Селектор сигналов проверки времени Советский патент 1983 года по МПК G04C11/02 

Изобретение относится к электронной хро нометрии, в частности, к селекторам сиг налов проверки времени, предназначенным для периодической привязки шкал времени, формируемых хронометрическими приборами (автономными или входящими в состав хронометрических систем), к шкале времени, формируемой Государственным эталоном времени и частоты (ГЭВЧ), с использованием сигналов проверки времени, передаваемых радиостанциями в виде последовательностей сфазированных секундных и минутных импульсов различной длительности. Известен селектор сигналов проверки времени, содержащий последовательно соединенные анализатор спектра частот входных импульсов и анализатор длительности входных импульсов, последовательно соединенные, измеритель длительности периода следования импульсов, счетчик импульсов и формирователь сигнала коррекции, к другому входу которого подключен выход анализатора спектра частот входных импульсов, а выход анализатора длительности входных импульсов подсоединен к входу измерителя длительности периода следования импульсов 1. Однако хотя селектор сигналов проверки времени предусматривает анализ поступающих сигналов по трем признакам, он не обеспечивает достаточной точности выделения характерной точки сигналов проверки времени из-за отсутствия в ием средств анализа длительности пауз. В конечном счете это приводит к неточной привязке местной шкалы времени к ГЭВЧ. Кроме того, при увеличении времени анализа надежность его снижается из-за влияния помех. Наиболее близким к изобретению является селектор сигналов проверки времени,, содержащий последовательно соединенные элемент И, элемент задержки и первый триггер, к второму входу которого подключен выход детектора, вход которого является входом селектора сигналов проверки времени, а также генератор импульсов, первый ,:счетчик импульсов и инвертор, при этом выход генератора импульсов через инвертор подсоединен к первому входу первого счетчика импульсов, второй вход которого объединен с входом генератора импульсов и подключен к выходу триггера, выход генератора импульсов подсоединен к первому входу второго элемента И, второй вход которого объединен с первым входом третьего элемента И и входом дополнительного инвертора и подключен к выходу детектора, выход которого подсоединен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого подключен к выходу инвертора, вход которого объединен с вторым входом второго элемента И, при этом выходы второго и четвертого элементов И являются входами элемента И 2. Однако известный селектор сигналов проверки времени обладает достаточно высокой надежностью при условии, если передача меток времени ГЭВЧ осуш,ествляется за относительно малый интервал. При анализе временной информации в течение сравнительно длительного времени (порядка 1 мин) выделение характерной точки сигналов, например соответствующей минуте, требует либо счета 60 импульсов в течение одной минуты, либо счета по меньшей мере двух минутных импульсов и одной паузы между ними в течение трех минут. Из-за высокого уровня помех в радиоканале резко возрастает вероятность в первом случае - подавления одного из импульсов, во втором - появления ложных импульсов. Цель изобретения - повышение точности селекции при анализе сигналов проверки времени, передаваемых в течение длительных интервалов. Для достижения поставленной цели в селектор сигналов проверки времени, содержащий последовательно соединенные элемент И, элемент задержки и первый триггер, к второму входу которого подключен выход детектора, вход которого является входом селектора сигналов проверки времени, а также генератор импульсов, первый счетчик импульсов и инвертор, введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИЛИ и последовательно соединенные второй счетчик импульсов, второй триггер, дополнительный элемент ИЛИ и третий счетчик импульсов, вход «Установка нуля которого объединен с вторым входом второго триггера, входом «Установка нуля первого счетчика импульсов, выходом элемента ИЛИ и подключен к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого подсоединен к информационному входу первого счетчика импульсов, вход «Разрешение счета которого объединен со своим выходом, первым входом элемента ИЛИ и через инвертор подключен ко входам «Разрешение счета второго и третьего счетчиков импульсов, соответственно, при этом третий выход генератора импульсов подсоединен к информационному входу второго счетчика импульсов и второму входу дополнительного элемента ИЛИ, четвертый выход генератора импульсов подсоединен к первому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,,выход которого подсоединен к входу «Установка нуля второго счетчика импульсов и к первому входу элемента И, к второму входу которого подключен выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к второму входу генератора импульсов, а второй вход объединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и подключен к выходу детектора, причем выход первого триггера подсоединен к второму входу элемента ИЛИ. На фиг. 1 представлена структурно-элек трическая схема селектора сигналов проверки времени; на фиг. 2 - временные днаграмIvibi, поясняющие его работу. Селектор сигналов проверки времени содержит детектор 1, элементы ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 и 3, генратор 4 импульсов, первый счетчик 5 импульсов, элемент ИЛИ 6, элемент И 7, элемент 8 задержки, первый триггер 9, второй счетчик 10 импульсов, дополнительный элемент ИЛИ 11, инвертор 12, второй триггер .13 и третий счетчик 14 импульсов. Селектор работает следующим образом. При отсутствии в радиоканале сигналов проверки времени на входе детектора 1 сигнал отсутствует, триггер 9 находится в таком состоянии, при котором на вход элемента ИЛИ 6 поступает запрещающий потенциал. На втором входе элемента ИЛИ 6 также присутствует запрещающий потенциал со счетчика 5 импульсов. Этот потенциал поступает на входы «Установка нуля счетчиков 5 и 14 импульсов и генератора 4 импульсов и устанавливает триггер 13 в состояние, соответствующее запрещению записи тактовых импульсов с выхода с генератора 14 импульсов. Запрещающий потенциал со счетчика 5 импульсов через инвертор 12 также поступает на вход «Разрещение счета счетчиков 10 и 14 импульсов. При поступлении на вход детектора 1 сигнала проверки времени на выходе детектора формируется последовательность видеоимпульсов (фиг. 2а). Передним фронтом первого видеоимпульса триггер 9 переводится в состояние, при котором через элемент ИЛИ 6 снимается запрещающий потенциал с входа генератора 4 импульсов, и входов «Установка нуля счетчиков 5 и 14 импульсов и триггера 13. На выходе а генератора 4 импульсов начинают формироваться импульсные последовательности меньщей длительности (фиг. 26), а на выходе в - большей длительности (фиг. 2в), нО с тем же периодом следования. Эти импульсы поступают на входы элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ соответственно 2 и 3; на другие входы этих элементов поступают импульсы с выхода детектора 1, имеющие тот же период следовайия, что и импульсы на выходах айв генератора 4 импульсов. На выходе.с генератора 4 импульсов формируются -тактовые импульсы, период следования которых на порядок меньще, чем период следования импульсов на выходах аи в (фиг. 2rV Если на одних входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 и 3 импульсы с выходов соответственно айв генератора 4 не совладают с импульсами на других входах этих элементов, поступающими с детектора 1, то. Йа выходе элемента И 7 формируется сигнал, которым триггер 9 устанавливается в Состояние, при котором счетчик 5 импульсов обнуляется, а выходы а, в и с генератора 4 импульсов запираются. Если .же на одном входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 импульс с выхода а генератора 4 импульсов (фиг. 26) совпадает с импульсом меньщей длительности с выхода детектора 1 или на одном входе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 импульс с выхода в генератора 4 импульсов (фиг. 2в) совпадает с импульсом больщей длительности с выхода детектора 1, то на выходе соответствующего элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 или 3- сигнал отсутствует и импульс с выхода а генератора 4 импульсов записывается в счетчик 5 импульсов. При последовательном совпадении нескольких, например щести сигналов независимо от наличия или отсутствия в этой последовательности импульса больщей длительности (минутный импульс) счетчик 5 импульсов оказывается заполненным (фиг. 2е). Это приводит к тому, что запрещающий сигнал на его вцходе пропадает, вследствие чего генератор 4 импульсов продолжает работать даже в том случае, если из-за случайного несовпадения сигналов на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 и 3 (при наличии помехи на входе детектора 1) произойдет изменение состояния триггера 9. Одновременно снимается запрещающий потенциал с входа «Разрещение счета счетчика 10 импульсов. Теперь при поступлении на вход детектора 1 первого импульса больщей длительности на его выходе, а следовательно, и на входах элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 2 и 3 появляется видеоимпульс той же длительности и, поскольку на другой вход элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 с выхода в генератора 4 импульсов бдновременно поступает импульс такой же длительности на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 пропадает сигнал несовпадения (фиг. 2д), эквивалентный запрещающему сигналу на входе «Установка нуля счетчика 10 импульсов. В результате этот счетчик начинает считать тактовые имлульсы, поступающие с выхода с генератора 4 импульсов. Поскольку емкость счетчика 10 импульсов выбрана faкoй, чтобы при данной частоте тактовых импульсов заполнение счетчика происходило за время, равное периоду следования импульсов больщей длительности с выхода в генератора импульсов 4, на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 в течение этого интервала времени сигнал несовпадения также будет отсутствовать при условии, что на входе детектора 1 присутствуют сигналы проверки времени. Если же на входе детектора 1 в этот момент присутствуют любые иные сигналы, то сигнал несовпадения на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 в течение этого интервала времени также будет отсутствовать при условии, что на входе детектора 1 присутствуют сигналы проверки времени. Если же на входе детектора 1 в этот момент присутствуют любые иные сигналы, то сигнал несовпадения на выходе элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ 3 появится раньше, чем счетчик 10 импульсов 5 заполнится и, в результате, счетчик 10 импульсов обнулится. При заполнении счетчика 10 импульсов сигналом с его выхода (фиг. 2ж) триггер 13 устанавливается в состояние, при кото- JQ ром сигнал на его выходе разрешает прохождение тактовых импульсов с выхода с генератора 4 импульсов через элемент ИЛИ 11 на вход счетчика 14 импульсов. Состояние триггера 13 больше не зависит от сигналов на входе детектора 1, и тактовые им- 15 пульсы продолжают поступать на вход счетчика 14 импульсов до его заполнения. Поскольку емкость счетчика 14 импульсов выбрана из условия заполнения его за интервал времени, равный разности между периодом следования импульсов большей дли- тельности в сигнале проверки времени и интервалом времени между импульсом большей длительности и первым за ним импульсом меньшей длительности, сигнал на вь1ходе счетчика 14 импульсов (фиг. 2з), т.е. сигнал коррекции, появится в момент времени, соответствующий характерной точке сигналов проверки времени, формируемых ГЭВЧ. В рассматриваемом случае он появится в момент прихода переднего фронта минутного импульса. Таким образом, выделение сигнала, соответствующего характерной точке шкалы времени, производится в три этапа путем сравнения параметров сигналов, поступающих с выхода приемника, с соответствующими параметрами опорных импульсов, формируемых генератором импульсов. На первом этапе выделяется ограниченная группа сигналов меньшей длительности и меньшего периода следования, например секундных, после чего селектор сигналов проверки времени перестает реагировать на такие сигналы и переходит в режим ожидания сигналов большей длительности, в расматриваемом случае - минутных. Завершение первого этапа является признаком правильности приема анализируемых сигналов времени. На втором этапе анализируется импульс большей длительности и следующая за ним пауза до первого импульса меньшей длительности, после чего вход «отключается от радиоканала. На третьем этапе формируется импульс коррекции, появляющийся на выходе селектора сигналов проверки времени через интервал времени, соответствуюш,ий разнице во времени моментов появления очередного ожидаемого импульса большей длительности и окончания паузы, исследовавшейся на предшествовавшем этапе. Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что значительно сокращается время, в течение которого селектор сигналов проверки времени подключен к выходу приемника для анализа импульсов меньшей длительности, что приводит к снижению вероятности подавления одного из сигналов времени или к появлению ложного сигнала, аналогично сигналу времени, так как вероятность появлеXния ложных импульсов большей длительности уменьшается с ростом длительности импульса. Кроме того, увеличивается вероятность правильного приема и формирования сигнала коррекции даже при высоком уровне помех ,в радиоканале, так как производится анализ лишь весьма ограниченной группы коротких импульсов,, передаваемых в течение нескольких минут подряд. Практика показывает, что помехи во времени распределены неравномерно, и почти всегда имеются короткие интервалы с низким уровнем помех. Предлагаемый селектор сигналов проверки времени обладает также достаточно большой точностью привязки шкал времени, так как сигнал коррекции формируется непосредственно селектором сигналов проверки времени; в известных селекторах формируется лишь сигнал разрешения на выдачу сигнала коррекции, а в качестве такого используется передний фронт любого сигнала, пришедшего с входа приемника после анализа длительности последней паузы. (Поскольку этот анализ производится с конечной точностью, принципиально возможен случай, когда на выход селектора пройдет ложный импульс, сдвинутый относительно истиного на величину Г , определяемую погрешностью измерения последней паузы).

IMUH

:: tc 1 1C

a П 1П-1ГЪ-П

лШ nOZ

TL.

(rlfZIOO

nS3 (

.n ,

СЕЛЕКТОР СИГНАЛОВ ПРОВЕРКИ ВРЕМЕНИ, содержаш,ий последовательно соединенные элемент И, элемент задержки и первый триггер, к второму входу которого подключен выход детектора, вход которого является входом селектора сигналов проверки времени, а также генераторимпульсов, первый счетчик импульсов и инвертор, отличающийся тем, что, с целью повышения точности селекции при анализе сигналов проверки времени, передаваемых в течение длительных интервалов, в него введены два элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, элемент ИЛИ и последовательно соединенные второй счетчик импульсов, второй триггер, дополнительный элемент ИЛИ и третий счетчик импульсов, вход «Установка нуля которого объединен с вторым входом второго триггера, входом «Установка нуля первого счетчика импульсов, выходом элемента ИЛИ и подключен к первому выходу генератора импульсов, второй выход которого подсоединен к информационному входу первого счетчика импульсов, вход «Разрешение счета которого объединен со своим выходом, первым входом элемента ИЛИ и через инвертор подключен к входам «Разрешение счета второго и третьего счетчи.ков импульсов, соответственно, при этом третий выход генератора импульсов подсоединен к информационному входу второго счетчика импульсов и второму входу дополнительного элемента ИЛИ, четвертый выход генератора импульсов подсоединен к перS вому входу первого элемента ИСКЛЮЧАЮ(Л ЩЕЕ ИЛИ, выход которого подсоедннен к входу «Установка нуля второго счетчика импульсов и к первому входу элемента И, к второму входу которого подключен выход второго элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, первый вход которого подключен к второму входу генератора импульсов, а второй вход объединен с вторым входом первого элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и подключен к выходу детектора, причем высо ход первого триггера подсоединен к второ00 О5 му входу элемента ИЛИ.

n

.....TL.

.л

.

Jl J