Устройство тактовой синхронизации Советский патент 1989 года по МПК H03K5/153 H03K5/135 

с) СО 4

сл

05

3149

Изобретение относится к импульсной техника и может быть использовано в системах телемеханики с временным разделением сигналов, в которых моменты сиены уровня в информагщонной импульсной последовательности, поступающей из линии связи, используются для коррекции фазы тактовых сигналов, стробирующих ввод информации в прием- ник.

Цель изобретения - повышение надежности путем обеспечения возможности изменения режима синхронизации в зависимости от характера информационного сигнала.

На чертеже приведена электрическая структурная схема устройства тактовой синхронизации.

Устройство содержит первый триг- гер 1, прямой выход которого соединен с первой выходной шиной 2, тактовьй вход - с выходом счетчика 3 импульсов, второй выходной шиной 4, информационным входом Второго триггера 5, прямой выход которого подклюг1ен к первому входу первого элемента И 6 и через первый инвертор 7 с информационным входом третьего триггера 8, прямой выход которого соединен с информационным входом четвертого триггера 9, прямой выход которого соединен с первым входом второго элемента И 10, выход которого соединен с входом сброса третьего триггера 8, инверсный выход которого сое; динен с входом сброса четвертого триггера 9 и первым входом третьего элемента И 11, второй вход которого соедин ен с тактовым входом четвертог триггера 9 и через первый формирова- тель 12 коротких импульсов с пмной 13 тактовых импульсов 5 которая через последовательно соединенные второй инвертор 14 и второй формирователь 15 коротких импульсов соединена с вторым входом второго элемента И 10 и вторым входом первого элемента И 6 выход которого через элемент 16 задержки соединен с входом сброса второго триггера 5 и непосредственно с первым входом элемента ИЛИ 17, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И 11, выход - со счетным входом счетчика 3 импульсов, вход сброса которого соединен с пер- вым выходом переключателя 18 режима работы, второй выход которого соединен с тактовыми входами триггеров 5 и 8, вход - через формирователь 19

.

импульсов с информационной шиной 20, и с информадионным входом первого триггера 1, вход управления - с шино 21 управления. Формирователь 19 импульсов формирует на СВОЕМ выходе короткие импульсы в момент появления фронта и среза импульса на шине 20, Он может быть выполнен с использованием элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ и элемента 23 задержки.

Устройство работает следуюш;им образом.

На шину 20 устройства подается информационная последовательность сигналов от передатчика телеинформации (на показан), размещенного по отношению к приемнику на противоположной стороне линии связи, а на пину 13 - периодическая последователь- носить сигналов от местного генератора тактирующих импульсов (не показан) .

На шину 2 устройства проходит те- леинформация, синхронизированная отг носительно тактовых импульсов приемника, образованных счетчиком 3, которые поступают на шину 4.

Рассмотрим работу устройства тактовой синхронизации для случая, когд фаза тактовых импульсов приемника на имне 4 опережает фазу тактовых им- пульсов передатчика на шине 20. В этом режиме изменение уровня сигнала на шине 20 фиксируется позже момента установки логического уровня О на шине 4. Б рассматриваемом режиме переключатель 18 сигналом с шины 21 установлен на передачу сигналов с входа на второй выход, т.е. на тактовые входы триггеров 5 н 8.

Триггер 5 остается в нулевом состоянии, триггер 8 сигналом с выхода формирователя 19 так как на информационном входе триггера 8 имеется единичный уровень с выхода инвертора 7, переключается в единичное состояние. При этом-сигнал с выхода формирователя 15 не проходит на выход элемента б, сигнал с выхода формирователя 12 на выход элемента 11 также не проходит, так как на первый вход элемента И 11 с инверсного выхода триггера 8 поступает нулевой уровень. Первый импульс на выходе формирователя 12 после установки триггера 8 в единичное состояние устанавливает триггер 9 в единичное состояние, после чего первьш импульс на выходе формирователя 15, проходя на выход элемента 10,

возвращает триггер 8 в нулевое состояние, чем обеспечивается возврат в нулевое состояние и триггера 9. При приведенньк соотношениях фаз сигналов на шинах 20 и 13 обеспечивается (при фиксации изменения уровня входного сигнала) блокировка одного импульса с выхода формирователя 12, т.е. уменьшается на величину суммарное число импульсов, поступающих через элемент 17 на счетный вход счетчика 3. Очевидно, что после этого момент формирования очередного фрон-

оптимальный сдвиг по фазе меясду тактовыми сигналами передатчика и приемника, благодаря чему сигналы на шине 4 могут использоваться для стробиро- вания информационной последовательности и получения (с помощью триггера 1) вькодных информационных сигналов, синхронизированных относительно сфор- мированных тактовых импульсов. Выходные сигналы счетчика 3 и триггера 1 поступают на выход устройства для дальнейшей обработки и анализа условий приема информации (например, по

Изобретение предназначено для использования в системах телемеханики, содержащих пункт управления и ряд контролируемых пунктов, соединенных протяженными линиями связи. Цель - повышение надежности работы путем обеспечения возможности изменения режима синхронизации в зависимости от характера информационного сигнала. Устройство содержит триггеры 1, 5, 8 и 9, счетчик 3 импульсов, элементы И 6, 10 и 11, элемент ИЛИ 17, переключатель 18 режима работы, формирователь 19 импульсов, инверторы 7 и 14, элемент 16 задержки и формирователи 12 и 15 коротких импульсов. В устройстве имеются шина 13 тактовых импульсов, информационная шина 20, шина 21 управления и выходные шины 2 и 4. 1 ил.

20

та (спада) сигнала на шине 4 задержи- числу зафиксированных сбоев). По вается на величину, равную периоду сигналов на шине 13. Следовательно, устройство производит коррекцию фазы тактовых импульсов приемника в направлении компенсации зафиксированного опережения ими фазы тактовых импульсов передатчика.

Рассмотрим .работу устройства тактовой синхронизации для случая, когда фаза тактовых импульсов приемника на шине 4 отстает от фазы тактовых импульсов передатчика на шине 20. В этом случае в момент изменения уровня сигнала на шине 20 на шине 4 имеется единичньш уровень, Иьшульсом, поступаюшдм с выхода формирователя 19 на тактовые входы триггеров 5 и 8, триггер 5 устанавливается в единичное

25

15

результате приема и обработки пос пающей с шины 2 информационной по довательности анализа тором уровня помех (не показан) может быть сф мирован сигнал управления, опреде щий оптималь {ый режим синхронизац Указанный сигнал подается на шину устройства и определяет текущее с тояние переключателя 18. При одно уровне сигнала переключатель 18 цередает сигналы с выхода формиро теля 19 на второй выход , при этом производится инерционная коррекци фазы тактовых импульсов приемника при другом - переключатель 18 пер ет входные сигналы на первый выхо обеспечивая проведение устройство безынерционной синхронизации. Так образом, в соответствии с реальны условиями передачи и приема инфор

30

состояние, а триггер 8 остается в нулевом состоянии. Первый импульс с выхода формирователя 15 (после установки триггера 5 в единичное состояние) проходит на выход элемента И 6. Триггер 8 находится в нулевом срстоя- нии,. через элемент 11 продолжают прорезультате приема и обработки поступающей с шины 2 информационной после довательности анализа тором уровня помех (не показан) может быть сформирован сигнал управления, определяю щий оптималь {ый режим синхронизации. Указанный сигнал подается на шину 21 устройства и определяет текущее состояние переключателя 18. При одном уровне сигнала переключатель 18 цередает сигналы с выхода формирователя 19 на второй выход , при этом производится инерционная коррекция фазы тактовых импульсов приемника, при другом - переключатель 18 передает входные сигналы на первый выход, обеспечивая проведение устройством безынерционной синхронизации. Таким образом, в соответствии с реальными условиями передачи и приема информа35 ции устанавливается оптимальный режим синхронизации - при большем уровне помех (частых сбоях, обнаруженных анализатором), устройство реализует медленный инерционный алгоходить импульсы с выхода формировате- 40 ритм коррекции фазы тактовых импульля 12 В результате этого, на выход элемента 17 проходит один дополнительный импульс, который приводит к тому, что фронт очередного импульса на выходе счетчика 3 формируется . раньше на время, равное периоду импульсов на шине 13. Так как импульс с выхода элемента 6 задержан элементом 16 на время, меньшее длительности импульса с выхода формирователя 15, то триггер 5 возвращается в нулевое состояние. Указанная коррекция фазы сигнала на шине 4 производится однократно при фиксации каждого изменения логического уровня на шине 20,

В обоих рассмотренных случаях устройство тактовой синхронизации инерционно, т.е. методом последовательного приближения устанавливает

сов приемника, при малом уровне помех (редких или отсутствуюпи«с сбоях) - быстрый безынерционный алгоритм коррекции. Если для каких-либо пар

б передатчиков и приемников в рамках одной системы телемеханики априори установлен реальный уровень помех, сигнал ыа шине 21 устройства может быть неизменным - в соответствии

50 с известными условиями передачи и приема информации.

Рассмотрим работу элементов устройства в режиме безынерционной 55 (ударной) синхронизации. В этом режиме триггеры 5, 8 и 9 удерживаются в нулевом состоянии, а на счетный вход счетчика 3 поступает периодическая последовательность импульсов.

числу зафиксированных сбоев). По

результате приема и обработки поступающей с шины 2 информационной последовательности анализа тором уровня помех (не показан) может быть сформирован сигнал управления, определяющий оптималь {ый режим синхронизации. Указанный сигнал подается на шину 21 устройства и определяет текущее состояние переключателя 18. При одном уровне сигнала переключатель 18 цередает сигналы с выхода формирователя 19 на второй выход , при этом производится инерционная коррекция фазы тактовых импульсов приемника, при другом - переключатель 18 передает входные сигналы на первый выход, обеспечивая проведение устройством безынерционной синхронизации. Таким образом, в соответствии с реальными условиями передачи и приема информации устанавливается оптимальный режим синхронизации - при большем уровне помех (частых сбоях, обнаруженных анализатором), устройство реализует медленный инерционный алго

ритм коррекции фазы тактовых импульсов приемника, при малом уровне помех (редких или отсутствуюпи«с сбоях) - быстрый безынерционный алгори коррекции. Если для каких-либо пар

б передатчиков и приемников в рамках одной системы телемеханики априори установлен реальный уровень помех, сигнал ыа шине 21 устройства может быть неизменным - в соответствии

50 с известными условиями передачи и приема информации.

Рассмотрим работу элементов устройства в режиме безынерционной 55 (ударной) синхронизации. В этом режиме триггеры 5, 8 и 9 удерживаются в нулевом состоянии, а на счетный вход счетчика 3 поступает периодическая последовательность импульсов

частота которых равна частоте импульсов на ятне 13. В результате этого на выходе счетчика 3 формируются тактовые импульсы, частота которых равна частоте тактовых импульсов передатчика, Так как каждым импульсом с выхода формирователя 19 счетчик 3 устанавливается в нулевое состояние, то обеспечивается безынерционная синхронизация приемника.

Формула изобретения Устройство тактовой синхронизации содержащее счетчик импульсов, первый триггер, прямой выход Которого соединен с первой выходн.ой шиной, второй триггер, прямой выход которого соединен с первым входом первого элeмeнta И, третий и четвертьй триггеры, шину тактовых импульсов, информационную шину, второй и третий элементы И и элемент ИЛИ, отличающееся тем, что, с цепью повьииения надежности путем обеспечения изменения режима синхронизации в зависимости от характера информационного сигнала, в него введены первый и второй инверторы, вторая выходная шина, элемент задержки, первый и второй формирователи коротких импульсов, формирова- тель импульсов, шина управления и переключатель режимов работы, вход которого через формирователь импульсов соединен с информационной шиной и информационным входом первого

5

0

5

0

5

триггера, управляющий вход - с шиной управления, первый выход - с входом сброса счетчика импульсов, выход которого соединен с тактовым входом первого триггера, с информационным входом второго триггера и через пер- вьй инвертор с информационным входом третьего триггера, тактовый вход которого соединен с тактовым входом второго триггера и вторым выходом переключателя режимов работы, вход сброса - с в ыходом второго элемента И, первый вход которого соединен с прямым выходом четвертого триггера, информационный вход которого соединен с прямым выходом третьего триггера, инверсный выход которого соединен с входом сброса четвертого триггера и первым входом третьего элемента И, второй вход которого соединен с тактовым входом четвертого триггера и через первый формирователь коротких импульсов с шиной тактовых импульсов, которая через последовательно соединенные вторые инвертор и формирователь коротких импульсов соединена с вторыми входами второго и первого элементов И, выход последнего через элемент задержки соединен с входом сброса второго триггера и непосредственно с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом третьего элемента И, выход - с счетным входом счетчика импульсов.