Способ взаимной синхронизации тактовых частот

 

1. СПОСОБ ВЗАИМНОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ ТАКТОВЫХ .ЧАСТОТ,в сети пространственно-распределенных гене- piaTOpoB , заключающийся в сравнений фаз сигналов тактовых частот, соответствующих линейным тактовым частотам следования принимаемых информационных сигналов с сигналом местной тактовой частоты, усреднении сигналов, пропорциональных разности фаз сигнгшов тактовой частоты, соответствующих линейным тактовым частотам принимаемых информационных сигналов, с сигналом местной тактовой частоты, и коррекции усредненным сигналом местной тактовой частоты, отличающий с я тем, что, с целью уменьшения времени установления единой тактовой частоты при вхождении в синхронизм, перед усреднением сигналов, пропорциональных разности фаз сигналов линейной тактовой частоты и местной тактовой частоты, изменяют фазу каящого из сигналов местной тактовой частоты по отношению к фазе .соответствующего сигнала линейной тактовой частоты, полученный сигнал фазового рассогласования сравнивают с нулевым порогом и при совпадении сигнйла фазЪвого рас согласования с нулевым порогом запо- sg минают соответствукнцую фазу сигнала (Л местной тактовой частоты, затем усредняют полученный сигнал фазового рассогласования с другими сигналами фазового рассогласования, соответствующими нулевому порогу.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

g(59H 04 J 3 06

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABTOPCKOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3240667/18-09 (22) 15.01 ° 81 (46) 23.03.83. Бюл. Р 11 (72) В.П. Корнеев (53) 621.394.662(088 8) (56) 1. Патент США Р 3050586, кл 173-15, 1960.

2 ° Патент ФРГ 9 2425604, кл.. Н 04 g 11/04, 1974 (прототип). а (54).(57) 1, CHOCOH BBAHNHOA СИНХРОНИЗАЦИИ ТАКТОВЫХ ЧАСТОТ.в сети про= странственно-распределенных гене- . раторов, заключающийся в сравнении фаз сигналов тактовых частот, соответствующихлинейным тактовымчастотам следования принимаемых информационных сигналов,с сигналом местной тактовой частоты, усреднении сигналов, пропорциональных разности фаз сигналов тактовой частоты, соответствующих линейным тактовым частотам принимаемых информационных сигналов, с сигналом,.SUÄÄ1007209 А местной тактовой частоты, и коррекции усредненным сигналом местной тактовой частоты, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения времени установления единой тактовой частоты при вхождении в синхронизм, перед усреднением сигналов, пропорциональных разности фаз сигналов линейной тактовой частоты и местной -тактовой частоты, изменяют фалу каждого из сигналов местной тактовой частоты по отношению к фазе .соответствующего сигнала линейной тактовой частоты, полученный сигнал фазового рассогласования сравнивают с нулевым порогом и при совпадении сигнала фазового рас согласования с нулевым порогом запо- у

Ф минают соответствующую- фазу сигнала местной тактовой частоты, затем усредняют полученный сигнал фазового рассогласования с другими сигналами фазового рассогласования, соответствующими нулевому порогу.

Ъ

М® 4

1007209

2. Способ по п,1, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью исключения скачков фазы сигналов ли-. нейной тактовой частоты на единую тактовую частоту при превышении любым из сигналов фазового рассогласования заданных граничных значений фазы, запоминают усредненный сигнал, сформированный из сигналов фазового расаогласования, соответствующих нуИзобретение относится к связи и может быть использовано для синхронизации тактовых частот входящих и исходящих последовательностей инфор мационных символов на коммутационных 5 узлах в многоканальной системе связи с временным делением, образованной проводными и радиолиниями связи. B спутниковых линиях связи необходимо дополнительно корректировать допле ровские искажения.

Известен способ взаимной синхронизации, по которому сигналы с выходов индивидуальных блоков сравнения фаэ усредняют по ансамблю в сост- 5 ветствии с числом сигналов приходящих тактовых частот, и усредненный сигнал подается на управление частотой местного управляемого генератора $1) .

Недостатком данного способа явля- 2О ется, в частности, влияние нестабиль-, ностей линий связи на единую тактовую частоту в системе связи.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ взаимной синхронизации тактовых частот в сети(пространственнораспределенных генераторов, заклю. чающийся в сравнении фаз сигналов тактовых частот, соответствующих 30 линейным тактовым частотам следования принимаемых информационных сигналов, с сигналом местной тактовой .частоты, усреднении сигналов, пропорциональных разности фаз сигна- 35 лов тактовой частоты, соответствую-. щих линейным тактовым частотам принимаемых информационных сигналов с сигналом местной тактовой частоты и коррекции усредненным сигналом местной тактовой частоты (2) ..

Недостатками известного способа является большое время установления единой тактовой частоты при вхождении в синхронизм и скачки фа- 45 зы сигналов линейной частоты на единую тактовую частоту при превышении любым из сигналов фазового левому порогу, изменяют фазы сигналов местной тактовой частоты по отношению к фазам соответствующих сигналов линейной тактовой частоты, усредняют полученные сигналы фазового рассогласования и сравнивают с запомненным усредненным сигналом и при их равенстве запоминают соответствующие значения фаз сигналов местной тактовой частоты. рассогласования заданных граничных значений фазы.

Цель изобретения — уменьшение времени установления единой тактовой частоты при вхождении в синхронизм и исключение скачков фазы сигналов линейной тактовой частоты на единую частоту при превышении Любым из сигналов фазового рассогласования заданных граничных значений фазы.

Для этого согласно способу взаимной синхронизации тактовых частот . в сети пространственно-распределительных генераторов, заключающемуся в сравнении фаз сигналов тактовых частот, соответствующих линейным тактовым частотам следования принимаемых информационных сигналов, с сигналом местной тактовой частоты,усреднении сигналов, пропорциональных разности фаз сигналов тактовой частоты, соответствующих линейным тактовым частотам принимаемых информационных сигналов, с сигналом местной тактовой частоты, и коррекции усредненным .сигналом местной тактовой частоты, перед усреднением сигналов, пропорциональных разности фаз сигналов линейной тактовой частоты и местной тактовой частоты, изменяют фазу каждого..иэ сигналов местной тактовой частоты по отношению к фазе соответствующего сигнала линейной тактовой частоты, полученный сигнал фазового рассогласования сравнивают с нулевым порогом и при совпадении сигнала фазового рассогласования с нулевым порогом запоминают соответствующую фазу сигнала местной тактовой частоты, затем усредняют полученный сигнал фазового рассогласования с другими сигналами фазового рассогласования, соответствующими нулевому порогу.

Причем запоминают усредненный сигнал, сформированный иэ сигналов фазового рассогласования, соответст,вующих нулевому порогу, изменяют фазы сигналов местной тактовой час1007209 тоты по омюшению к фазам соответствующих сигналов линейной тактовой частоты, усредняют полученные сигна- . лы фазового рассогласования и сравнивают с запомненным усредненным сигналом и при их равенстве запоминают соответствующие значения фаз сигналов местной тактовой частоты.

На чертеже представлена структурно-электрическая схема устройства, реализующего предложенный способ. 10

Устройство содержит блоки 11-1> сравнения, задающий генератор 2 так.товой частоты, блок 3 усреднения, блоки 4,-4 . подключения, пороговые блоки 51-5, блок 6 управления, бло- 15 ки 71 -7д установки фазы тактовой частоты, блок 8 памяти и блок-.9 сравнения амплитуд.

Способ осуществляется следующим образом. 20

Сигналы линейных тактовых частот

V(Чп сравнивают в соответствующих блоках 1 -1 „ сравнения фаз с фазой сигнала тактовой частоты задаю-. щего генератора 2 тактовой частоты.

Сигналы с выходов блоков 11-1 сравнения фаз усредняют в блоке 3. усреднения, причем при первоначальном вхождении в синхрониэм эти сигналы подают на блок 3 усреднения в момент равенства нулю указанных сигналов.

Для этого включают блоки 4 -4п подключения сигналов с выходов блоков сравнения фаз по командам соответствующих пороговых блоков 51-5П через блок 6 управления в указанный момент.35

Может оказаться, что сравниваемые в блоках 1 -1п сравнения фаз частоты почти равные и равенство нулю указанных сигналов происходит очень редко.

Для ускорения вхождения в синхро- 40 низм сигналов тактовой частоты от за-.; дающего генератора 2 тактовой частоты подают на блоки 1 -1п сравнения фаэ через соответствующие блоки 7 -7 установки фазы тактовой частоты управ45 ляемые от блока 6 управления. Изменение фазы тактовой частоты в одном из блоков установки фазы 7к прекращается, как только сигнал с выхода блока 1 сравнения фаз становится равным нулю, что вызывает срабатывание порогового блока 5 и он через блок 6 управления прекращает изменение фазы тактовой частоты и включает блок 4 подключения. С этого момента тактовая частота К-го на- 55 правления связи участвует в создании единой тактовой частоты. Подобные операции производят по всем направлениям связи.

В дальнейшем может быть превы- 60 шено максимально допустимое предварительно установленное значение сигнала с выхода блока 1 сравне-. ния фаз.. В этом случае запоминают последнее значение сигнала управле. ния на входе задающего генератора

2 тактовой частоты и производят выравнивание всех сигналов блоков

1 -1 сравнения фаз, таким образом, чтобы сигнал на входе задающего генератора 2 тактовой частоты не изменился. При превышении указанного максимально. допустимого сигнала с выхода блока 1 сравнения фаз срабатывает пороговый блок 5у, в блоке 6 управления вырабатывается команда запомнить в блоке 8 памяти последнее значение сигнала управления. на входе задающего генератора 2 тактовой частоты. Блоки 7 -7 установки фазы тактовой частоты йо команде блока 6 управления устанавливаются в исходное состояние, соответствующее сигналу на выходе блока 1 сравнения фаз равному нулю. По команде блока 6 управления:одновременно изменяют фазу сигналов на выходах блоков 7 -7 в установки фазы тактовой частоты до тех пор, пока сигнал на выходе блока 3 усреднения не станет равным сигналу управ ления навыходе блока 8 памяти, Равенство сигналов фиксирует блок 9 сравнения амплитуд и выдает соответ- . ,ствующую команду на блок 6 управле:ния, который, в свою очередь, запрещает изменение фаз сигналов на выходах блоков 71-7 установки фазы тактовой частоты и разрешает непо:средственную передачу усредненного сигнала с выхода блока 3 усреднения на управляющий вход задающего генератора 2 тактовой частотй без

Запоминания в блоке 8 памяти.

Например, на узел коммутации::приходят пять направлений связи. В какой-то момент сигналы на выходах блоков 1 -1> сравнения фаз, соответствуют разности фаз тактовых час-. тот — линейной и местной на входах блоков 1 сравнения фаз: -10, +30 о о

+20 -10 +70, причем +70 является максимальной предельно допустимой разностью фаз. После выравнивания разность фаз сигналов на входах блоков 1,-1 сравнения фаз везде одинакова (равны также сигналы на выходах блоков 1 сравнения фаэ) и равна:

-jpî 50о+20о .цо Zp qgpо.

1 2 з 4 Б 5 где а — разность фаз на входе блоК ка 1ц .сравнения фаз.

Единая тактовая частота не изменится, так как сигнал управления, поступающий на вход задающего генератора 2 тактовой частоты не изменится.

Если максимально допуотимое предварительное установленное значение сигналов на выходах блоков 11-1> сравнения фаэ превышено по всем

1007209

2 -3 — 0 06 с.

100

2m с

fà r t„. 2"

Составитель В. Евдокимова

Техред Т.Маточка Корректор A. Дэятко

Редактор A.Êoçoðèç

Эакаэ 2155/77 Тираж 675 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35„ Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 направлениям связи, то это значит т что отклонение единой тактовой частоты от номинальной на узле коммутации достигает заранее установленного "значения. В этом случае временно отключают сигнал уйравления со 5 входа задающего генератора 2 тактовой частоты так, что данный узел коммутации становится выделенным в системе связи и воздействует сигналом свободной частоты" на другие 10 углы коммутации, после чего сигналы с выходов блоков 1 -1 сравнения фаэ перед усреднением в блоке 3 усреднения, включают через блоки 4 -4 подключения, начиная с момента ког- 15 да каждый из этих сигналов первый ° раз становится равным нулю. Сигналом указанного превышения является срабатывание пороговых блоков 5 -5, и блок 6 управления отключает блок 8 памяти от входа управления задающего генератора 2 тактовой частоты, бла. годаря чему отключается сигнал управления и данный узел коммутации становится выделенным в системе связи.

Время, на которое данный узел коммутации становится выделенным, определяется конфигурацией системы связи и полосами синхронизма узлов коммутации. Время достижения значения частоты, отличающееся на 0,02 от "свободного" значения, оценивается формулой:

2m

t (1), Я.с 35 где m:q+1 (q — число промежуточных узлов коммутации между ведущим узлом и наиболее удаленным от него узлом коммутации); Я вЂ” полоса синхронизма петли ФАПЧ узла коммутации. 40

Например, скорость передачи инфор мации в системе связи равна 2,0,48 х х 10 бит/с. Полоса синхронизма пеб тель ФАПЧ на всех узлах коммутации одинакова и равна 100 рад/с. Параметр m в системе связи равен 3. Время, на которое данный узел коммутации становится выделенным, рассчитанное по формуле (1), равно:

Разность фаз, на которую разойдутся два генератора, расстроенные на о друг относительно друга за время можно оценить пО формуле: где ЬФ вЂ” разность фаз; — расстройка; номинальная тактовая частота генераторов.

Ь 10б; Е.= 2,048 10 Гц;

t„= 0,06 с. сР, рассчитанное по формуле (2), равно 0,123 рад или 70, т.е. сдвиг фаз не превышает одного бита.

Применение предлагаемого способа позволяет создать синхронную коммутируемую многоканальную снстему связи с временным делением на значительной территории с высокой надежйостью со всеми преимуществами синхронной системы связи. Даже выход иэ строя части такой системы не нарушит синхронизации в оставшейся. Применение предлагаемого способа не накладывает никаких ограничений на конфигурацию системы связи и территорию,на которой она размещена. Не требуется применения буферных запоми-. нающих устройств на входе каждой линии связи, так как разность фаз между сигналом тактовой частоты с других узлов коммутации никогда не выйдет эа предварительно установленные пределы, причем единая тактовая частота не изменяется.

Применение предлагаемого способа в сочетании с коррекцией доплеровских искажений дает воэможность равноправно включать спутниковые линии связи в наземную коммутирующую систему связи.