Устройство для синхронизации часов по радиоканалу Советский патент 1978 года по МПК G04C13/02 

(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИ ЧАСС ПО РАДИОКАНАЛУ

1

Изобретение относится к области синхронизации часов по радиоканалу и может быть применено в системах единого времена, в которых осуществляется передача сигналов точного времени для потребителей,

Известны cHCTeN-fbi синхронизации часов l|, содержащие эталонные часы с эталонно мерой частоты и формирователем шкалы времени, средства для пепедачи сигналов этаЛО31НЫХ часов по радиоканалу, группу удаленных вторичных часов, каждые из которых включают радиоприемник сигналов эталонных часов,.опррный генератор , формирователь, щкалы времени и средства сравнения принятых и местных сигналов времени с целью определения рассогласования времени шкал. Однако известные системы синхронизации часов обладают пониженной помехоустойчивостью и точностью из- а-использования только амплитудных«Ч;пособов передачи временной информации.

Среди известных технических решений наиболее близким предлагаемому является устройство для синхронизации часов .по радиоканалу . Известное устрой-

йтво содержит ведущие часы, включающие эталонную меру частоты, которая через хранитель времени и фс мироватег(и|частотностабнлизированного 1сигнала-« импульсного сигнала времени подключена к радиопередатчику и группу удаленных часов, каждые из которых содержат меру частоты и хранитель времени, поспедовательно соединенные радиоприемник и счетчик, последовательно соединенные фазовращатель и регистратор временного параметра (самописеп фазы), причем мера частоты через фсаовращатсль подключена к хранителю времени и непосредственно - к счетчику, соединенному с: хранителем времени, и регистратору временного параметра, cвязaннo(y с радиоприекшиком

Недостатки известного устройства, заключатся в невысокой надежности синхрошзацин и сложности эксплуатации.

Цель изобретения - повышение надежности синхронизации.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве для синхронизации часов но радг1окш1алу, содержащем воду ччгы я группу удаленных часов, н кс)то|юм каждые КЗ ведущих часов включают меру частоты я храиитедь времени, радиопередатчик и фор мирователи частотно - стабилиэировслного сигнала и импульсного сигнала времени. а каждые из удаленных часов . последо вательно соединенньш радиоприемник я счетчик, последовательно соединенные фазов ращатель н регистратор временного параметра, причем мера частоты подключена через фазовращатель к хранителю времени и непосредственно - к счетчику, соедИ ненному с хранителем (времениц и регастратору временного параметра, связанному с радиоприемником, одни из-удаленных часов снабжены последовательно соединен™ нымй между собой коммутатором вычисли тельным блоком и вспомогательным каналом связи, вычислительный блок связан с выходом регистратора временного параметра, а коммутатор через вспомогательные каналы связи соединен с группой удален ных часов, На чертеже изображена структурная схе мапредлагаемого устройства для синхр6« ншзании часов Ведущие часы 1 содержат меру частоты 2, которая через хранитель времени 3 и формирователи частотностабилйзированного сигнала 4 и импульсного сигнала времени 5 подключена к радиопередатчику б1 Кажды удаленные часы 7 имеют меру частоть 8, подключенн ю к счетчику 9j,фазовращателю Ю и регистратору временного параметра 11. Фазовращатель Ю подключен к регист тору временного параметра 11 и череа хра нитепь времени 12 - к счетчику 9, Радиопередатчик 13 связан с регистратором вре Meiffloro параметра 11 и счетчиком 9 Для упрощения показан состав одних из удалеш ых часов 7, снабженных коммутато« ром 14, выход которого подключен к вычи лительному устройству 15, связанному так же с выходом регистратора временного пар метра 11. Выходы регистраторов временно ч. -- ГО паракгетра. других удаленных часов 7 св заны с входами коммутатора 14, например по телеграфно (у или телефонному канал . Предлагаемое устройство для синхронизации часов работает следующим, образом. Из сигналов меры частоты 2 и хранителя времени, 3 ведущих часов 1 с помощью фор рователя частотностабилйзированного сигнала 4 формируется синусоидальный сигнал частота которого определяется используемыми для передачи сигяачов средствами, ciirjian может содержать .набор эталон ных частот, который заранее определяется гфй создании системы, С помощью форми-. роватепя CFirMan-g времени 5 формируется и пупьскый сигнал ( видео - или радио ), синфазный с упомянутым частотностабнли3 фованным сигналом и имеющий заданные частоты повторения,: например 1 ГМ. Радиопередатчик 6 излучает эти сигналы в . ние времени, достаточного для точной временной синхронизации по фазе частотностабилизированного сигнала и устранения неоднозначности точных отсчетов по импульсным сигналам времени. Временная шкала транспортируемых атомных часов устанавливается на ведущих часах Jti после чего транспортируемь1е часы; Доставляются на удаленные часы 7 для установки МестнвтэЕ. :шкал времени. Эти шкалы формирутся с помощью i сигналов меры частоты 8 в хранителе времени 12, После этого произ водите сеанс синхронизации по радиосигналам ведущих часов 1, во которого на каждых из удаленных часов 7 производят прием импульсных сигналов времени и частотностаёиливированного.сигнала. Фаза последнего фиксируется регистратором временного параметра 11 -относительно фазы местного сигнала на выходе фазовращателя 10. Таким образом, в регистраторе 11 формируется информация относительно рассогласования ведущих 1 и удаленных часов 7, полученная но радиосигналам непосредственно после установки местной шкалы по щкале анспортируемых часов, Принятый импульсаапый сигнал времени поступает с радиоприемника и включает счетчик 9, а метка удаленных часов 7, сформированная с помощью хранителя времени, выключает его. Мера час-- тоты 8 удаленных часов 7 обеспечивает счетчик .9 тактовыми импульсами, поэтому в .нем после сеанса синхронизации хранится значение рассогласования импульснь1Х сигналов ведущих 1 и удаленных 7 часов. При этом обеспечивается однозначный переход к точным значениям рассогласования по фазе частотностабилизированного сигнала и достаточная степень устранения многозначности, например до 1 Гд. Это значение совместно с величиной разности .фаз фиксируется в регистраторе 11 и определяет величину задержки сигнала на распространение от ведущих 1 до удаленных 7 часов, которая может быть скомпенсирована с помощью фазовращателя Ю или же должна учитываться в последующих сеансах синхронизации, Послр компенсации задержки на распространение удаленныеичасы 7 периодически синхронизируются по радиосигналам ведущих часов, При этом все показания счетчика 9 и регистратора временного параметра каждых удаленных часов передаются по вспо1могательному каналу связи (телефонному, TenerpaiHONjy и т. ii.JHa одни на удапе.нлых дасов 7, которые снабжены коммутатором 14 и вычислительным устройством 13. По эания Гу «-Тл последних подаются непосред но в вычислительное устройство 15, а ком мутатор 14 ;последоватеяьнО| подключает ;К нему выходы других удаленных часов 7, ;С помощью вычислительного устройства I формируется усредненное значениеТ(Т jT характеризующее групповую шкалу времен устройства Это значение используется дл контроля синхронизации ьедущих 1 и удале ныхчасов . При этом для ведущих сов, 1 используется разность ) контрол у паленных - разность f i . j . |86г орая сообщается яа, тые удаленные часы. В том случае сбое ведущих часо 1 значение разностейТ (Ту j Т )Т изменнетоя несущественно или остается неизменным. Обработки серии результатов измерений Tjl-Tg каждых удаленных часов 7 с помощью вычислительного устрой ства, 15 позволяет определить изменение BaaHNfHoro положения временных шкал ведущих 1 и удаленных часов 7, установить источник ощибок и повысить точность и надежность синхронизации устройства Кроме того, точность повышается за счет уменьшения случайной ошибки при усреднении результатов в процессе формирования групповой щкалы времени, так как у где (, - число удален- ных часов 7, Для определения и устранения ошибок, связанных с задержкой распространения радиосигналов для , - тых часов 7, вносИ мых ошибками транспортируемых атомных часов, значеняеТу( Т укоторое определяется по результатам сеанса, непосред«;ственно следующего после компенсации задержки на распространение, с помощью коммутатора 14 подключается к вычислительному устройству 15. С помощью последнего определяется разность между у В Если Величина этой разн ти не превосходит допустимой величины ошибки распространения, вносимой транспор Тируемыми часами, это означает, что транспортируемые часы не подвергались :обоям, и величина задержки на распространёние между i - тым 7 и ведущими часами 1 определена с достаточной точностью, Об этом сообщается на i тые часы 7, Если величина указанной разности превосходит допустимую ошибку-, ее значение и знак сообщаются с удаленных часов 7 на - тые часы, где производится компенсация этой ошибки с пo rol:;ькl фазовраща -теля 1О или же при обработка резупьтэ 10 из,мйр(ний, ГГстепгвенио. что опрелеление разности Т j-Tg может у гочпяться при усреднении рядя измерелий в последующих сеансах синхронизации., Тахим , на удаленных часах 7 фг;рмируется информация об ошибках задержки распространения сигналов лля всех удаленных часов 7, которая предотвращает ложные регу лировки частоты к шкалы, иС поддерживает синхронность в системе. Задержка распространение для часов 7 должна бь;ть Ьпределена с возможно большей точное- тыю. Однако затраты на это существенно меньше, чем на периодическую синхрониза цию всех удаленных часов 7 транспортируемыми часами, которая используется в прототипе общее чиспо полетов сокращается, так как маршруты транспортировки могут быть произвольными и кратчайшими для систе л 1 часов в целом, что позволяет снизить требования к условиям перевозки транспортируемых часов.J С помощ1 ю ;удаленных/ часов 7 обеспечивается также надежная синхронизация устройства за счет метрологического контроля радиосигналов, ваключающегося в контроле качества ведущих часов 1, Для этого с коммутатора 14 в вычислительное устройство 15 последовательно.подаются результаты измерений ( Тд ряда сёвщс.9В «синхронизации на всех удаленных часах 7 и сравниваются с алалогичными ре зультатами предыдущих сеансов, которые хранятся в вычислительном устройстве 15 или вводятся в него изне. Они сравниваются также с результатами формирования i-pynnoвой шкалы времени. Если разность Между чТ.,; vfUN H/Vui-TeV .невелика для большей yi Rfn yi Bff-i , /t , ,n-t части удаленных часов 7 (т. e,Yy()(%i .t) означает, что ведущие часы работают правильно. Если же на ведущих часах произошел с:бой шкапы, то разность (Ту{-Тв)„-()„ для удаленных часов 7 будет велика, а разность ; Ту ) -Т останется небольшой (т е, групповая шкала устройства сохраняется, но не синхронизирована с ведущими часами и Т ( Т М гТ больше допустимой величины). По получении таких результатов с удаленных часов 7 сообщается по вспомогательным каналам связина все удален,Hbie часы 7, что на ведущих часах произо15ел сбой и регулировки частоты и шкапы проводить не следует. Пр1гведеш1ые выше операции могут выпопршться такжй по результатам нескольких сеансов, Дпя контроля положешя временных шкал Удале1шых часов 7 по отношеник; к ведушим 1 с помощью вычислительного устройства 15 и KOMNiyraTopa 14 ла уд.чпеккььх часах 7 , сравинваготся розулы атм Т,(1.;|, Т,,) (Т,4|Г ) авум или нескольким сеавсса сянхровизапии. Если два соседних результата f ()-Tn .аесущественно отличаются друг СП друга (что указывает на скчхронизацню групповой щкалы с ведущими часами 1,) а .реоупьтаты имеют отпйчйе сравнимое с заданной ошибкой синхронизации, причем,например.подобное отличие наблюдается и при сравнении величин -Тз И это означает, что . - тые часы 7 действительно выходят из синхронизации с ведущими часами 1, Эта информация позволяет произвести своевременное регулировки фавовращателяг а if - тых часах и обеспечить их синхронизацию с повышенной надежностью. Формула изобретения Устройство для синхронизации часов по радиоканалу, содержащее ведущие часы и Группу уделенных часов, причем каждые из ведущих часов содержат меру частоты и хранитель времени, радиопередатчик и фор мирователи частотностабилизированного 5 сигнала и импульсного сигнала В гемени, а каждые из удаленных часов-последовательно соединенные радиоприемник и счетчик, последовательно соединенные фазовращатель в регистратор временного параметра, мера частоты подключена через фазовращатель к хранителю времени и непосредственно к счетчику, соединенному с хра 1итепем времени, и регистратору време1шого параметра, связанному с радиоприемником, отличающееся тем, что, с целью повышения надежности синхронизации, одни из удален-, ных ч асов снабжены последовательно соединенными между собой коммутатором, вычислительным блоком: и вспомогательным кацалом связи, вычислительный блок связан с Ьыходом регистратора временного параметра, в 1огмк1утаторчерез вспомогательные каналы связи соединен с группой удаленных часов. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1,Патент США № 3756012, кл. 58-24, 1973, 2, Патент США N 37519ОО, кл, 5824, 1973.