Способ взаимной синхронизации тактовых генераторов станции сети телефонной связи Советский патент 1979 года по МПК H04Q11/04 

(54) СПОСОБ ВЗАИМНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ ТАКТОВЫХ ГЕНЕРАТОРОВ СТАНЦИИ СЕТИ ТЕЛЕФОННОЙ СВЯЗИ времени распространения существенно влияет на конечную частоту тактов. Цель изобретения - уменьшение влияния изменений времени распространения на конечную частоту тактов. Для этого в известном способе взаимной синхронизации тактовых генераторов стан. ции сети телефонной связи с временным унлотнениен, в частности с кодо-импульсной модуляцией, при котором производят деление тактовой частоты станции и деление тактовых частот линий, причем, после образования опорной фазы осуществляют деление тактовой частоты линии со сдвигом по времени-на 180° относительно деления тактовой частоты станции, измеряют разности фаз между отдельными полученными делениями сигналами такта линии и такта станции, из измеренных разностей фаз образуют суммарный или усредненный сигнал, которцй используют для регулирования частоты тактового генератора станции внутри его диапазона регулирования , частоты; дополнительно к сигналу регулирования частоты в диапазоне регулирования, соответствующем разности фаз, вызванной максимальной разностью частот холостого .хода тактовых генераторов двух узлов сети, при выходе за пределы которого вводят опорную фазу, образуют дополнительный сигнал, который при положительной разности между положением фазы сигнала такта станции и средним положением фаз сигнала тактов линии, в частности, при превосходящей заданное граничное значение положительной разности между положением фазы тактового сигнала станции и положением фазы, по крайней .мере, одного такта линии задает область регулирования частоты, середина которой ниже частоты холостого хода тактового генератора станции, а при отрицательной разности - между положением фазы сигнала такта станции и средним значением положения фаз сигналов такталинии, в частности, при уменьшении ниже заданного граничного значения отрицательной разности между положением фазы сигнала такта станции и ноложением фазы, по крайней мере, одного такта линии задает область регулирования частоты, середина которой лежит выше частоты холостого хода тактового генератора. Предложенное устройство основывается на принципе введения в узлы сети ступенчатых смешений фазы в нужном направлеНИИ в результате взаимодействия сформированной опорной фазы и скачков в области регулирования частоты, в результате чего можно устранить большие фазовые сдвиги между тактами станции и тактами линии или ступенчато их уменьшить. Это обусловливает то нреимущество, что можно устранить влияние изменения времени распространения на частоту тактов без необходимости у.меньшения крутизны регулирования; крутизна регулирования может быть выбрана такой большой величины, как это необходимо для ограничения фазовых сдвигов, обусловленных отклонением частоты холостого хода генератора от заданной частоты, а также без того, чтобы фазовые сдвиги, обусловленные изменением времени распространения, оказывали влияние на частоту тактов. Следует отметить, что это влияние также можно устранить только за счет целенаправленного формирования опорных фаз так, что такое формирование опорных фаз приобретает особое значение; в связи с введением определенных скачков в области регулирования частоты этот результат может быть получен в каждом случае с те.м дополнительным преимуществом, что вследствие ограничения фазового смещения потребность в промежуточных накопителях уменьшается до величины от 1/3 до 1/10. С другой стороны такие скачки в области регулирования напряжения имеют то значение, что без дополнительного формирования опорной фазы обеспечивают возможность дополнительного уменьшения разности фаз; в связи с повторно проводимым формирование опорной фазы это, вначале ограниченное, уменьшение разности фаз может быть существенно продолжено. Кроме того, можнс) производить дополнительно независимое от образований опорной фазы деление тактовых частот линий, измерять абсолютную разность фаз .между отдельными сигналами такта линии, получер ными в процессе деления, и сигналами такта станции; из измеренных абсолютных разностей фаз образовывать суммарное, в частности, среднее значение, соответственно формировать дополнительный сигнал, задаюший диапазон регулирования частоты. Дополнительный сигнал .может быть бинарным сигналом. При этом можно образовывать дополнительный сигнал, пропорциональный разности фаз между тактовыми сигна- . лами станции и линий; сигнал регулирования частоты накладывают на дополнительный сигнал, задающий диапазон регулирования частоты; суммарное или среднее значение можно сравнить с заданным номинальным значением и при этом при превышении номинального значения образуют дополнительный сигнал, задающий нижний диапазон регулирования частоты и при уменьшении ниже номинального значения образуют дополнительный сигнал, задающий верхний диапазон регулирования частоты; изменение дополнительного сигнала целесообразно производить только совместно с образованием опорной фазы; образование опорной фазы может быть вызвано также извне. На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства для осуществления предлагаемого способа. Устройство содержит тактовый генератор 1, линии 2 телефонной связи, делители частоты 3. тактов линии, фазовые дискриминаторы 4, делитель частоты 5 тактов станции, сумматоры 6, фильтр нижних частот 7, регулирующий блок 8, делитель частоты 9 тактов станции, делители частоты 10 тактов линии, фазовые дискриминаторы 11, регулирующий блок 12, сумматоры 13, фильтр нижних частот 14, блок сравнения 15, генератор бинарного сигнала 16, элемент НЕ 17, смеситель 18. Тактовый генератор 1 в соответствии с принципом усреднения фаз синхронизируется тактовыми генераторами других станций сети по линиям 2 телефонной связи. По этим линиям поступают тактовые импульсы на входы делителей частоты 3 тактов линии, последовательно с которыми включены фазовые дискриминаторы 4, счетные входы которых связаны с выходом делителя частоты 5 тактов станции. Постоянная составляющая выходного сигнала каждой опрокидывающей ступени фазовых дискриминаторов пропорциональна разности фаз между соответствующим тактом линии и тактом станции. Выходные сигналы фазовых дискриминаторов 4 суммируются в сумматорах 6, с выходов которых сигналы поступают на фильтр нижних частот 7. Выходной сигнал с фильтра нижних частот 7 является сигналом, регулирующим частоту тактового генератора 1, и подводится к управляющему входу этого генератора через смеситель 18. Делители частоты 3, 10 тактов линии работают со смещением по фазе относительно делителей частоты 5, 9 тактов станции примерно на 180°. Формирование опорных фаз осуществляется регулирующим блоком 8. Помимо делителя частоты 5 тактов станции, делителей частот.ы 3 тактов линии, фазовых дискриминаторов 4 и сумматоров 6, содержащихся в первой схеме синхронизации, область регулирования которой соответствует разности фаз, обусловленной максимальной разностью частот холостого.хода тактовых генераторов, расположенных в узлах сети (станциях или ретрансляторах), имеется вторая схема синхронизации, содержащая делитель частоты 9 тактов станции, делители частоты 10 тактов линиии фазовые дискриминаторы 11, рабочая область которой Определяется суммой разности фаз, задающей область регулирования первой схеме синхронизации, и разности фаз, обусловленной максимальным колебанием времени распространения сигнала в линии. Вторая схема синхронизации в цринципе может иметь аналогичный регулирующий блок 12, как и первая схема синхронизации, однако, область регулирования фазы выбирается такой величины, что во время работы во второй схеме синхронизации не возникает процесс формирования опорной фазы. Для этого область регулирования фазы Р второй схемы синхронизации должна удовлетворять условию : Z/tvmaKc, где 2;4vrn.aKc,:- максимальное колебание времени распространения в линии между двумя узлами сетиук.рп - указанная область регулирования фазы первой схемы синхронизации. (,акс где Щк - Wv - максимальная разность частот холостого хода между двумя узлами/ v .(э, - крутизна регулирования. В процессе работы,делители частоты 10 второй схемы синхронизации жестко зависят от отдельных тактов линии или тактов станции, причем при необходимости для обеспечения такой жесткой связи следует предусмотреть дополнительные мероприятия, например, удвоение схем и/или схемы замещения делителей частот тактов. Выходные сигналы устройств сравнения фазы к второй схеме синхронизации представляют поэтбму в каждый момент времени мгновенный фазовый сдвиг между кодовой группой импульсов станции и кодовой группой соответствующей линии. Выходные сигналы фазовых дискриминаторов 11 второй схемы синхронизации суммируются в сумматорах 13, и с их выходов через фильтр нижних частот 14 сигнал поступает на блок сравнения 15, осуществляющий сравнение с заданным значением. Выход блока сравнения 15 соединен с одним подготовительным входом генератора 16 бинарнцх сигналов непосредственно, а с другим подготовительнь1м входом генератора 16 через элемент НЕ 17. Выход тактового генератора 1 подсоединен к регулирующему блоку 8, а вход - к смесителю 18. Вторая схема синхронизации добавляет к регулирующему сигналу первой схемы дополнительный бинарный сигнал, который при положительной разности между положением фазы такта станции и средним положением фазы тактов линии задает область регулирования частоты, лежащую ниже частоты холостого хода генератора, а при отрицательной разности между положением фазы такта станции и средним положением фаз тактов линии задает область регулирования частоты, лежащую над частотой холостого хо-. д,а генератора, в которой частота тактового генератора 1 тактов станции регулируется сигналом, поступающим с первой схемы синхронизации, причем изменение дополнительного сигнала производится только в связи с фо1)л111)ова1гисм опорной фазы в первой схеме синхронизации. Для этого междусуммирующим или усредняюш,им элементом первой схемы синхронизации и тактовым генератором 1 тактов станции введен смеситель 18, выполненный в виде суммирующего элемента из двух сопротивлений, к которому подводится дополнительный сигнал от генератора бинарных сигналов 16, переключаемого только при формировании опорной фазы. К генератору бинарных сигналов 16 от включенного перед ним блока сравнения 15 при превыщении выходным сигналом с суммирующих или усредняющих элементов порога, соответствующего соотношению импульс-пауза 1 : .1. в фазовых дискриминатоpax II, подводится управляющий сигнал, обеспечивающий переключение генератора бинарных сигналов в такое рабочее состояние, которое связано с выдачей дополнительного сигнала, определяющего нижнюю область регулирования частоты при уменьщении ниже порогового значения от сргавнивающего устройства; на генератор бинарных сигналов 16 подается подготовительный сигнал, что обеспечивает переключение генератора бинарных сигналов в рабочее состояние, которое связано с выдачей дополнительного сигнала, задающего верхнюю область регулирования. Сама перерегулировка происходите подведением соответствующего сигнала освобождения от регулирующего блока 8, контролирующего формирование опорной фазы. Способ взаимной синхронизации тактовых генераторов станции сети телефонной связи заключается в следующем. С помощью блока сравнения 15 определяется состояние лежит ли разность между положением фазы такта станции и средним положением фазы такта линии выще или ниже заданного значения, например 180°, и как только по каким-либо причинам в гервой схеме синхронизации происходит формирование опорной фазы, генератор 16 переводится в рабочее состояние, зависящее от текущего сигнала с блока сравнения 15, при котором добавляется к напряжению, регулирующему частоту тактового генератора 1, поступающему с первой схемы синхронизации, такое дополнительное напряжение, что тактовый генератор 1 работает в области регулирования Частоты, лежащей либо выще частоты холостого хода тактового генератора 1, либо ниже его частоты, и в этой области регулирования происходит устранение разности между положениями фаз тактов станции и тактов линии. При этом формирование опорной фазы в первой схеме синхронизации происходит при превыщении области регулирования первой схемы и (или) при превь1щении максимального фазового сдвига между тактом станции и тактом линии, что определяется с помощью регулирующего блока 12 второй схемы синхронизации и (или) путем приложения воздействия извне. Следует отметить, что скачок в области регулирования частоты производится одновременно с формированием опорной фазы. Можно также связать изменение области регулирования с формированием опорной фазы так, что сначала имеет место скачок в области регулирования частоты и только после переходного процесса в системе производится формирование фазы или же наоборот сначала производится формирование фазы и тЬлько после этого формирование опорной фазы. Устранение фазовых сдвигов, обусловлен изменением времени распространения может быть с достаточной степенью точности получено с помощью чертежа, который в известном смысле осуществляет двухпозиционное регулирование. Точность можно повысить, если вместо равновероятных перескоков из одной области в другую предусмотреть скачки, пропорциональные разности фазы тактов станции илинии, для чего следовало бы ввести на место блока сравнения 15 и генератора бинарных сигналов 16 соответствующий накопитель аналоговых значений. Возможен также и другой вариант, цри котором можно добавлять к регулирующему сигналу, поступающему от первой схемы синхронизации, дополнительный сигнал, который при превыщении положительной разности между положением фаз тактов станции и линии заданного граничного значения задает, по крайней мере, одну область регулирования, лежащую ниже частоты холостого хода генератора, а при уменьщении отрицательной разности между положением фаз тактов станции и линии ниже зад.а нного значения задает, по крайней мере, одну область регулирования частоты, лежащую выщ.е холостого хода генератора, в которой частота генератора О тактов станции регулируется результирующим сигналом, поступающим с первой схемы синхронизации. При выполнении схемы в соответствии с изобретением в отличие от описанного выще случая во второй схеме синхронизации отсутствует суммирующий или усредняющий элемент. Вместо этого выходные сигналы с индивидуальных фазовых дискриминаторов 11 линии подводятся к пороговой схе.ме, задающей выщеуказанные граничные значения, которая управляет генератором бипарных сигналов 16. В отличие от варианта, изображенного на чертеже, возможно также для определенной разности фаз между тактами станции и линии производить не аналоговое, а дискретное сравнение. В качестве фазосдвигающего устройства следует использовать не бистабильную опрокидывающую ступень, а полный сумматор, к которому подводится от делителя частоты тактов станции, выполнениого в виде бинарного счетчика, выходное слово, соответствующее текущему счетному шагу в прямом направлении, а от делителя частоты тактов линии, выполненному в виде бинарного счетчика, выходное слово подводится через элемент НЕ.

Тогда на выходе полного сумматора для каждого тактового импульса будет фиксироваться мгновенное значение разности фаз между тактом станции и тактом линии, представленное в виде соответствующего бинарного слова, которое может быть преобразовано .в аналоговое значение, либо переработано в дискретной форме.

Формула изобретения

J

1. Способ взаимной синхронизации тактовых генераторов станции сети телефонной связи с временным уплотнением, в частности, с ко до-импульсной модуляцией, при котором производят деление тактовой частоты станции и деление тактовых частот линий, причем, после образования опорной фазы осуществляют деление тактовой частоты линии сосдвигом по времени на 180° относительно деления тактовой частоты станции, измеряют разности фаз между отдельными полученными делениями сигналами такта линии и такта станции, из измеренных разностей фаз образуют суммарный или усредненный сигнал, который используют для регулирования частоты тактового генерато. ра станции внутри его диапазона регулирования частоты, отличающийся тем, что, с целью уменьщения влияния изменений времени распространения на конечную частоту тактов, дополнительно к сигналу регулирования частоты в диапазоне регулирования, соответствующем разности фаз, вызванной максимальной разностью частот холостого хода тактовых генераторов двух узлов сети, при выходе за пределы которого вводят опорную фазу, образуют дополнительный сигнал, который при положительной разности между положением фазы сигнала такта станции и средним положением фаз сигнала тактов линии, в частности, при превосходящей заданное граничное значение положительной разности между положением фазы тактового сигнала станции и положением фазы, по крайней мере одного такта линии, задает область регулирования частоты, середина которой лежит ниже частоты холостого хода

тактового генератора станции, а при отрицательной разности между положение.м фазы сигнала такта станции и средним значением положения фаз сигналов такта лиНИИ, в частности при уменьшении ниже заданного граничного значения отрицательной разности между положением фазы сигнала такта станции и положением фазы, по крайней мере однЪго та.кта линии, задает область регулирования частоты, середина которой лежит вьипе частоты холостого хода тактового генератора.

2.Способ пЬ п. 1, отличающийся тем, что производят дополнительно независимое от образований опорной фазы деление тактовых частот линии, измеряют абсолютную разность фаз между отдельными сигналами такта линии, полученными в процессе деления, и сигналами такта станции, из измеренных абсолютных разностей фаз образуют суммарное, в частности, среднее значение, соответственно формируют дополни.тельный сигнал, задающий диапазон регулирования частоты.

3.Способ riori. 2, отличающийся тем, что дополнительный сигнал является бинарным сигналом.

4.Способ по п. 2, отличающийся тем, что образуют дополнительный сигнал, пропорциональный разности фаз между тактовыми сигналами станции и линий.

5.Способ по п. 3 или п. 4, отличающийся тем, что сигнал регулирования частоты

накладывают на дополнительный сигнал, задающий диапазон регулирования частоты.

6.Способ по пп. 3 и 5, отличающийся тем, что суммарное или среднее значение,

сравнивают с заданным номинальным значением и при превыщении номинального значения образуют дополнительный сигнал, задающий нижний диапазон регулирования частоты и при уменьшении ниже номинального значения образуют дополнительный сигнал, задающий верхний диапазон регулирования частоты.

7.Способ по одному из пп. 3-6, отличающийся тем, что производят изменение дополнительного сигнала только совместно с образованием опорной фазы.

8.Способ по одному из пп. 1-7, отличающийся тем, что образование разности фаз вызывают извне.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе.

1. Патент США № 3597552, кл. 179- 15B.S, 03.08.71..