Устройство привязки пространственно разнесенных шкал времени Советский патент 1993 года по МПК G04C11/02 

Изобретение относится к области синхронизации разнесенных в пространстве шкал времени и может быть использовано для привязки независимых шкал в системе единого времени.

Целью изобретения является повышение точности привязки шкал времени ведомого пункта путем определения поправки с учетом ее знака.

На фиг. 1 представлены эпюры, поясняющие принцип формирования сигнала поправки, на фиг. 2 - функциональная схема устройства, на фиг. 3 - эпюры, поясняющие принцип работы устройства при различных соотношениях времени распространения

сигнала гр и величины поправки U, на фиг. 4,5- функциональные схемы элементов устройства, на фиг. 6 - эпюры, поясняющие принцип работы устройства при U гр.

Устройство привязки пространственно разнесенных шкал времени содержит (фиг. 2) ведомый 1 иведущий 2 пункты, первый хранитель 3 шкалы времени ведомого пункта, первый приемник 4 и первый передатчик 5 ведомого пункта, второй хранитель б шкалы времени ведущего пункта, блок управления 7 (БУ), второй передатчик 8 (ПРД) и второй приемник 9 (ПРМ) ведущего пункта, блок форми00

CJ

о

СП

кэ

рования кода ошибки 10 (БФКО) и блок вычисления кода временной поправки 11 (БВКВП). В свою очередь БФКО 10 содержит (фиг. 4): первый триггер 12 (Т Т) формирования первого строба, второй триггер 13 (Т2) формирования второго строба, первую 14 и вторую 15 схемы совпадения (И 1; И2), генератор 16 счетных импульсов (ГСИ). первый 17 и второй 1.8 счетчики импульсов(Сч1, Сч2). первый сумматор 19 (Сум 1), делитель 20 на два содержимого первого сумматора, первый одновибратор задержки 21 (ОВ1); а БВКВП также содержит: первый буферный регистр 22 (БР1), формирователь 23 кодов (ФК), первую 24 и вторую 25 схемы сравнения кодов (ССК1, ССК2). третью 26, четвертую 27 и пятую 28 схемы совпадения (ИЗ, И4, И5), второй 29 и третий 30 сумматоры исключения величины периода синхронизируемых последовательностей (Сум 2, Сум 3), схему ИЛИ 31, второй буферный регистр 32 (Б.Р2) и второй одновибратор 33 -задержки (082).

Устройство привязки пространственно разнесенных шкал времени работает следующим образом.

Опорные импульсы шкалы времени ведущего пункта 2 поступают на блок управления 7 (фиг. 2), с помощью которого из опорной последовательности формируется новая с пропуском через один (фиг. З.а), как это осуществлено, например, в устройстве по А.С. № 479076 кл. G 04 f 5/00. Сформированная таким образом последовательность поступает на запуск второго передатчика 8 ведущего пункта 2. Излученные импульсы принимаются первым приемником 4 и переизлучаются первым передатчиком 5 ведомого пункта 1. Одновременно за каждым переизлученным импульсом осуществляется запуск первого передатчика 5 ближайшим импульсом, поступающим с первого хранителя 3 шкалы времени ведомого пункта. Взаимное расположение импульсов запуска ПРД 8, импульсов на входе ПРМ 9 ведущего пункта 2 и импульсов шкалы ведомого пункта 1 (ВДМ) показано на фиг. 1, а,б,в; фиг. 3, а,б,в в зависимости от соотношения поправки, времени распространения и периода следования импульсов синхронизируемых шкал времени. Импульсы с выхода БУ 7 (фиг. 2; 3,а) подаются также на тактовый вход 1 БФКО 10, откуда подаются на установочный в состояние Т вход S триггера 12 (фиг. 4,а) и на установочный в состояние О вход R триггера 13. Первым принятым ведущим пунктом 2 импульсом, которым в любом случае будет переизлученный ведомым пунктом 1 опорный импульс ведущего пункта, подаваемым на сигнальный вход 2 БФКО 10, т.е. на счетный вход триггера 13, последний устанавливается в единичное состояние. Следующим импульсом, пришедшим на вход приемника 9, триггер 13 БФКО 10 (фиг. 4, а) устанавливается

в нулевое состояние, а сигналом с его инверсного выхода (фиг. 3, е) устанавливается в нулевое состояние и триггер 12. Таким образом на первом входе схемы совпадения И1 14 формируется строб (фиг. 3, г) соответствующий по длительности интервалу време0 ни между опорным импульсом ведущей шкалы и принятым импульсом ведомой шкалы, а на первом входе схемы совпадения И2 15 формируется строб (фиг. 3, д), соответствующий по длительности интервалу времени между принятым переизлученным и

с принятым излученным импульсами. Тем са- мым через схемы И1 14 и И2 15 на первые входы счетчиков импульсов 17 и 18 направляется количество импульсов NQI и NCK с выхода генератора счетных импульсов 16, соответствующее длительности полученных стробов, а на выходе счетчиков 17 и 18 пол0 учаются коды Qi и Q.2, соответствующие следующим значениям в зависимости от соотношения поправкии и времени распространения Гр в канале связи:

a)

Tp + U 02 Т - Тр + U

б)

Qi U + гр 02 - U - Гр

в) I-UI |

+ rp-U 02 Т - Тр - U

(фиг. 1,а)

(фиг. 1,6)

(фиг. 1,в)

Значения кодов Qi и 02 подают на первый и второй входы сумматора 19 и на его выходе, в зависимости от соотношения U и Гр. могут иметь следующие значения кодов:

a)P Qi + Q2 (T+ rp + U) + (T- TP + U) 2CT + U);

6) P CH + Qz - (U + p) + (U - Tp) 2U;

в)Р Qi + Q2 (T + rp - U) + (T - Tp - U 2{T-U).

Полученное в сумматоре 19 значение кода Р делителем 20 делят на два, подают на выход БКФО 10. а далее - на информационный вход БВКВП 11, откуда на вход. 1 буферного регистра 22 (фиг. 4,6), с выхода

Р которого значение кода Р -у используют

в БВКВП 11 для определения знака и вели- чины поправки. С выходов 1, 3 формирователя кодов 23 (фиг. 4.6) и выхода БР1 22 значения прямых кодов Т, Т/2 и Р соответственно подаются на входы схем сравнения кодов 24 и 25. Анализ кода Р, находящегося в БР1 22,производят из условия, что поправка определяется положительная или отрицательная, если соответственно опережение или отставание шкалы ведомого пункта находится в преде- лах ± Т/2. В зависимости от соотношения возможной поправки и времени распространения возникают следующие варианты, определяющие содержимое БР1 22:

а) О U тр; U Д .

.Притаком соотношении в БР1 22 имеют следующее значение кода: Р Т + U. По- правка при этом изменяется в пределах от U 0 до U Тр, т.е. произведя анализ с помощью схемы СС1 24 значения кода Р со значением кода Т, на ее выходе получают потенциал логической единицы, что соот- ветствует факту Р Т. Этот разрешающий сигнал подают на управляющий вход 2 схемы ИЗ 26, в результате чего содержимое БР1 22 Р Т + U появляется на входе второго сумматора 29. Подавай на первый вход это- го сумматора дополнительный код Т значения периода, на его выходе имеют следующую разность: Р-Т Т + U-T U. В результате с выхода сумматора 29 через схему ИЛИ 31 на вход 1 второго буферного регистра 32 подают прямой код поправки, т.е. значение положительной поправки.

Сигналами управления и синхронизации в устройстве являются импульсы запуска передатчика 8 (фиг. 6,а), а также импульсы с выхода одновибраторов задержки 21 и 33 (фиг. б.к.м), которые предотвращают воздействие переходных процессов на качество функционирования устройства. Длительность импульсов, вырабатываемых одновибрэторами5определяется длительностью переходных процессов в элементах. Первый одновибратор 21 запускается положительным перепадом напряжения с инверсного выхода триггера 13, а задним фронтом импульса с выхода 0В1 21 запускается второй одновибратор 33. Информация в обоих счетчиках БФКО 10 сбрасывается передним фронтом импульса с выхода блока управления 7. Информация в БР1 22 записывается задним фронтом импульса с выхода ОВ1 21, когда заканчивается счет счетчиками 17 и 18, а также код суммы на выходе сумматора 19 принял установившееся значение (фиг. 6, о,п,р). Сбрасывается информация БР1 22 передним фронтом импульса с выхода БУ 7.

Информация в БР2 32 заносится задним фронтом импульса с выхода ОВ2 33 и сбрасывается задним фронтом импульса с выхода ОВ1 21.

б)

При таком соотношении в БР1 22 имеют значение кода, соответствующее Р U. Поправка при этом изменяется в пределах от

U гр до U -, т.е. при таком соотношении

Тр и U код содержимого в БР1 22 всегда меньше значения кода Т/2. Анализ значений кодов Р и Т/2 производят с помощью схемы сравнения кодов 25. Высокий потенциал с выхода, соответствующего состоянию Р Т/2, а также высокий потенциал с выхода Р Т схемы сравнения кодов 24 подают на управляющие входы 2 и 3 схемы совпадения И5 28. В результате на выход устройства через схему совпадения И5 28, схему ИЛИ 31 и БР2 32 подают прямой код поправки, т.е. со знаком плюс.

Синхронизация и управление работой счетчиков и регистров аналогично рассмотренному выше..

в) I-UI Т/2.

При таком соотношении в БР1 22 имеют значение кода, соответствующее Р T-U, Поправка при этом может лежать в пределах от U 0 до U -Т/2. При таком соотношении U и Т код содержимого в БР1 22 всегда будет меньше значения кода Т. но больше значения кода Т/2. Произведя анализ значения содержимого БР1 22 в этих пределах, т.е. подав на управляющие входы 2 и 3 схемы И4 27 высокие потенциалы, соответствующие Р Т и Р Т/2. с выходов схем сравнения 24 и 25 соответственно, на вход 1 сумматора 30 подают код Р T-U. Подавая на второй вход этого сумматора дополнительный код Т значения периода, производят операцию вычитания Р-Т Т- U-T -U. В результате с выхода сумматора 30 через схему ИЛИ 31 и БР2 32 на выход устройства подают значение поправки в Обратном коде, т.е. поправку со знаком минус.

Синхронизация и управление аналогично ранее рассмотренному.

Генератор счетных импульсов 16 может быть выполнен на интегральных микросхемах, возможные варианты представлены в А, с. 154-157, рис. 5.8.

Счетчики импульсов 17 и 18 могут быть выполнены как асинхронные двоичные счетчики на триггерах JK 3, с. 98, рис 5.13, 5,14 или на триггерах D {3, с. 98, рис. 5.15. 5.14, у которых все входы R объединены и являются входом 2 рассматриваемых счетчиков.

Сумматоры 19, 29 и 30 могут быть выполнены на интегральных микросхемах на основе полных комбинационных сумматоров ИМЗ, И.М2 3, стр. 114, рис. 5.59, без регистра памяти ;

В качестве делителя 20 может быть использован тот факт, что для деления М-раз- рядного кода на два используется N-1 старших разрядов поступающей суммы кодов с выхода сумматора 19. Таким же образом производится деление пополам периода следования импульсов времени в формирователе кодов 23, функциональная схема которого представлена на фиг. 5,6, где Еп - напряжение источника питания инверторов; SAi - перемычки (или переключатели), с помощью которых осуществляется подача на выходы формирователя нулей и единиц по определенным разрядным шинам с целью формирования необходимого кода периода следования синхронизируемых последовательностей.

Схемы сравнения кодов 24 и 25 выполнены на базе интегральных микросхем типа СП1, например, серий 134, 555, 531. Для получения необходимой разрядности используется несколько микросхем.

На фиг. 5,а материалов заявки представлен один из вариантов буферных реги- . строе 22, 32.

Функциональная схема схем совпадения 26, 27, 28 представлена на фиг. 5,в, где вход 1 - (М-1)-разряднэя информационная шина, входы 2 и 3 - управляющие.

Одновибраторы задержки 21 и 33 могут быть выполнены как схемы расширителей входного импульса на интегральных микросхемах типа АГЗ, например, 155-ой серии. Один из вариантов исполнения одновибратора 21 изображен в 3, с. 33-34, рис. 3.20, вариант I, одновибратора 33 - в 3, с. 33-34, рис. 3.20, вариант II.

15

Фор м у л а изобретения

Устройство привязки пространственно разнесенных шкал времени, содержащее на ведомом пункте последовательно соединенные первый формирователь сигналов

времени и первый передатчик, а также пер- вый приемник, выход которого соединен с вторым входом первого передатчика, а на ведущем пункте - последовательно соединенные второй формирователь сигналов

времени, блок управления и второй передатчик, а также второй приемник, о т л и ч а- ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности привязки шкалы времени ведомого пункта путем определения поправки с

учетом ее знака, введены блок формирования кода ошибки и блок вычисления кода временной поправки, информационные входы которого соединены с соответствующими выходами блока формирования кода

ошибки, тактовый вход которого соединен с выходом блока управления, сигнальный вход - с выходом второго приемника, а выход управления - с входом сброса-записи блока вычисления кода временной поправки. тактовый вход которого соединен с выходом блока управления.

v

Изобретение относится к области синхронизации разнесенных в пространстве шкал времени. Цель изобретения - повышение точности привязки шкалы времени ведомого пункта путем определения ошибки с учетом ее знака. Устройство привязки пространственно разнесенных шкал времени содержит на ведомом пункте 1 первый формирователь 3 сигналов времени, первые приемник и передатчик 4 и 5, а на ведущем пункте 2 - второй формирователь 6 сигналов времени, блок управления 7, вторые передатчик и приемник 8 и 9, блок формирования 10 кода ошибки и блок вычисления 11 кода временной поправки. Устройство реализуется на основе получения суммы кодов временных интервалов между запросным и излученным ведомым пунктом импульсами и между переизлученным и излученным импульсами, дальнейшего деления этой суммы пополам и сравнения полученного частного с фиксированными значениями кодов Т, Т. Т/2, где Т и Т - соответственно прямой и дополнительный коды периода синхронизируемых последовательностей. В результате на выход устройства поступает код поправки с ее знаком. Устройство может быть реализовано в системах синхронизации шкал времени в запросных радиолиниях с импульсными сигналами. 6 ил. у Ј

Ли/ , QO,

Tu

д

Г

au-j

TL JS&L

&/Ф

о оо

M21

r

I&TL

3x3

&A.

0

.

ЖКЙГ|

J . Ufi r J r J j

1-с г-с

Г .raLi I

-- Игха)

л/r. I

л}

29

71

VM.5

Y6A

w |

y

2i

./

rts гя г&

) Ь

cv

3) Bvxtf/4&p.

V)&tat#fse& X) Лих СВ/

л)

)(.0a2

V)f6P32 o fCvemvrt

fr)fC4tmv.ftf

fi)fЈyt4Mamoptffj С &лнпелм /

Т) IE

PM. e.