPD/IRIG-B信

板GPS1-G08芯端

2号可选，4路有P3~P12

(光521子

源或无源输出

耦)

(24V)

如果需

B码扩

展必须

B码8芯端4路直流

3GPS-ACB增加B

源板子IRIG-B码输出

码源板

1块

P3~P12

B码配合B码源板P3~P10

GPS-ACB8芯端

4交流使用输出4路,每板

D子

板交流B码占两个

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插槽

DCF77GPS1-F78芯端4路无源DCF77

5P3~P12

板7子输出

光纤2路光2路ST头多模

6GPS-GQ2P3~P12

板端光纤信号

2个2个NTP或

网络GPS1-NT

7RJ45TCP/IP网口输P3~P12

口板PGD-2

口出

告警GPS-ALM6芯端输出错、失P12位

8

板2子星、掉电告警置固定

P13~P1

电源GPS-PWR5.4V、+12V、4单/双

9

板3-12V电源选

配

（五）SZ-4UA型

标准4U工业机箱，尺寸为482.6mm（宽）X

177.8mm（高）X290mm（深）。

SZ-4UA面板图：

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图4.5.1

SZ-4UA背板图：

图4.5.2

(1)P1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:

序输出

名称型号输出信号备注

号结构

1脉冲MKG0-4U34芯16路/块（24VP2~P9

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扩展扁缆分/秒、有源/

板无源可调）

B码扩MK485A-434芯16路/块（直流

2P2~P9

展板U扁缆IRIG-B码）

串口16路/块

MK485/2334芯

3扩展（RS232串口P2~P9

2A-4U扁缆

板或RS485串口）

脉冲

24芯12路/块（220V

扩展

4MKGY1-4U凤凰无源，分/秒可P2~P9

板（高

的调）

压）

光纤ST头4路多模输出或

5P2~P9

输出光端2路单模输出

网口RJ452路TCP/IP或

6P2~P9

板口NTP协议

告警凤凰掉电、失步告

7P9

板警

P1O~P1

电源1单/双

8PWR-4U5V、24V

板电源选

配

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（六）SZ-5000双机冗余型

SZ-5000系统框图：

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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升压站继电器室

IISH

输取耦惘雨

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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

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

POWER

---Z---------O

1PPS

O

ONIAST0

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）o

背板如图4.3.1

3、SK-BM扩展箱（双机切换+扩展）

SK-BM面板图：

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OSK-BM扩展箱O

PWR1BJT1PPM

Oo---------------0

勿

PWR2B1PPS

OOO

ONIASTO

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）o

SK-BM背板图：

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

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CJ

OOOOOOOOOOOOOOOOO

PWRM1M2M3M4M5M6M7M8M9M10M11M12M13M14M15M16

CDNIASTO

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b,厘界庠肆昨席昨阳界联阳*昨怦弹昨牌।n°"ra

OI---------116-j1U„E

OM220V/110VO

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）

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

OSZ-IRIG-B-1扩展箱GD

0OOOOO.OOOOOOOOO0O

PWRB1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15B16

ONIASTO

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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

OO

O.220V/110VQ

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

0OOOOOOOOOOOOOOOO

PWRB1B2B3B4B5B6B7B8B9B10B11B12B13B14B15B16

OOOOOOOOOOOOOOOO

B17B18B19B20B21B22B23B24B25B26B27B28B29B30B31B32

ONIASTO

OO

IBl|Bz|B3|B4|BO|B6|B，|B8|Bv|B1u|BT1IBIZ|B1s闸4|B1byi

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IBl,IH1U|BZU|UZ1|BZZIB23IBZ4|BZt>IB20|BZ，|BZBIHZV|B3UIB31|B3Z|VO

32k1-1+I-kI-1-1+I-kI-|+I-|+I-|+1-1+1-1+1-1+1-1+I-1+I-kI-k1-1M

O220V/110VO

图4.7.5

2U机箱，两排32芯凤凰端子输出32路

IRIG-B(DC)

文档仅供参考

6、SZ-232&485串口扩展箱

oSZ-2326485扩展箱12341234O

o000000000

POWER1PPS-----------------RS232----------------J'-----------------RS485----------------1

oNIASTO

O.220V/110Vo

图4.7.6

1U机箱，16芯凤凰端子输出4路RS232串口,

4路RS485串口

7、SZ-RS232或SZ-RS485串口扩展箱

oSZ-232/485A-1扩展箱