Устройство для выделения сигналов тактовой частоты из импульсной последовательности с переменными параметрами Советский патент 1983 года по МПК H04L7/06 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в системах передачи дискретной информации для выделения сигналов тактовой частоты из импульсных последовательностей с переменными параметрами,

Известно устройство для выделения сигналов тактовой частоты из импульсной последовательности с переменными параметрами, содержащее последовательно соединенные первый элемент запрета и первый элемент ИЛИ, а также три элемента задержки, второй элемент ИЛИ и первый элемент И, выход которого подключен к запрещающему входу первого элемента запрета l.

Однако устройство обладает низкой точностью выделения сигналов тактовой частоты из импульсных последовательностей с переменными параметрами.

Цель изобретения - повышение точности выделения сигналов тактовой Частоты.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для выделения сигналов тактовой частоты из импу льсной последовательности с переменными параметрами, содержащее .последовательно соединенные первый

элемент запрета и первый элемент ИЛИ, а также три элемента задержки, второй элемент ИЛИ и первый элемент И, выход которого подключен к запрещающему входу первого элемента запрета, введены два блока дифференцирования, четыре детектора, два инвертора, три элемента запрета, три элемента И и триггер,. причем выход пер10вого блока дифференцирования подключен через первый детектор к разрешающему входу первого элемента запрета, первому входу первого элемента И и запрещающему входу второго

15 элемента запрета, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход первого блока дифференцирования подключен через последовательно соединенные второй де20тектор и первый инвертор к разрешающему входу третьего элемента запрета, первому входу третьего элемента И и запрещающему входу четвертого элемента запрета, выход которого под25ключен к первому входу четвертого элемента-И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход третьего элемента за30прета, к запрещающему входу которого

одключен выход третьего элемента И, а выход второго .элемента ИЛИ подключен к нулевому входу триггера непосредственно и через первый элеент задержки к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен через второй элемент задержки к второму входу четвертого элемента И и непосредственно к единичному входу триггера, единичный выход которого через третий элемент задержки подключен ко входу второго блока дифференцирования , выход которого через третий детектор подключен к второму входу первого элемента И и разрешающему входу четвертого элемента запрета, причем выход второго блока дифференцирования через последовательно соединенные четвертый детектор и второй инвертор подключен к разрешающему входу второго элемента запрета и второму входу третьего элемента И.

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы его работы..

Устройство для выделения сигналов тактовой частоты из импульсной последовательности содержит блоки 1 и 2 дифференцирования, первый, второй, третий и четвертый детекторы 3-6, первый и второй инверторы 7 и 8, первый, второй, третий и четвертый элементы И 9 - 12, первый, второй, третий и четвертый элементы 13 - 16 запрета,первый и второй элементы ИЛИ 17 и 18, первый, второй и третий элементы 19- 21 задержки, триггер. 22.

.Устройство работает следующим образом.

Последовательность импульсных сигналов с переменными параметрами, случайные временные интервалы которой соответствуют нулевым символам с

длительностью Т, а передние фронты импульсов, длительность которых внутри тактового интервала. соответствует значению Т/2 и Т, совпадают с началом и со срединой тактового интервала Т, поступает к входу устройства о(фиг, 2а), дифференцируется с помощью первого блока 1 дифференцирования (фиг. 2 5 и полученные дифференциалы с помощью первого и второго детекторов 3 и 4, включенных соответственно в прямом и обратном направлениях, разделяются по двум подканалам, попервому из которых пропускаются положительные дифферен-,

циалы (фиг. 2в) , а по второму - от.рицательные (фиг. 21,) , которые с помощью первого инвертора 7 преобразовываются в положительные (фиг.2Э), при этом входные дифференциалы первого и второго подканалов поступают соответственно с выхода первого детектора 3 (фиг. 2&) и первого инвертора 7 (фиг. 2д) к первым входам первого и третьего элементов И 9 и 11/ к разрешающим входам первого и третьего элементов 13 и 15 запрета, и к запрещающим входам второго и четвертого элементов 14 и 16 запрета, причем первый входной дифференциал,

0 сформированный на выходе первого детектора 3 (фиг. 2&) из входного пускового импульса (фиг. 2q, априорно переданного на приемную сторону в первой половине тактового интервала

5 Т, поступает через открытый первыйэлемент 13 запрета (фиг. 2м) к первому входу первого элемента ИЛИ 17, с выхода которого первый входной диф-. ференциал (фиг, 2р) через второй

Q (регулируемый; элемент 20 задержки на величину Т/2 (фиг. 20) и непосредственно поступает соответственно к второму входу четвертого элемента И 12 и к единичному входу триггера

5 22, который с момента включения питания устройства и до момента прихода входного пускового импульса (фиг. 2«j находится в одном из устойчивых состояний (единичном или инверсном), а второй и четвертый элементы И 10 и 12, включенные в цепях . обратной связи триггера 22, в этом случае закрыты.

Если до прихода входного пуско58) вого импульса (фиг. 2 а триггер 22 находился в инверсном состоянии,то первый входной дифференциал (фиг.2р., поступающий к единичному входу триггера 22, вызывает переключение последQ него в единичное состояние, при этом по переднему фронту первого входного дифференциала (фиг. 2р), поступившего на единичный вход триггера 22, на единичном выходе последнего формируг- ется передний фронт первого выходного импульса тактовой последовательности (фиг. 2с), временное положение которого совпадает с началом тактового интервала Т, причем задний фронт пер вого выходного импульса тактовой

последовательности (фиг. 2с) формируется по переднему фронту второго входного (отрицательногоj дифференциала, сформированного на выходе пер.вого блока 1 дифференцирования

5 (фиг. 2 Б) по заднему фронту входного пускового импульса (фиг. ч, временЧре положение которого совпадает со срединой тактового интервала Т, который проходит через детектор 4

0 (фиг. 21) , преобразовывается: первым инвертором 7 в положительный дифференциал (фиг. 2Э) и через открытый третий элемент 15 запрета (фиг..2М2) поступает к первому входу второго

5 элемента ИЛИ 18, с выхода которого

второй входной дифференциал (фиг.2р2 через первый элемент 19 задержки Л регулируемой ) на величину Т/2 (.фиг. 2о) и непосредственно поступает соответственно к второму входу вт рого элемента И 10 и к нулевому входу триггера 22 и вызывает переключение последнего в инверсное состояние

Сформированные на выходе триггера 22 первый и последующие выходные импульсы тактовой последовательности (фиг, 2с) по цепи обратной связи через третий элемент 21 задержки на величину Т/2 (фиг. 2 в) поступают .на вход второго блока 2 дифференцирования, положительные и отрицательные дифференциалы, с выхода которого (фиг. 2 ж)используются в качестве дифференциалов обратной связи и импульсов запрета каждого из подканалов, причем положительные дифференциалы обратной связи, прошедшие через третий детектор 5, включенный в прямом направлении (фиг. 2з), используются в качестве дифференциалов обратной связи второго подканала, поступающих к разрешающему входу четвертого элемента 16 запрета, и импульсов запрета первого подканала, которые поступают к второму входу первого элемента И 9, а отрицательны дифференциалы обратной связи, прошедшие через включенный в обратном направлении четвертый детектор & (фиг. 2и) и преобразованные вторым инвертором S в положительные дифференциалы (фиг. 2 к) , используются в качестве дифференциалов обратной связи первого подканала, поступающих к разрешающему входу второго элемента 14 запрета, и импульсов запрета второго подканала, которые поступают к второму входу третьего элемента И 11.

В случае совпадения передних фронтов входных дифференциалов первого подканала с началом тактового интервала Т, а передних фронтов входных дифференциалов второго подканала со срединой тактового интервала Т, входные дифференциалы первого и второго подканалов (фиг. 2 в ив) поступс1ют соответственно через последовательно соединенные открытые первый и третий элементы 13 и 15 запрета (фиг. , и 2.) элементы ИЛИ 17 и 18 к единичному (фиг. и нулевому (фиг. 2р2), входам триггера 22 и вызывают соответственно поочередное переключение последнего из одного устойчивого состояния в другое, причем второй и четвертый элементы 14 и 16 запрета в этом случае закрывеиотся входными дифференциалами первого и второго подканалов (фиг.2ви5 поступающими соответственно к их запрещающим входам, и не пропускают

дифференциалов обратной связи первого (фиг. 2 к; и второго (фиг.2з подканалов,. поступающих к их разрешающим входам.

В моменты отсутствияна входе устройства входных дифференциалов первого и второго подканалов (фиг. 2 в иЗ), передние фронты которых совпадают соответственно с началом и со срединой тактового интервала Т, второй и четвертый элементы 14 и 16 запрета в этом случае открываются и дифференциалы обратной связи первого (фиг. 2к) и второго (фиг. 2з) подканалов проходят соответственно через открытые второй и четвертый элементы 14 и 16 запрета (фиг. 2н Н2) к первым входам второго и четвертого элементов И 10 и 12, на вторые входы которых через первый и второГ: элементы 19 и 20 задержки (регулируемые) на величину Т/2 (фиг. 20 ио) поступают соответственно положительные дифференциалы с выхода второго (фиг. 2 р2) и первого (фиг. 2р) элементов ИЛИ 18 и 17, при этом второй и четвертый элементы И 10 и 12 срабатывают и положительные дифференциалы с их выходов (фиг. 2п и n JnocTyпают соответственно к второму входу первого элемента ИЛИ 17 и первому входу второго элемента ИЛИ 18, с выхода которых (фиг. 2р и pj) положительные дифференциалы поступают соответственно к единичному и нулевому входам триггера 22, причем (регулируемые ) элементы 19 и 20 задержки обеспечивают в этом случае точность совмещения передних фронтов дифферециалов, поступающих соответственно к входам второго и .четвертого элементов И 10 и 12.

При появлении на входе первого подканала входных диффереЕ1циалов (фиг. 2в) и импульсов запрета первого подканала (фиг. 2з) , передние фронты каждого из которых совпадают соответственно со срединой тактового интервала Т, а при появлении на гход второго подканала входных дифференциалов (фиг. 2Э) и импульсов запрета второго подканала (фиг. 2 (с) , передние фронты .каждого из которых совпадают с началом тактового интервала Т, первый и третий элементы И 9 и 11 срабатывают, при этом положительные импульсы, поступающие с их выходов (фиг. 2л.ил2)на запрещающие входы первого и третьего элементов запрета 13 и 15, запрещают соответственно прохождение входных дифференциалов , первого и второго подканалов (фиг.2В и 3 ) к входам триггера 22.

В результате суммирования входных дифференциалов первого и второго подканалов (фиг. 2& ид) , прошедших соответственно через открытые пер вый и третий элементы 13 и 15 sanpe-i та (фиг, 2 м,2) к первым входам элементов НЛИ 17 и 18, совместно с дифференциалами обратной связи пер. вого (фиг. 2 к) и второго(фиг.23 подканалов, поступающих соответственно через последовательно соединенные открытие второй и четвертый элементы 14 и 16 запрета (фиг. 2 н И.Н2) и открытые второй и четвертый элементы И 10 и 12 (фиг. 2,} к второму входу первого элемента ИЛИ 1 и первому входу второго элемента ИЛИ 18, на выходе последних формируются соответственно две сдвинутые друг относительно, друга на величину Т/2 последовательности положительных дифференциалов (фиг. 2 р., ир), следу щих с номинальной тактовой частотой которые поступают соответственно на единичный и нулевой входы триггера 22 и поочередно управляют переключением его из одного устойчивого состояния в другое, в результате .чего на единичном выходе триггера 22 формируется выходная последовательность тактовых импульсов с длительностью Т/2 и номинальной тактовой , частотой (фиг. 2с) , каждый из выход ных импульсов которой формируется путем сравнения входных дифференциалов (фиг. 2 в и 3) с дифференциалами обратной связи каждого из подканалов (фиг. 2к из), вследствие чего на выходе триггера 22 обеспечивается высокая точность восстановления тактовых импульсов (фиг. 2с) ,. выделяемых из входной импульсной последовательности с переменными параметрами ( фиг. 2а) . . Если же до прихода входного пускового импульса (фиг. 2а) триггер 22 находился в единичном состоянии, то первый входной дифференциал .(фиг. 2 р поступающий к единичному входу триг гера 22, подтверждает лишь только ед ничное состояние триггера и не вызывает его переключения, причем второй входной дифференциал (фиг. 26), сформированный по заднему фронту вхо ного пускового импульса (фиг. 2а), проходит через открытый третий элемент запрета 15 (фиг. 2м2)к второму входу второго элемента ИЛИ 18, с вы хода которого положительный диффере циал (фиг. 2Р2)поступает к нулевому входу триггера 22 и вызывает переклю чение последне.го в инверсное состоя ние,, при этом дальнейший процесс фо мирования выходных импульсов тактовой последовательности происходит - аналогично. Таким образом, использование пре лагаемого устройства для выделения сигналов тактовой частоты из импуль ной последовательности с переменными параметрами обеспечивает возможность выделения сигналов тактовой частоты из входных импульсных последовательностей с переменными длительностью и фазой импульсов при высокой точности восстановления временных параметров тактовых последовательностей. Формула изобретения Устройство для выделения сМгналов тактовой частоты из импульсной последовательности с переменными параметрами , содержащее последовательно соединенные первый элемент запрета и первый элемент ИЛИ, а также три элемента задержки, второй элемент ИЛИ и первый элемент И, выход которого подключен к запрещающему входу первого элемента запрета, отличающееся тем, что, с целью повышения точности выделения сигналов тактовой частоты, в него введены два блока дифференцирования, четыре детектора, два инвертора, три элемента запрета, три элемента И и триггер, причем выход первого блока диф.ференцирования подключен через первый детектор к разрешающему входу первого элемента запрета, первому входу первого элемента И и запрещающему входу второго элемента запрета, выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход первого блока дифференцирования подключен через последовательно соединенные второй детектор и первый инвертор к разрешающему входу третьего элемента запрета, первому входу третьего элемента И и запре1чающему входу четвертого элемента запрета, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, выход которого подключен к первому входу второго элемента ИЛИ, к второму входу которого подключен выход третьего элемента запрета, к запрещающему входу которого подключен выход третьего элемента И, а выход второго элемента ИЛИ подключен к -нулевому входу триггера непосредственно и через первый элемент задержки к второму входу второго элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен через второй элемент задержки к второму входу четвертого элемента И и непосредственно к единичному входу триггера, единичный выход которого через третий элемент задержки подключен к входу второго блока дифференцирования, выход которого через третий детектор подключен к второму входу первого элемента И и разрешающему входу четвертого элемента запрета , причем выход второго блока дифференцирования через последовательно

соединенные четвертый детектор и второй инвертор подключен к разрешающему входу второго элемента запрета и второму входу третьего элемента И.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР № 557501, кл. Н 04 U 7/06, 1975 (прототип ).

Cf

1

о-

Втт-ер

,/