Устройство синхронизации временных шкал по радиосигналам точного времени Советский патент 1983 года по МПК H04L7/00 G04C11/02 

Изобратение относится к устройствам привязки временных шкал приемных пунктов к сигналам точного времени, передаваемым по заданной программе станциями службы времени, и может быть использовано в радиотехнических .установках службы времени о

Известно устройство синхронизации временныхшкал по сигналам точного времени, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, датчик этс1лонного сигнала, блок временной коррекции, блок формирования пилот-сигнала, радиаприемник, измеритель временного параметра, блок управления и блок индикации, при этом второй выход датчика эталонного сигнала подсоединен к второму входу измерителя временного параметра и блока управления, выход кото.рого подсоединен к вторым вхо-дса 1 радиоприемника, .йлока форми--рования пилот-сигнал а, И блока временной коррекции ij .

Недостаток данного устройства синхронизации временных шкал по сигнала точного времени заключается в,том,чт они измеряют временной параметр радиосигнала на выходе радиоприемника, не учитывая вносимую им задержку огибающей ра,циосигнала, и не обеспечивают максимально возможную точность нязки по импульсным рад.иосигналам.

Наиболее близким к изобретению является устройство синхронизации времемных шкал по радиосигналам точного времени, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, датчик эталонного сигнала, блок временной коррекции, формирователь программ, коммутатор, форлшрователь пилот-сигнала, радиоприемник, измеритель временного параметра и блок управления и индикации, выход которого подключен к второму входу .измерителя временного параметра,, радиоприемника, кo lмyтaтopa и формирователя программ, а второй вход блока управлен.ия и индикации объединен с третьим входом измерителя временного параметра и подключен к второму вы.хо ду датчика эталонного сигнала, трет.ий выход которого подсоединен к т.ретьему входу комг/1утатора, четверты вход которого подключен к второму

выходу блока временной коррекции Г2Ь

L J

Однако известное устройство синхронизации временных шкал по радиосйгнала.м точного времени не обеспечивает потенциальных точностных характеристик приемоизмерительного тракта, так как в реальных условиях на вход радиоприемника поступает смесь сигнала и помехи, при этом соотношение сигнал/шум существенно меньше единицы.

Т.иповые элементы приемоизмерительного тракта временные дискриминаторы, детекторы - относятся к нелинейным цепям- либо к линейны. цепям с переменными параметрами и обладают инерционностью. При прохождении через эти элементы сигнала в смеси с шумом, который вносит системат.ическ.ие искажения формы сигнала, появляется систематическая шумовая при измерении временн-ого положения сигнала.

Известное.устройство синхронизации временных шкал по радиосигналам точного времени не позволяет определить шумовую составляющую ошибки, так как истинный результат згщержки смеси сигнала и шума отличается от результата калибровки полученного пр подаче чистого сигнала, что приводит к снижению точности синхронизации

. Цель изобретения повышение точности синхронизации временных шкал при измерении соотношения сигнал/шум

Цель достигается тем, что в устройство синхронизации временных шкал 1по радиосигналам точного времени,содержащее последовательно соединенные опорный генератор, датчик эталонного сигнала и блок временно коррекции, последовательно соединенные формирователь програ..м.м, комЛ1утато.р, фо.рмкрователь пилот-сигнала, ра,циоприемник, И31леритель временного параметра и блок управления и .индикации, выход которого подключ:ен к вторым входам измерителя Временного параметра, радиоприемника, кo tf yтaтopa и формирователя прогpaMjsi, а второй вход блока управления я индикации объединен с третьим входом измерителя временного параiMBTpa и подключен к второму выходу датчика эталонного сигнала, введены последовательно соединенные дополни тельный KOMiviyTaTop и элемент задержки, а также последовательно соединенные генератор случайных чисел дешифратор, блок элементов И я элемент ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу формирователя программ к третьему входу ког 1мутатора, выходы элемента задержки подключены к соответствующим входам блока элементов И, выход блока временной коррекции подсоединен к первому входу дополнительного коммутатора, к вторрому входу которого подсоединен третий выход Дсгтчика этшюнного сигнала, а третий вход подключен к выходу блока управления и индикации.

Па чертеже представлена структурно-электрическая схема устройства синхронизации временных шкал по радиосигналам точного времени.

Устройство синхронизации временных икал по радиосигналам точного времени содержит опорный генератор датчик 2 эталонного сигнала, блок 3 ..временной коррекции, дополнительный коммутатор 4, элемент 5 задержки, блок 6 элементов И, генератор 7 слу чайных чисел, дешифратор 8, элемент ИЛИ 9, формирователь 10 прогг рамм, коммутатор 11, формирователь 12 пилот-сигнала, радиоприег/шик 13, измеритель 14 временного napaj.ieTpa и блок 15 управления и индикадии. Устройство синхронизйции временных шкал по радиосигналам точного времени работает следующим образом. При оперативном контроле точност ных параметров непосредственно перед сеансом синхронизации в блок 3 временной коррекции вводится калибро,ванная временная задержка &с|),, йсрдд , обеспечивающая сдвиг калиброванного сигнала по отношению к сигналам дат чика 2. Контроль работоспособности и опр дбление систематической шумовой ош: ки осуществляется следуквдим образом По сигналу с блока15 управления и индикации через дополнительный коммутатор 4 на вход элемента 5 задержки поступают импульсы с датчика 2. С помощью генератора 7 случайных чисел формируются случайные числа. Скорость их изменения и предел изме шения определяются дисперсией имити руемой помеховой обстановки приема реального сигнгша времени, извест- ной на основании априорных сведе-.НИИ, они устанавливаются органами управления генератора 7 случайных чисел. С помощью дешифратора 8 случайные числа преобразуются в сигналы, управляющие блоком б, на другие входы которого поступают импульсы датчика 2 с выходов линии 5 задержки, а выходы блока 6 подключены к элементу ИЛИ 9, В результате временное положение иглпульсов датчика 2 на выходе элемента ИЛИ 9 .изменяется случайным образом относительно истинного значения, что соответствует воздействию шума на сигнал. Эти импульсы поступают на формирователь пилот-сигнала 12 через коммутатор 11 управляемый сигналами блока 15 управления и индикаций, и далее на радиоприемник 13. Благодаря избирательным свойствам цепей ращиоприемника 13 на его выходе формируется квазинепрерывный синусоидальный сигнал, фаза которого соответствует задержке приемоизмерительного тракта с учетом шума и измеряется с помо щью измерителя 14 временного параметра. Последний в соответствии с сигналами блока 15 работает как фазометр по несущей. Результат измерения ., в котором учтена сис.тематическая шумовая ошибка, индицируется с помощью блока 15 и фиксируется для последующего использования при синхронизации по реальным сигналам времени. Затем по команде с блока 15 через дополнительный коммутатор 4 на вход элемента 5 задержки подаются импульсы с блока 3. С помощью генератора 7 случайных чисел, дешифратора 8 и блока б эти импульсы на выходе элемента ИЛИ 9 случайным образом изменяют свое временное положение относительно истинного значения и поступают далее через формирователь 10 программ, управляемый от блока 15, коммутатор 11 и формирователь 12 пилот-сигнала на радиоприемник 13. На выходе последнего формируется квазинепрерывный синусоидальный сигнал в смеси с шумом, фаза которого соответствует фиксированной в блоке 3 задержке Ь( и задержке в приемоизмерительно1М тракте и измеряется с помощью измерителя 14 временного параметра. Результат измерения Ср индицируется с помощью блока 15, и при выполнении условия ( ( -( BJHO-. Сйтся решение о работоспособности аппаратуры. При необходимости, если програмг-ia передач сигналов времени .содерл ит набор эталонных частот, операции калибровки (f и измерения Cfj проводятся аналогичным способом на частотах повторения импульсов Датчика 2 и формирователя 10 програл-авл, соответствующих этому набору. Далее по команде блока 15 формирозатель 10 программы образует огибакядую импульсного сигнала, в соответствии с которой через коммутатор 11 на формирователь 12 пилот-сигнала и далее на радиоприемник iT noдаются пачки импульсов, вырезанные из последовательности импульсов на выходе элемента ШИ 9, изменяющих случайны -/ образом свое временное положение благодаря генератору 7 случайных Чисел, дешифратору 8, элементу 5 задер кки и блоку 6. С выхода радиоприемника 13 .за счет его избирательных свойств снимаются радиоимпульсы, имитирующие реальный сигнал с шумом. Временное положение радиоимпульсов соответствует известной калиброванной задержке Ь -в блоке 3 и задержке радиоимпульсного сигнала в смеси с шумом в цепях приемоизмерительного тракта. Оно определяется с помощью измерителя 14 временного параметра работающего в соответствии с командой от блока 15, как фазометр по огибающей. Результат измерения qi индицируется в блоке 15. Разность( ACf д) соответствует задержке с,., сигнала с шумом в приемоизмерительном и фиксируется для последующего учета

в процессе синхронизации по реальным сигналам времени.

После проверки работоспособности и определения задержки производится прием эталонных радиосигналов времени в смеси с шумом, в процессе которого с помощью измерителя 14 временногЬ параметра осуществляется измерение несущей ((ig и огибающейс д сигналов, а также определяются их значения с учетом задержки приемоизмеpитeJ:ьнoгo тракта путем вычитания из результатов измерения величин Чкы PAMui которые учитывгиот также систематическую шумовую ошибку.

Введенные блоки позволяют опрёделить згадержку приемоизмерительного тракта с учетом систематической шумовой схийбки, т.е. повысить точность синхронизации.

В общем случае величина выигрыша в точности зависит от характеристик цепей устройства и шумовой обстановки приема сигналов времени и может иметь большие значения.

Технико-экономическая эффективность изобретения заключается в том, что от точности синхронизации прямо зависит эффективность функционирования отечественных навигационных и связных систем, а систем предотвращения столкновений самолетов в воздухе.

u

УСТРОЙСТВО СИНХРОНИЗАЦИИ ВРЕМЕННЫХ ШКАЛ ПО РАДИОСИГНАЛАМ ТОЧНОГО ВРЕМЕНИ, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, датчик эталонного сигнала и блок временной коррекции, последовательно соединенные формирователь программ, коммутатор, формирователь пилот-сигнала, радиоприемник, измеритель временного параметра и блок управления и индикации, выход которого подклюг . чен к вторым входам измерителя временного параметра, радиоприемника, коммутатора и формирователя nporpai/iM, а второй вход блока управления и индикации объединен с третьим входом :измерителя временного параметра и подключен к второму выходу датчика эталонного сигнала, отличающееся тем, что, с целью повышения точности синхронизации временных шкал при изменении соотношения сигнал/шум, введены последовательно соединенные дополнительный коммутатор и элемент задержки, а также последовательно соединенные генератор случайных чисел, дешифратор, блок элементов И и элемент ИЛИ, выход которого подключен к третьему входу ф.ормирователя программ и третьему входу коммутатора, выходы элемента згадерж-«g ки подключены к соответствующим вхо(Л дам блока элементов И, выход блока временной коррекции подсоединен к первому входу дополнительного KONiMyтатора, к второму входу которого подсоединен третий выход датчика эта лонного сигнала, а третий вход подключен к выходу блока управления и индикации.

ТУТ

гШ