Устройство дискретной автоподстройки фазы тактовых импульсов Советский патент 1988 года по МПК H04L7/02 

(Л

00

оо со

N)

13

14, 15, 16, 21, эл-ты НЕ 7, 10, 11, блок 12 переключения импульсных последовательностей, инвертор 17, делитель 18 частоты, реверсивньй счетчик 19. эл-т ИЛИ 20, Т 22 управления При наличии импульсов информации на входе возможны две ситуации: ТИ отстают по фазе от значащих моментов (ЗМ) входного сигнала и ТИ опережают их по фазе. В 1-й ситуации появившийся ЗМ совпадает с потенциалом логич.О на выходе 2 делителя 18. Во 2-й ситуации он совпадает с потенциалом ло- гич. 1 на этом же выходе. Выход 4 делителя 18 соединен с инверсным выходом последнего Т делителя 18 и ЗМ совпадает с потенциалами логич. 1 и логич. О на выходе 4 делителя 18 соответственно в 1-й и 2-й ситуациях. Поэтому обе ситуации различаются по- «гвлением стробов на выходах различ

ных эл-тов И-НЕ. Если ТИ отстают по фазе от ЗМ, на выходах -эл-тов 5 и 8 П11исутствует логич. 1, а на выходах эл-тов 13 и 14 формируются стробы длительностью в один период следования импульсов г-ра 1. Эти стробы формируются по принципу выделения ЗМ. Эл-т 13 формирует строб при появлении импульса информации, а эл-т 14 - при завершении этого импульса. Эти стробы объединяются эл-том 15 и поступают на вход сложения счетчика 19, срабатывающего на передних фронтах входных импульсов. На его вход вычитания поступает потенциал логич.О,.формируемый эл-том 16. Появление импульсов на суммирующем выходе счетчика 19 говорит о том, что фаза ТИ отстает от фазы ЗМ. Для подстройки фазы ТИ вы- ролняется замена работающего Т в 1-й ступени делителя 18. 1 ил.

Изобретение относится к телеграфной связи и повьшает точность фазирования путем усреднения влияния краевых искажений на фазу тактовых импульсов (ТИ). Устр-во содержит задающий г-р 1, блок 2 выбора триггера (Т), Т 3 привязки, Т 4 задержки, девять эл-тов И-НЕ 5, 6, 8, 9, 13,

. 1

Изобретение относится к телеграфной связи, а именно к синхронизации приемника с передатчиком, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. № 1062878.

Цель изобретения - повышение точности фазирования путем усреднения влияния краевых искажений на фазу тактовых импульсов.

На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства дискретной автоподстройки фазы тактовых импульсов.

Устройство содержит задающий генератор 1, блок 2 выбора триггера, триг гер 3 привязки, триггер 4 задержки, первый и второй элементы И-НЕ 5 и 6, первьй элемент НЕ 7, третий и четвер- тый элементы И-НЕ 8 и 9, второй и третий элементы НЕ 10 и 11, блок .12 переключения импульсных последовательностей, пятый - восьмой элементы И-НЕ 13 - 16, инвертор 17, делитель 18 частоты, реверсивный счетчик 19, элемент ИЛИ 20, девятый элемент И-НЕ 21, триггер 22 управления.

Устройство работает следующим образом.

Последовательность импульсоЬ с выхода задающего генератора 1 и ее ин- , формируемая инвертором 17, поступают соответственно на входы 1

и 4 делителя частоты 18 и далее на связанные с ними счетнью входы двух отдельных триггеров первой ступени . делителя (на чертеже не показаны). Эти триггеры равноправны, в каждый

-момент работает один из них, а второй остановлен в состоянии, при котором на его выходе присутствует потенци- - ал 1, Такая работа обеспечивается за счет подачи на входы 2, 3 делителя 18 частоты сигналов управления соответственно с выхода 1,2 блока выбора триггера 2. На одном из этих выходов присутствует потенциал 1, а на другом - U. Тот триггер первой

ступени, на управляющем входе которого присутствует потенциал 1, делит частоту входного сигнала, а второй в этом время остановлен. Выходные сигналы этих триггеров объединяются

элементом И-НЕ и через инвертор (на чертеже не показан) подаются на вход второй ступени делителя. За счет присутствия 1 на выходе остановленного

триггера на вход второй ступени в каждый момент времени проходит выходной сигнал того триггера, который в данный момент работает.

Входной сигнал поступает на вход двухразрядного регистра сдвига, входящего в состав блока 2 выбора триггера, в состав которого входят триггер 3 привязки и триггер 4 задержки.

Триггер 3 привязки вьшолняет привязку импульсов входного сигнала к задним фронтам импульсов с выхода 1 делителя частоты. Триггер 4 задержки задерживает привязанные импульсы на; величину, равную.периоду следования импульсов задающего генератора 1, т.е. моменты срабатывания триггеров блока 2 выборки триггера жестко сопряжены с номером триггера, работавшего в данный момент в первой ступени делителя 18 частоты, и, следовательно, имеется сопряжение с одним из фронтов импульсов задающего генератора 1.

При смене работающего триггера.в первой ступени делителя 18 частоты моменты срабатывания триггера 3 привязки переводятся с одного фронта этих импульсов на другой, а при следующей смене - обратно. Смену моментов срабатывания триггера 4 задержки обеспечивает блок 12. Это необходимо чтобы величина задержки была всегда равна одному периоду импульсов задающего генератора 1. При этом если моменты срабатывания триггера в первой ступени совпадают с передними фронтами импульсов задающего генератора 1, на вход триггерд 4 задержки пропускаются импульсы непосредственно от задающего генератора 1, а если они совпадают с задними фронтами импульсов задающего генератора 1, на вход триггера 4 задержки эти импульсы поступают через инвертор 17. Смена импульсов на входе триггера 4 задержки производится только после его очередного срабатывания, что обеспечивается соединением его выходов с управляющими входами 2, 3 блока 12.

При наличии импульсов информации на входе возможны две ситуации: тактовые импульсы отстают по фазе от значащих моментов входного сигнала и тактовые импульсы опережают по фазе , значащие моменты. В первой ситуации появившийся значащий момент совпадае

5

0

5

0

5

0

5

с потенциалом О на выходе 2 делителя 18 частоты или, что то же самое, на выходе последнего триггера делителя 18 частоты.

Во второй ситуации он совпадает с потенциалом 1 на этом же выходе. Учитывая, что выход 4 делителя 1В частоты соединен с инверсным выходом последнего триггера делителя 1В частоты, значащий момент совпадает с потенциалами 1 и О на выходе 4 делителя 18 частоты соответственно в первой и второй ситуациях. Поэтому обе ситуации различаются появлением стробов на выходах различных элементов И-НЕ.

Если тактовые импульсы отстают по фазе от значащих моментов входного сигнала, на выходах первого и третьего элементов И-НЕ 5 и 8 постоянно присутствует потенциал 1, а на выходах пятого и шестого элементов И- НЕ 13 и 14 формируются стробы длительностью в один период следования импуЛьсов задающего генератора 1. Эти стробы формируются по принципу выде- ленуя значащих моментов входного сигнала. При этом пятьп1 элемент И-НЕ 13 формирует строб при появлении импульса информации, а шестой элемент И-НЕ

14точно так же формирует строб при завершении этого импульса. Эти стробы объединяются седьмым элементом И-НЕ

15и поступают на вход сложения ре версивного счетчика 19, срабатываклце- го на передних фронтах входных импульсов. На его вход вычитания в это время поступает постоянный потенциал

п О, формируемый восьмым элементом И-НЕ 16 из потенциалов 1, поступающих с выходов первого и третьего элементов И-НЕ 5 и. 8.

Реверсивный счетчик 19 имеет два выхода. На суммирующем выходе а импульс появляется только тогда, когда число импульсов, поступивших на вход сложения, превысит число импульсов, поступивших на вход вычитания, на величину, равную емкости реверсивного счетчика 19.

Появление импульсов на суммирующем выходе реверсивного счетчика 19 говорит о том, что фаза тактовых импульсов регулярно отстает от фазы значащих моментов входного сигнала. В этом случае для подстройки фазы тактовых импульсов вьшолняется замена работающего триггера в первой сту51389005

пени делителя 18 частоты. Это производится следующим образом. Импульс с выхода а реверсивного счетчика 19

проходит через элемент ИЛИ 20 на счетют на вход включения реверсивного счетчика 19. На его вход сложения это время поступает постоянный потенциал О, формируемый седьмым э

ный вход триггера 22 управления, ера- ментом И-НЕ 15 из потенциалов 1,

.15

батывающего на передних фронтах входных импульсов. Сигналы с его выходов беспрепятственно проходят через цепи объединени:я, состоящие из первого. }Q элемента И-НЕ 5, первого элемента НЕ 7 и четвертого элемента И-НЕ 9, так как на вторых входах второго и четвертого элементов И-НЕ 6 и 9 второго элемента НЕ 10 в этой ситуации постоянно присутствует потенциал 1 за счет потенциала О на выходе восьмого элемента И-НЕ 16.

Под действием входного импульса триггер 22 управления изменяет свое тп состояние и потенциалы на его выходах меняются на противоположные. Соответственно изменяются потенциалы на управляющих входах 2, 3 делителя 18 частоты. В результате этого работающий триггер в первой ступени делителя 18 частоты останавливается, а тот, который был до того остановлен, начинает работу в этот же мо25

поступающих с выходов пятого и.шес го элементов И-НЕ 13 и 14.

Появление импульса на вычитающем выходе реверсивного счетчика 19 говорит о том, что фаза тактовых импульсов регулярно опережает фазу зн чащих моментов входного сигнала. В этом случае для подстройки фазы тактовых импульсов заменяется работающий триггер в первой ступени дел теля 18 частоты, но при этом начало работы нового триггера задерживаетс относительно момента остановки пред дущего триггера на время, равное од ному периоду импульсов задающего ге нератора 1. Смена триггера происход так же, как и при отставании фазы тактовых импульсов. Поэтому для пон мания работы в данном случае достаточно рассмотреть, как осуществляет ся задержка включения нового тригге ра в первой ступени делителя 18 частот Задержка включения нового триггера достигается с помощью запрещакяцих стробов длительностью в один п ериод следования импульсов задающего гене ратора 1. Стробы формируются девяты элементом И-НЕ 21 из стробов опереж ния, поступающих с первого и третье элементов И-НЕ 5 и 8, поэтому запре щающий строб по времени всегда совп дает с одним из стробов опережения Формирование производится следующим .образом. В момент появления импуль на вычитающем выходе b реверсивного счетчика 19 на втором входе девятог элемента И-НЕ 21 появляется потенци ал 1, разрешающий прохождение на его выход сигнала, поступающего в э время на его первый вход. Поэтому появление импульса на выходе реверсивного счетчика 19 совпадает по вр мени с передним фронтом одного из входных импульсов, в качестве которых в данном случае выступают строб опережения. Прохождение одного из них на выход девятого элемента И-НЕ 21 приводит к тому, что на его выхо

мент. Первое переключение его происходит спустя половину периода следования импульсов задающего генератора 1 после смены состояния триггера 22 управления и, соответственно, смены управляющих потенциалов на выходах 1, 2 блока выбора триггера 2 и входах 2, 3 делителя 18 частоты. За счет этого фаза тактовых импульсов сдвигается в сторону опережения на величину, равную половине периода следования импульсов задающего генератора 1.

Если тактовые импульсы опережают по фазе значащие моменты входного сигнала, на выходе пятого и шестого элементов И-НЕ 13 и 14 постоянно присутствует потенциал 1, а на выходах первого и третьего элементов И-НЕ 5 и 8 формируются стробы длительностью в один период следования импульсов задающего генератора 1.. Формирование производится так же, как и в предьщущей ситуации. При этом первый элемент И-НЕ 5 формирует строб при появлении импульса информации,

30

35

40

45

50

Появление импульса на вычитающем выходе реверсивного счетчика 19 говорит о том, что фаза тактовых импульсов регулярно опережает фазу зна- чащих моментов входного сигнала. В этом случае для подстройки фазы тактовых импульсов заменяется работающий триггер в первой ступени делителя 18 частоты, но при этом начало работы нового триггера задерживается относительно момента остановки предыдущего триггера на время, равное одному периоду импульсов задающего генератора 1. Смена триггера происходит так же, как и при отставании фазы тактовых импульсов. Поэтому для понимания работы в данном случае достаточно рассмотреть, как осуществляется задержка включения нового тригге- ра в первой ступени делителя 18 частоты. Задержка включения нового триггера достигается с помощью запрещакяцих стробов длительностью в один п ериод следования импульсов задающего генератора 1. Стробы формируются девятым элементом И-НЕ 21 из стробов опережения, поступающих с первого и третьего элементов И-НЕ 5 и 8, поэтому запрещающий строб по времени всегда совпадает с одним из стробов опережения. Формирование производится следующим .образом. В момент появления импульса на вычитающем выходе b реверсивного счетчика 19 на втором входе девятого. элемента И-НЕ 21 появляется потенциал 1, разрешающий прохождение на его выход сигнала, поступающего в это время на его первый вход. Поэтому появление импульса на выходе реверсивного счетчика 19 совпадает по времени с передним фронтом одного из входных импульсов, в качестве которых в данном случае выступают стробы опережения. Прохождение одного из них на выход девятого элемента И-НЕ 21 приводит к тому, что на его выхо 0

а третий элемент И-НЕ 8 точно так же 55де формируется потенциал О на вреформирует строб при завершении этогомя, равное длительности строба опереимпульса. Эти стробы объединяются ения, или, что то же самое, одному

восьмым элементом И-НЕ 16 и поступа-периоду следования импульсов задакяцеют на вход включения реверсивного счетчика 19. На его вход сложения в это время поступает постоянный потенциал О, формируемый седьмым эле15

}Qтп

25

30

35

40

45

50

поступающих с выходов пятого и.шестого элементов И-НЕ 13 и 14.

Появление импульса на вычитающем выходе реверсивного счетчика 19 говорит о том, что фаза тактовых импульсов регулярно опережает фазу зна- чащих моментов входного сигнала. В этом случае для подстройки фазы тактовых импульсов заменяется работающий триггер в первой ступени делителя 18 частоты, но при этом начало работы нового триггера задерживается относительно момента остановки предыдущего триггера на время, равное одному периоду импульсов задающего генератора 1. Смена триггера происходит так же, как и при отставании фазы тактовых импульсов. Поэтому для понимания работы в данном случае достаточно рассмотреть, как осуществляется задержка включения нового тригге- ра в первой ступени делителя 18 частоты. Задержка включения нового триггера достигается с помощью запрещакяцих стробов длительностью в один п ериод следования импульсов задающего генератора 1. Стробы формируются девятым элементом И-НЕ 21 из стробов опережения, поступающих с первого и третьего элементов И-НЕ 5 и 8, поэтому запрещающий строб по времени всегда совпадает с одним из стробов опережения. Формирование производится следующим .образом. В момент появления импульса на вычитающем выходе b реверсивного счетчика 19 на втором входе девятого. элемента И-НЕ 21 появляется потенциал 1, разрешающий прохождение на его выход сигнала, поступающего в это время на его первый вход. Поэтому появление импульса на выходе реверсивного счетчика 19 совпадает по времени с передним фронтом одного из входных импульсов, в качестве которых в данном случае выступают стробы опережения. Прохождение одного из них на выход девятого элемента И-НЕ 21 приводит к тому, что на его выхо 0

55де формируется потенциал О на врего генератора 1 , После окончания ба опережения на выходе девятого элемента И-НЕ 21 восстанавливается потенциал 1.

Поступление этого сигнала на входы обоих цепей объединения, состоящих из второго элемента И-НЕ 6, первого элемента НЕ 7, четвертого элемента И-НЕ 9 и второго элемента НЕ 10 формирует на выходах 1, 2 блока выбора триггера 2 потенциал О, совпадающий по времени и длительности с таким же потенциалом на выходе девятого элемента И-НЕ 2t. Начало этого потенциала совпадает с моментом смены состояния триггера 22 управления, переключаемого в данном случае импульсом с вычитающего выхода реверсивного счетчика 19, проходящим через элемент ШШ 20 V Поэтому для останавли- t

ваемого триггера в первой ступени делителя 18 частоты рассматриваемый потенциал подтверждает состояние остановки, заданное ему триггером 22 управления. Реальное действие будет оказано только на тот триггер в первой ступени делителя 18 частоты, который дсл1гжен начать свою работу после смены состояния триггера управления 22.

Это действие выразится в том, что потенциал 1, который выдан триггером 22 управления на установочный вход включаемого триггера, не проходит через цепь объединения на выход блока 2 выбора триггера. Он появляется на выходе блока только после окончания запрещающего строба на выходе девятого элемента И-НЕ 21. В результате этого реальная выдача разрешения начала работы для нового триггера в первой ступени делителя 18 частоты задержится относительно момента остановки другого триггера на время, равное одному периоду сле- дования импульсов задающего генератора 1. Первое переключение включаемого триггера в данном случае произойдет спустя полтора периода следования импульсов заданицего генератора 1 относительно момента остановки пре- дьдущего Триггера.

За счет сочетания смены триггера

10

15

20

25

30

35

40

45

50

равную половине периода следования импульсов задающего генератора 1.

Две рассмотренные ситуации соответствуют случаю отклонения фазы тактовых импульсов от фазы значащих моментов принимаемого сигнала. Сигналы, поступающие на вход реверсивного счетчика 19, являются суммой регулярной и случайной составляющих. Направление отклонения фазы создает регулярную составляющую. Случайная составляющая определяется смещением значащих моментов принимаемого сигнала под действием помехи. За счет усреднения влияния случайной составляющей ослабляется и подстройка фазы тактовых импульсов производится в соответствии с направлением отклонения фазы тактовых импульсов, т.е. в соответствии с регулярной составляющей сигнала на входе реверсивного счетчика 19.

При отсутствии расхождения фаз тактовых импульсов и значащих моментов принимаемого сигнала на входе реверсивного счетчика 19 присутствует только случайная составляющая сигнала. За счет ее усреднения влияние краевых искажений на фазу тактовых импульсов ослаблено в той же степени, что и при расхождении фаз.

Формула изобретения

Устройство дискретной автоподстройки фазы тактовых импульсов по авт. св. № 1062878, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фазирования путем усреднения влияния краевых искажений на фазу тактовых импульсов, блок выбора триггера содержит последовательно соединенные триггер привязки и триггер задержки, а также первый, второй, третий, четвёртый, пятый, шестой элементы И-НЕ, реверсивный счетчик, элемент ИЛИ, триггер управления, седьмой, восьмой и девятый элементы И-НЕ, первый, второй и третий элементы НЕ, при этом прямой выход триггера привязки соединен с первыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к инверсному выходу триггера задержки.

в первой ступени делителя 18 частоты 55прямой выход которого соединен с перс задержкой включения нового триггеравыми входами второго и четв -ртого

фаза тактовых импульсов сдвигаетсяэлементов И-НЕ, вторые входы которых

в сторону отставания на величину,подключены к инверсном выходу триг0

5

0

5

0

5

0

5

0

равную половине периода следования импульсов задающего генератора 1.

Две рассмотренные ситуации соответствуют случаю отклонения фазы тактовых импульсов от фазы значащих моментов принимаемого сигнала. Сигналы, поступающие на вход реверсивного счетчика 19, являются суммой регулярной и случайной составляющих. Направление отклонения фазы создает регулярную составляющую. Случайная составляющая определяется смещением значащих моментов принимаемого сигнала под действием помехи. За счет усреднения влияния случайной составляющей ослабляется и подстройка фазы тактовых импульсов производится в соответствии с направлением отклонения фазы тактовых импульсов, т.е. в соответствии с регулярной составляющей сигнала на входе реверсивного счетчика 19.

При отсутствии расхождения фаз тактовых импульсов и значащих моментов принимаемого сигнала на входе реверсивного счетчика 19 присутствует только случайная составляющая сигнала. За счет ее усреднения влияние краевых искажений на фазу тактовых импульсов ослаблено в той же степени, что и при расхождении фаз.

Формула изобретения

Устройство дискретной автоподстройки фазы тактовых импульсов по авт. св. № 1062878, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фазирования путем усреднения влияния краевых искажений на фазу тактовых импульсов, блок выбора триггера содержит последовательно соединенные триггер привязки и триггер задержки, а также первый, второй, третий, четвёртый, пятый, шестой элементы И-НЕ, реверсивный счетчик, элемент ИЛИ, триггер управления, седьмой, восьмой и девятый элементы И-НЕ, первый, второй и третий элементы НЕ, при этом прямой выход триггера привязки соединен с первыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к инверсному выходу триггера задержки.

5прямой выход которого соединен с пергера привязки и к входу триггера задержки, выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены через пятый элемент И-НЕ с входом сложения реверсивного счетчика, выходы третьего и четвертого элементов И-НЕ подключены через шестой элемент И-НЕ к входу вычитания реверсивного счетчика и первому входу седьмого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и с вычитающим выходом реверсивного счетчика, суммирующий выход которого подключен к второму входу элемента ШМ, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления, выходы которого подключены к первым входам восьмого и девятого элементов И-НЕ, вторые входы которых объединены и соединены с выходом седьмого элемента И-НЕ, причем J-вход триггера привязки подключен через третий элемент НЕ к своему К-входу и является информационным

10

9005 О

входом устройства, тактовый вход триггера задержки является первым входом блока выбора триггера, вторым входом которого служит тактовый вход триггера привязки, третьи входы третьего и четвертого элементов И-НЕ объ.еди- нены и являются третьим входом блока выбора триггера, четвертый вход которого подключен к объединенным третьим входам первого и второго элементов И-НЕ и соединен с четвертым выходом делителя частоты, выход восьмого элемента И-НЕ подключен к входу первого элемента НЕ, выход которого является первьш выходом блока выбора триггера, вторым выходом которого является выход второго элемента НЕ, вход которого соединен с выводом девятого элемента И-НЕ,.прямой и инверсньй выходы триггера задержки являются соответственно третьим и четвертым выходами блока выбора триггера.

15

20