Устройство автоматической привязки шкал времени к эталонным радиосигналам Советский патент 1983 года по МПК G04C11/02 H04L7/04 

СО

сд

01, СП

со Изобретение относится к ycTpoficTBaNi службы времени, корректируемым радиосигналами точного времени. По основному авт. св. № 482 711 известное устройство автоматической привязки шкал времени к эталонным ради сигналам, содержащее радиоприемник, опорный генератор, формирователь двух сдвинутьгх импульсных последовательностей копий сигнала, два вькода которого подключены через блоки совпадения к соответствукшим счетчикам-интеграторам и делитель .частоты, выход которого соединен с формирователем двух сдвинутых импульсных последовательностей копий сигнала, а тагсже хранитель фазы, к входу которого подключен опорный генератор, формирователи стробов эталонного сигнала, дискретный фазовращатель и элемент И, к одному входу которого подключен формирователь стробов эталонного сигнала, принятого радиоприемником а к второму входу через формирователь стробов опорной части и хранитель фазы выход опорного генератора, причем выхоД элемента .И подключен к блокам совпадения, а выходы счетчиков-интеграторов соединень с управляющими входами дискретного фазовращателя, выход которого подключен к делителю частоты, причем выход хранителя .фазы соединен с входом дискретного фазовращателя t -lНедостатком известного устройства является невысокая точность привязки временного положения радиоимпульсов за счет затягивания заднего фронта. Цель изобретения - повьшение точнос привязки путем компенсации ошибки, вызванной наличием затягивания заднего фро та радиоимпульса. Для достижения поставленной цели в устройстве автоматической привязки шкал времени к эталонным радиосигналам, содержащее радиоприемник, опорный генератор, формирователь двух сдвинутых импульсных последовательностей копий си нала, два выхода которого подключены че блоки совпадения к соответствующим счет чикам-интеграторам, и делитель частоты, выход которого соединен с формирователем двух сдвинутых импульсных последовательностей копий, сигнала, а также хранитель фазы, к входу которого подключен опорный генератор, формирователи стробов эталонного сигнала, дискретный фазовращатель и элемент И, к одному входу которого подключен, формирователь стробов эталонного сигнала, принятого радиоприемником, а к второму входу через формирователь стробов опорной частоты и хранитель фазы - опорный генератор, причем выход элемента И подключен к блокам совпадения, а выкоды счетчиковинтеграторов соединены с управлякщими входами дискретного фазовращателя, выход которого подключен к делителю частот, причем выход хранителя фазы соединен с входом дискретного фазовращателя .введены последовательно соединенные первый дополнительный элемент И, первый формирователь импульса запуска, элемент ИЛИ, к другому входу которого подключен вькод второго формирователя импульса . запуска, ждуший мультивибратор и второй дополнительный элемент И, при этом к входам первого дополнительного элемента И подключены соответственно выход делителя частоты и первый выход формирователя двух сдвинутЬк импульсных последовательностей, второй выход которого подключен к входу второго формирователя импульса запуска, выход элемента И подключен к другому входу второго дополнительного элемента И, выход, которого подключен к входам счетчиков-интеграторов. На фиг. 1 представлена структурная электрическая схема предложенного устройства; на фиг. 2 - временные диаграммы, поясняющие принцип работы предложенного устройства. Устройство содержи радиоприемник 1, формирователь стробов 2 эталонного сигнала, элемент И 3,первый 4 и второй 5 дополнительные элементы И, опорщ.1й генератор 6, хранитель фазы 7, формирователь 8 двух сдвинутых импульсных последовательностей копий сигнала, формирователь стробов 9 опорной частоты, блоки совпадения 10 и J1, счетчики-интеграторы 12 и 13, дискретный фазовращатель 14, делитель частоты 15, элемент ИЛИ 16, ждущий мультивибратор 17 и формирователи импульсов запуска 18 и 19. Устройство работает следукяцим образом. Принятая радиоприемником 1 смесь сигнал-шум (фиг. 2 си) поступает на формирователь стробов 2, где в момент перехода через нуль напряжения смеси формируются стробы-импульсы (фиг. 26). Из импульсов опорной частоты опорного генератора 6, поступающих из хранителя фазы 7, формирователем стробов 9 формируются опорные строб-импугЕьсы (фиг. 2 в). Совмещение их временнстго положения со средним значением фазы высокочастотного заполнения радиоимпульсов производится заранее путем измерения фазы сигнала компенсационным способом. На выходе элемента И 3 при совпадении стробов опорной частоты и стробов смеси сигнал-шум формируются импульсы, несущие полезную информацию о сигналеединице кода (фиг. 2 г), и отдельные импульсы-помехи, фаза которых случайна. Они подаются на входы блоков совпадения 10 и 11. С выхода хранителя фазы 7 опорные импульсы также подаются на вход дискрет ного фазовращателя 14, осущ ствляющего их сдвиг при поступлении сигналов на управляющие входы. Сигнал с дискретного фазовращателя 14 поступает на делитель 15, где происх дятделения частоты опорных импульсов до частоты Рд следования сигналов точного времени (фиг. 2Э), затем на форми рователь 8, с помощью которого вырабатываются две последовательности импульсов, сдвинутых на -90 и +9О(фиг. 2е и ж),- и на элемент И 4. Две последовательности импульсов, сдвинутых на -90 и +90, поступают: первые F - на блок совпадения 10 и формирователь импульсов 19, который из положительного перепада напряжения формирует импульсы запуска (фиг. 2 к ), вторые FA- на блок совпадения 11 и второй вход элемен та И 4. В момент совпадения заднего фронта импульса импульсом F на выходе элемента И 4 возникает положительный перепад напряжения, из которого формирователь импульсов запуска 18 фор мирует импульс запуска (фиг. 2л). Импульсы запуска с выходов формирователей импульсов запуска 18 и 19 через элемен ЛИ 16 поступают на запуск ждущего мультивибратора 17, который формирует импульс, равный по длительности максимальной величине заднего фронта принимаемого радиоимпульса (фиг. 2 м). Этот импульс поступает на вход элемента И 5 на второй его вход поступают импульсы с выхода элемента И 3. С выходов совпа дения 10 и 11 снимаются импульсы (фиг. 2з и 2и), число которых соответ ствует площади взаимного совпадения импульсных последовательностей копий сигн ли с единицами кода, поступающими с вы хода элемента И 3. С выхода элемента И 5 снимаются импульсы (фиг. 2 н ), число которых соответствует площади вре менного совпадения импульсов, сформированных ждущим мультивибратором 17. Импульсы с выходов блоков сошадения 10 и 11 поступают, соответственно, на четчики-интеграторы 12 и 13, а импульсы с выхода элемента И 5 - на вэсодьт счетчиков-интеграторов 12 и 13. При этом дополнительные импульсы фиксируются только в том счетчике-интеграторе, на который в .данный момент не поступают импульсы с блоков сошадания 10 и 11, , так какпо времени импульсы, проходящиепо одному из блоков совпадения 10 и 11, совпадают с импульсами с элемента И 5. С выходов счетчиков-интеграторов 12 и 13 поступают сигналы, в результате ьоздейст-. ВИЯ которых осуществляют дискретный сдвиг фазы сигнала, поступакшего на дискретный фазовращатель 14, В сторону умешгщения рассогласования между сигналом частотой F опорного генератора 6 и принятым радиосигналом точного времени (фиг. 2сч,в) до тех пор, пока величина рассогласования не станет равной нулю. При этом число импульсов на счетчикеинтеграторе 12 равно числу импульсов на счетчике-интеграторе 13, т.е. насту пает динамическое равновесие и согласование опорных импульсов с импульсами радиосигналов точного времени. Длительность импульса, формируемого ждущим мультивибратором 17, равна длительности заднего фронта радиоимпульса, которая составляет 15% от длительности самого радиоимпульса. Таким образом, усоверщенствование начинает сказывать- ся, когда количество импульсов, накопленных обоими счетчиками-интеграторами 12 и 13, становится приблизительно равным, т.е. достигается приблизительное совмещение принимаетугых сигналов и опорной последовательности FA . Импульсы, обусловрленные влиянием заднего фронта, дописываясь в счетчик-интегратор 12 в момент действия импульса, сформированного жду щим мультивибратором 17, по окончатгаи импульса Fдypaвнoвeщивaют влияние заднего фронта. Однако на интервал времени .действия импульса, сформированного ждущим мультивибратором 17, действует наряду с сигналом и шум. Для компенсации его влияния в счетчик-интегратор 13 записывается число импульсов .обусловленных влиянием щума при отсутствии сигнала (фиг. 2 н).Это осуществляется путем формирования ждущим мультивибратором 17.импульса по переднему фронту икшульса F. Таким образом, и лпульсы F более точно совмещаются по времени с радиоимпульсами. Достижение повьпиения точности подтверждается расчетами статистических характеристик прэб-едитшц кода, nocTynajoщнх в счетчики-интеграторы 12и 13и обес«. печиваюпшх слежение копий сигнала аа серединой импульса. Пусть Н, Мц, - среднее количество единиц кода в единицу времени ог совпадения опорных стробов . с сигналом и шумом. Тогда в известном устройстве равновесное состояние, при котором в оба счетчика-интегратора поступает одинаковое количество единиц кода, наступает при следукяоих соотношекиях. -.(вд ; c(%4), Vii ) f) , где NJ.- количество единиц кода, поступаю шихв счетчик-интегратор 12; количество единиц кода, nocTj aio щих в очетчик-интегратор 13; идейльная длительность импупьс-ного сигнала времени; f ф - длительность заднего фронта им-г пульсного Сгигнаиа времени. При этом ошибка измерения временного положения сигнала времени равна -Сф/2. В этой ситуации в счетчик-интегратор 13 поступает дополнительно ( ) единиц кода, а в счетчик-интегратор 12единиц кода. Так как 2 -ш лттна N. больше величины ш в силу регулярности переходов через нуль напряжения сигнала, равновесие нарушаекзя, и с помощью дискретного фазовращателя 14 производится последовательный сдвиг опорного напряжения Рд и сдвинутых копий сигнала в сторону переднего фронта принимаемого импульса емени. Новое равновесное состояние в счетчиках-интеграторах 12 и 13 наступает при следующих соотношениях:,.N,-f-N -г:ф1--К .N При этом ошибка измерения временноо положения сигнала времени уменьшаетя до величины, определяемой частотой ормирования единиц кода, например кГц, которая может йыть выбрана достаочно. малой. Таким офазом ошибка измеений при частоте повторения импульсов 0 Гц составляет 250 мкс HviecTo 1,О мс ля известного устройства.

УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ ПРИВЯЗКИ ШКАЛ ВРЕМЕНИ К ЭТАЛОННЫМ РАДИОСИГНАЛАМ по авт. св. NO 482711, отличающееся тем, что, с цепью повьшения точности привязки путем компенсации ошибки, вызванной наличием затягивания заднего фронг та радиоимпульса, введены последовательно соединенные первый дополнительный элемент И, первый формирователь импупь.са запуска, элемент ИЛИ, к другому входу которого подключен выход второго формирователя импульса запуска, ждуший мультивифатор и второй .дополнительный элемент И, при этом к входам первого дополнительного элемента И подключены соответственно выход делителя частоты и первый выход формирова еля двух сдвинутых импульсных последовательностей, второй выход которого подключен к соду второго формирователя импульса запуска, выход элемента И подключен к другому Екоду второго дополнительного элеме -1 ТВ И, выход которого подключен к входам счетчиков-интеграторов.