Устройство для автоматической привязкишКАл ВРЕМЕНи пО РАдиОСигНАлАМ Советский патент 1981 года по МПК G04C11/02 

Изобретение относится к синхронизации шкал времени по эталонным импульсным сигналам точного времени с известной фазой несущей частоты. rto основному авт.св. № 532077. известно устройство, содержащее опорный генератор, подключенный через хра нитель времени к блоку первичной обработки сигнала, другой вход которого соединен с выходом радиоприемника коммутатор сигналов, каждый выход которого снабжен инвертором и двумя схе мами объединения единиц кода, счетчики-накопители, подключенные через логическую схему к командному блоку, управляемый делитель частоты, подключенный к хранителю времени, к коммутатору каналов и к соединенным последовательно счетчикам времени и опроса, отсчетный блок, подключенный к управляемому делителю и хранителю времени, причем выход командного бло ка соединен с управляемым делителем частоты, с счетчиками времени и опро са, выход последнего соединен с коммутатором каналов, выходы коммутатора, каналов подключены через первые схемы объединения единиц кода к сум мирующим входам соответствующих счетчиков-накопителей, а через включенные последовательно инвертора и вторые схемы объединения единиц кода к вычитающим входам счетчиков-накопи,телей, кроме того, каждая схема объет динения единиц кода выполнена в виде последовательно соединенных сумматоров каналов, узлов задержки и схемы ИЛИ, а к входу последней подключена схема совпаденияННедостатком этого устройства является ограниченная точность привязки. Так как точность привязки пропорциональна количеству используемых каналов накопления, то максимальная ошибка привязки равна временному сдвигу f между соседними каналами. Ограничение в точности обусловлено тем,что при увеличении числа каналов накопления величина t уменьшается и следовательно умейьшается разница между единицами кода, поступающими в два соседних канала, что приводит к уменьшению величины вероятности правильного обнаружения. Цель изобретения - повышение точности привязки. Указанная цель достигается тем, что устройство снабжено схемой сравнения номеров каналов и формироват(алем корректирующего импульса, причем

первый вход схемы сравнения номеров каналов подключен к первому выходу логической схемы, второй вход - ко второму выходу логической схемы, а выход схемы сравнения номеров каналов - ко входу формирователя корректирующего импульса, выход которого соединен с третьим входом управляемого делителя частоты.

На фиг.1 приведена структурная схема устройства, имеющего четыре канала накопления, на фиг.2 - временные диаграммы сигналов в некоторых точках устройства.

Устройство для автоматической привязки шкал времени по радиосигналам содержит опорный генератор 1, хранитель 2 времени, устройство 3 первичной обработки сигналов, радиоприемник 4, управляемый делитель 5 частоты, счетчик 6 времени, счетчик 7 опроса, коммутатор 8 каналов с выходами 9, интерторы 10, первое устройство 11 объединенных единиц кода, второе устройство 12 объединения единиц кода, реверсивные счетчики-накопители 13, логическую схему 14, схему 15 сравнения номеров каналов, командный блок 16, формирователь 17 корректирующего импульсы и отсчетный блок 18.

Выход опорного генератора 1 подключен ко входу хранителя 2 времени, первый выход которого, соединен с первым входом блока 3 первичной обработки информации, .второй - с первым входом управляемого делителя .частоты, а третий - с первым входом устройства 18 отсчета, второй вход блока 3 первичной обработки сигнала подключен к выходу радиоприемника 4, а выход - к сигналным входам первых 11 и вторых 12 устройств объединения единиц кода соответственно выходы 9 коммутатора 8 каналов соединены с управляющими входами первых устройств 11 объединения единиц кодов, непосредственно, а с управляющими входами вторых устройств 12 объединения единиц кода через интерторы 10, выходы первых устройств 11 объединения единиц кода подключены к суммирующим входам реверсивных счетчиков 13, а выходы вторых устройств объединения единиц кода - к вычитаквдим входам, выходы реверсивных счетчиков 13 соединены со входами логической схемы 14, основной выход которой соединен со входом командного блока 16 и к первому входу схемы 15 сравнения номеров каналов, второй вход которого подключен к дополнительному выходу логической схемы.14, а выход - ко входу формиро вателя 17 корректирукнцего импульса выход командного блока подсоедияея ко вторым входам управляемого делите - .1я 5 частоты, счетчика б времени и счетчика 7 опроса дополнительный

вход управляемого делителя 5 частоты подключен к выходу формирователя дополнительного импульса, первый выход - к первому входу колмутатора 8 и второму входу устройства 18 отсчета, а второй выход - ко второму входу счетчика б времени, выход которого соединен со вторым входом счетчика 7 опроса, выход счетчика опроса подключен ко второму входу коммутатора 8 кангшов и через него к счетчикам-накопителям 13,

Устройство работает следукяцим образом.

На устройство 3 первичной обработки сигнала поступает напряжение смеси сигнсша времени с шумом (фиг.2а вьщеленное с помощью радиоприемника

4и опорные стробы от хранителя 2 времени, совмещенные по фазе с высокочастотным заполнением сигнала, например, с моментом перехода чер§.э нуль сигнала.

При отсутствии сигнала от всгздей.ствия шума также формируются единицы сигнала, которые (считаются : ложными. Их среднее количество, взятое за определенный единичный промежуток времени например период повторения радиоимпульсов, меньше среднего количества единиц кода, несущих полезную информацию, за такой же промежуток времени. Это обусловлено тем, что фаза шума случайна, а фаза смеси сигнала и шума носит регулярный характер. Однако эта разница при малом соотношении скгнал-шум невелика. Единицы кода, несущие как полезную, так и ложную информацию, поступают на устройства 11 и 12 объединения единиц кода. С по1иощью управляемого делителя

5частоты формируется опорная временная щкала, подлежащая привязке к радисигналам точного времени. Импульсы управляемого делителя 5 поступают в коммутатор 8 каналов, с помощью которого на выходах 9-1 - 9-4 коммутатора формируются импульсы (фиг.2в,г,д и е) равные длительности радиоимпульсов времени. Временное положение этих импульсов соответствует каналам накопления, в одном из которых находится искомый сигнал {фиг.2в), в другом только шум (фиг.2д), остальные совпадают с сигналом и с шумом. С помощью первых устройств 11 объединения единиц кода по каждому из 9-1 - 9-4 выходов коммутатора каналов формируются единицы кода, совпадакяцие с импулсов данного канала и попадающие во временные интервалы, которые соответствуют совпадению импульсов данного канала с импульсами других каналов . .

Для первого выхода 9-1 коммутатора эта совокупность единиц кода (фиг.2ж,

,д,й,к),.для третьего выхода 9-1 совокупность единиц кода (фиг.2л,м,н,

о). Эта совокупность единиц кода, непосредственно присутствующих во вре мя действия импульса данного канала в других каналах, поступает на сумми рующий вход соответствующего счетчик накопителя. С помощью инверторов LQ вторых устройств 12 объединения един кода по каждому выходу коммутатора формируется совокупность единиц кода совпадающих с инвертированным импуль сом данного канала, и единиц кода, попадающих во временные интервалы совпадения инвертированных импульсо других каналов с инвертированным им пульсом данного .выхода. Для выхода 9-1 колотутатора это совокупность :единиц кода (фиг.2л,м,н,о) для вы хода 9-3 - совокупность (фиг.2к,з,и Эти импульсы поступают на вычитающи вход соответствующего счетчика нако пителя. При этом в канале накопления 9-1, соответствующем радиосигна лу времени, на суммирующий вход счетчика-накопителя поступают единицы кода, несущие полезную информацию о сигнале, содержащемся во всех каналах накопления, а на вычитающий вход - единицы кода образованные воздействием шума, тем самым количество информации в канале увеличивается за счет использования единиц кода, несущих полезную информацию в других каналах В канале накопления, на соответствующем сигналу, например, 9-2, на суммирунмдий вход 9-2 счетчика-накопи теля поступают единицы кода,соответ ствующие части сигнала и шУма, содержащиеся во всех каналах во время действия импульса (фиг.2г) данного кана.ла, на вычитающий вход единицы кода от совпадения оставшейс части сигнала и шума, так. как инвертированный импульс канала перекрывает часть сигнала, которую перекрывает импульс (фиг.2г) канала.9-2. При этом часть единиц кода, несущих полезную информацию, но являющихся ложными для канала и записанных по , суммирующему входу счетчика, компенсируется единицами кода, несущими полезную информацию и записанными по вычитающему входу счетчиканакопителя.. В канале 9-3, соответствующем чис тому шуму, на суммирующий вход счетчика-накопителя поступают единицы кода, образованные воздействием шума и содержащиеся во всех каналах накопления, а на вычитающий вход единищл кода, несущие полезную инфор мацию о сигнале. Таким образом, единицы кода, несущие полезную информацию о сигнале, в канале накопления, соответствующем сигналу, поступают на суммирующий вход 13-1 счетчиканакопителя, а в канале накопления, соответствующем чистому шуму - на вычитающий вход 13-3 счетчика-накопителя, За время, определяемое счетчиком 6 времени, в- счетчике-накопителе, соответствующем каналу сигнала, по суммирующему входу, а в счетчикенакопителе., соответствующем каналу чистого шума, по вычитающему входу, накопится: существенно большее количество единиц .кода, чем в других сче тчиках-накопителях. Счетчик 7 .OJPpca, через коммутатор 8 дозапол-j нябт счетчик-накопитель 13 по суммирующим входам, а затем дозаполняет их по вычитающим входам. Логическая схема 14 сначала определяет номер канала с заполненным по суммирующему входу ранее других счетчиком-накопителем, схема 15 сравнения номеров каналов по сигналу с основного выхода логической схема 14 фиксирует номер этого канала с сигналом, а. командный блок 16 устанавливает шкалу управляемого делителя 5 частоты под канал сигнала. Затем логическая схема 14 определяет номер канала с заполненным по вычитакхцему входу ранее других счерчиком-накопителем, схема 15 сравнения номеров каналов по сигналу с дополнительного выхода логической схемы 14 фиксирует номер этого канала чистого шума. Если результаты накопления правильны (величина вероятности правильного обнаружения больше или равна допустимой), то разность номеров каналов составляет -U , где л количество каналов накопления. При этом дополнительной коррекции шкалы управляемого делителя 5 не требуется, а ошибка привязки равна Cr/VJ 0,74Т , х временной сдвиг между соседними каналами) так как имеются 2 независимых измерения по каналу сигнала и каналу чистого шума Если величина Т меньше предельной, то кроме вышеописанной ситуации вследствие .снижения величины вероятности правильного обнаружения по cs имиpyющeмy входу может заполниться канал, следующий за каналом сигнала (фиг.2п), при этом разность номеров каналов будет больше )i|l. На выходе схемы 15 сравнения номеров каналов формируется сигнал, по которому формирователь корректирующего импульса вырабатывает импульс, который производит дополнительную установку шкалы управляемого делителя 5 с упреждением на /2 (фиг.2р). .В результате ошибка привязки равна величине Т/2, а не Т. Если же по суммирующему входу раньше заполнится канал, .предшествующий каналу сигнала (фиг.2с), то разность номеров каналов будет меньше У1/2. В этом случае с помощью схемы 15 сравнения номеров каналов форируется сигнал, по которому формирователь 17 корректирующего импульса, вырабатывает Импульс, дополнительно

устанавливающий.шкалу управляемого делителя 5 с задержкой на , при этом ошибка привязки равна t/2. Таким образом, введение схемы сравнения номеров каналов и формирователя корректирующего импульса позволит повысить точность привязки шкалы времени.

Формула изобретения

Устройство для автоматической привязки шкал времени по радиосигналам до авт.св. 532077, отличающееся тем, что, с целью повышени точности привязки, оно снабжено схемой сравнения номеров каналов и формрователем корректирующего импульса, причем первый вход схемы сравнения номеров каналов подключен к первому выходу логической схемы, второй вход ко, второму выходу логической схемы, а выход схемы сравнения номеров каналов - ко входу формирователя корректирующего импульса, выход которого соединен с третьим входом управляемого делителя частоты.

Источники информации, принятые во внимание при эксперти 1. Авторское свидетельство СССР № 532077, кл. G 04 С 11/02, 20.06.75 (прототип).

к

wW Л/ /1/1 n /iWWVlA Д/

If

t I I t t r t I It n I t t I I I Г I I

t I I t Ji I 1

MM

II nil nil II nil

-t

-L

.1

I I It I I I I ,

i M I

II Illl till II