Устройство для дистанционной передачи эталонных частот и сигналов времени Советский патент 1984 года по МПК G04C13/03 H04B15/02 

Изобретение относится к синхронизации разнесенных часов по радиоканалу и может использоваться в системах единого времени для передачи эталонных частот и сигналов точного времени.

Известно передающее устройство для синхронизации часов по радиоканалу, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты, формирователь несущих частот, формирователь импульсного сигнала времени и радиопередатчик 13.

Наиболее близким по технической Ьущности к изобретению является передающее устройство для синхронизации часов по радиоканалу, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты и формирователь несущих частот, а также радиопередатчик, низкочастотный вход которого через формирователь сигналов времени соединен с вторым выходом делителя частоты, другой вход передатчика соединен с выходом формирователя несущих частот С23.

Недостатком известных устройств является низкая точность передачи сигналов времени.

Цель изобретения - павыщение точности передачи эталонных частот и сигналов времени.

Для достижения указанной цели в устройство для дистанционной передачи эталонных частот и сигналов времени, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты и формирователь несущих частот, а также радиопередатчик, низкочастотный вход которого через формирователь сигналов времени соединен с вторым выходом делителя частоты, введены последовательно соединенные блок подстройки фазы и первый фазовращатель, последовательно соединенные модулятор, коммутатор радиосигналов, блок выделения огибающей, второй фазовращатель, первый компаратор, коммутатор сигнала управления и третий фазовращатель, а также блок программирования, второй компаратор и антенный трансформатор тока, при этом один из вьшодов обмотки антенного трансформатора тока подключен к объединенным сигнальным входам коммутатора радиосигналов и второго компаратора, выход которого подключен через первый фазовращатель к высокочастотному входу радиопередатчика, выход блока программирования подключен к объединенным управляющим входам формирователя несущих частот, коммутатора сигнала управления, коммутатора радиосигналов и формирователя сигналов времени, выход формирователя несущих частот подключен к входу блока подстройки фазы, выход которого подключен к сигнальному вхо0 ДУ модулятора и объединенным опорным входам второго компаратора и блока вьц еления огибающей, первый и второй выходы делителя частоты подключены соответственно к объединенным перво5 му входу блока программирования и опорному входу блока подстройки фазы и к входу блока программирования, а третий выход делителя частоты подключен к управляющему входу модулято0 ра, опорному входу первого компаратора и сигнальному входу третьего фазовращателя, выход которого подключен к сигнальному входу формирователя сигналов времени, а выход коммутато-5 ра сигнала управления подключен к управляющему входу второго фазовращателя./

На фиг. 1 изображена структурная электрическая схема устройства для

дистанционной передачи эталонных

частот и сигналов времени; на фиг.2 диаграммы сигналов, поясняющие его работу; на фиг. 3 - программа пере.дачи эталонных частот, амплитудно-модулированной последовательности и импульсньпс сигналов времени.

Устройство для дистанционной передачи эталонных частот и сигналов t времени содержит опорный генератор 1, делитель 2 частоты, формирователь 3 несущих частот, блок 4 подстройки фазы, первый фазовращатель 5, радиопередатчик 6, антенну 7, антенный трансформатор 8 тока,первый компаратор 9, коммутатор 10 радиосигналов, блок 11 программирования, модулятор 12, второй компаратор 13, коммутатор 14 сигнала управления, второй фазовращатель 15, третий фазовращатель 16 формирователь 17 сигналов времени и блок 18 выделения огибающей.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы с выхода опорного генератора 1, поделенные по частоте делите лем 2 (фиг. 2 ), следуют на вход формирователя 3, в котором формируются последовательности колебаний несущих частот , кратных частоте им31пульсного сигнала, поступающего на вход формирователя 3. Колебания указанных частот формируются последовательно во времени в соответствии с сигналами, поступающими с выхода бло ка 11 на управляющий вход формирователя 3. Входными сигналами блока 11 являются сигналы с первого и .второго выходов делителя 2. В блоке 4, на опорный вход которо го поступают импульсы с первого выхода делителя 2, производится фазовая автоподстройка несущих частот. Фаза каждого сигнала подстраивается так, чтобы момент перехода напряжения несущей частоты через нуль на выходе блока А оказывались бы привязанными к временным положениям опорных импульсов. Затем колебания Несущих частот че рез первый фазовращатель 5 поступают на высокочастотный вход радиопередат чика 6 и излучаются ан1;енной-7. С вывода обмотки антенного трансформатора 8, индуктивно связанного с антенной 7, излучаемый сигнал поступает на сигнальный вход второго компаратора 13, на опорный вход которого подаются опорные сигналы той же частоты с выхода блока 4. . При наличии фазового рассогласова ния излучаемого и опорного колебаний выр1абатывается сигнал, поступающий на управляющий вход первого фазовращателя 5. Под действием сигнала рассогласования фаза регулируется на то значение фазового сдвига, которое получает сигнал при прохождении по цепи от блока 4 до выхода с антенны 7 При этом фаза излучаемого сигнала становится равной фазе сигнала на вы ходе блока 4. На фиг. 25 -г изображены последо вательности сигналов несущих частот подстроенной фазой. Импульсная часть программы включа ет передачу когерентных импульсных сигналов с различными частотами следования импульсов. При передаче импульсных радиосигналов фаза частоты наполнения импульсов на выходе антен ны также поддерживается равной нулю. Переход к импульсной части программы должен быть выполнен без потери информации о времени, заложенной в фаг зы сигналов несущих частот. Для этого используется амплитудная манипу2 4 ляция (AM) сигнала одной из несущих частот колебанием прямоугольной формы со скважностью два (меандр), поступающим с третьего выхода делителя 2 (фиг.2 ) через третий фазовращатель 16 и формирователь 17 на радиоиередатчик 6, и излучение AM последовательности перед импульсной частью программы. Компенсация задержки огибакщей AM последовательности в тракте радиопередатчика 6 осуществляется блоком 15 первым компаратором 9 и третий фазовращателем 16. Дополнительная задержка огибающей в блоке 18 автоматически компенсируется в режиме пилотирования с помощью фазовращателя 15. Пилотирование в шолняется перед началом излучения AM последовательности. Пилот-сигнал формируется в модуляторе 12, на сигнальный и управлякиций входы которого поступают соответственно сигнал первой несущей частоты с блока 4 и меандровый импульсный сигнал с выхода делителя 2 (фиг.2€). Задержка сигнала в модулятор 12 равна нулю. С выхода модулятора 12 пилот-сигнал через коммутатор 10 поступает на сигнальньй вход блока 18. Коммутатор 10 управляется сигналом с выхода блока 11, где формируются сигналы управления в соответствии с программой излучения эталонных частот и сигналов времени. На опорный вход блока 18 подается непрерьшный высокочастотный сигнал с выхода блока 4. Огибающая пилот-сигнала или ее первая гармоника (фиг. 2 ) поступает через второй фазовращатель 15 на сигнальный вход первого компаратора 9 для сравнения по фазе с сигналом делителя 2. (фиг. ). В режиме пилотирования сигнал рассогласования с выхода первого компаратора 9 поступает через коммутатор 14 на управляющий вход второго фазовращателя 15. С помощью последнего фаза огибающей пилот-сигнала изменяется на входе- первого компаратора 9 до тех пор,пока она не станет равной фазе сигнала на третьем выходе делителя 2(фиг.2 ) .Это означает, что по окончании пилотирования скомпенсирован результирующий фазовый сдвиг огибающей импульсного радиосигнала, вносимый блоком 18 и вторым фазовращателем 15.

При излучении AM последовательности и сигнальному входу блока 18 с помощью коммутатора 10 подключается вывод обмотки антенного трансформатора В (фиг. 2з). Одновременно выход первого компаратора 9 через коммутатор 14 переключается на управляющий вход третьего фазовращателя 16. При этом компенсация рассогласования фазы ведется путем сдвига модулирующего меандра на низкачастотном входе радиопередатчика 6 (фиг. 2ж). По окончании компенсдции рассогласования фазы фронты излучаемых импульсных сигналов синхронизируются сигналами с третьего выхода делителяг 2 (фиг. 2 з), после чего сигналом с выхода блока 11 управление фазой отключается.

Импульсные сигналы времени образуются в формирователе 17 деление модулирующей частоты (фиг. 2я). Полученные последовательности преобразуются в формирователе 17 в сигналы времени определенной длительности, осуществляющие управление радиопередатчиком 6. Сигнал времени на выходе передатчика представлен на фиг. 2k. Поскольку импульсные сигналы образуются из меандровой последовательноети,фаза которой установлена по выходным сигналам делителя 2, то фронты импульсных сигналов времени также

оказываются привязанными к соответствующим сигналам делителя 2.

При формировании сигналов времени используются сигналы с выхода блока 11, задающие начало излучения импульс ных сигналов времени и их продолжительность, а также низкочастотный сигнал с второго выхода делителя 2. Период низкочастотного сигнала определяет периодичность излучаемых сигналов времени, например 1 мин. Информация о различных щкалах времени, например, 0,1; 1; ЮибОс передается увеличением длительности соответствующих посылок.

В программе передачи предусматривается последовательное излучение эталонных частот, жестко связанных между собой по фазе, и передача одной из несупщх частот, манипулируемой периодическим импульсным сигналом и сигналом времени сложной формы. Программа передачи эталонных частот , AM последовательности и импульсных сигналов времени представлена на фиг. 3.

Изобретение обеспечивает йовышение точности передачи эталонных частот и сигналов времени за счет компенсации изменения фазы сигналов несущих частот и огибающей Импульсного сигнала на выходе передающего тракта.

Ф14г.1

ЛАЛЛЛЛА/ихЛАААЛ/ Л ,,

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ДИСТАНЦИОННОЙ ПЕРЕДАЧИ ЭТАЛОННЫХ ЧАСТОТ И СИГНАЛОВ ВРЕМЕНИ, содержащее последовательно соединенные опорный генератор, делитель частоты и формирователь несущих частот, а также радиопередатчик, низкочастотный вход которого через формирователь сигналов времени соединен с вторым выходом делителя частоты, отличаю щееся тем, что с целью повьшения точности передачи эталонных частот и сигналов времени, в него введены последовательно соединенные блок подстройки фазы и первый фазовращатель, последовательно соединенные модулятор, коммутатор радиосигналов, блок выделения огибающей, второй фазовращатель, первый компаратор, коммутатор сигнала управления и третий фазовращатель, а также блок программирования, второй компаратор и антенный трансформатор тока при этом один из выводов обмотки антенного трансформатора тока подключен к объединенным сигнальным входам коммутатора радиосигналов и второго компаратора, выход которого подключен через перв фазовращатель к высокочастотному входу радиопередатчика, выход блока программирования подключен к объединенным управляющим входам формирователя несущих частот, коммутатора сигнала управления, коммутатора .радиосигналов и формирователя сигналов времени, выход формирователя несущих частот подключен к входу блока подстройки фазы, выход которого подключен к сигнальному входу модулятора и объединенным опорным (Л входам второго компаратора и блока выделения огибающей, первый и второй выходы делителя частоты подключены соответственно к объединенным первому входу блока программирования ,и опорному входу блока подстройки фазы и к входу блока программирования,а тре.тий выход делителя частоты подключен к управляющему входу модулятора, .опорному входу первого компаратора и сигнальному входу третьего фазовра щаггеля, выход которого подключен к 00 0 сигнальному входу формирователя сигналов времени, а выход коммутатора сигнала управления подключен к управляющему входу второго фазовращателя.

ж

гШД7Кь«

и-

S&

Ф1лг.г g 7Y7Pb iZ 7mZ 2