Устройство для радиопередачи команд

 

аю св

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

И Л

РЕСПУБЛИК

9(Д) Н 04 В 7 00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И <и НРЪПИй

Н ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3279740/18-09 (22) . 20. 04.81 (46) 23"..07. 83. Бюл. У 27 (72) В.И. Кауфман (53) 621.394.441(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР .Р,750410, кл. G 01 R 1/26, 1978.

2. Система синхронизации возбуждения ССВ-1. Техническое описание яд2.556.001. 01 То. Саратов, 1980 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РАДИОПЕРКДАЧИ КОМАНД, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные генератор стабильной частоты, . делитель частоты и счетнЫй регистр,, соединенный с выходом блока запуска, два элемента совпадения, первые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя частоты, а выходы — подключены к входам передатчика, и блок сброса, выход которого соединен со счетным регистром, а на приемной стороне последовательно соединенные приемник, фильтр, детектор и Формирователь демодулированного сигнала, а также формирователь выходного сигнала и блок сброса, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышения точности передачи команд и импульсов синхронизации, на передающей стороне введены дешифратор, три элемента ИЛИ, третий элемент совпадения и установочный триггер, при этом входы дещифратора соединены с информационными. выходами счетного регистра, а выходы - с входами двух элементов

ИЛИ, выходы которых соединены с первым и вторым входами установочного триггера, каждый из выходов которого соединен с вторым входом одного из элементов совпадения, третий элемент ИЛИ включен между управляющим выходом счетного регистра и управляю-, щим входом блока запуска, третий вход установочного триггера соединен!

l с другим выходом блока сброса, входы третьего элемента совпадения соединены с соответствукицими информационными выходами счетного регистра, а выход подключен к другому. входу третьего элемента ИЛИ, а на приемной стороне введены счетный триггер, генератор стабильной частоты, делитель частоты, два ключа, реверсивный счетчик, два установочных триггера и элемент стабильной задержки, при этом первый вход счетного триггера и один нз входов первого установочного триггера соединены с выходом формирователя демодулированного сиг- @ нала, выход счетного триггера соединен с управляющим входом первого ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом делителя частоты, соединенного своим входом с генера.тором стабильной частоты, выход пер- Я вого ключа соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход первого установочного триггера соединен с входом элемента стабиль ной задержки, выход которого соединен с вторым входом первого устано вочного триггера и первым входом второго установочного триггера, выход которого соединен с управляю щим входом второго ключа, сигнальный вход которого соединен с генератором стабильной частоты, выход второго ключа соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом втор го установочного триггера и входом формирователя выходного сигнала, третьи входы первого и второго установочных триггеров и реверсивного счетчика, а-также второй вход счетного триггера соединены с выходом блока сброса.

1030977

Изобретение относится к технике радиопередачи команд и может использоваться для радиопередачи ко-; манд на возбуждение сейсмических колебаний, а также там, где необходимо с высокой точностью передавать по радиоканалу моменты времени, когда допускается фиксированный сдвиг между передаваемым и принимаемым радиосигналами.

Известно устройство управления взрывом по радио, содержащее в предыдущем канале формирователь командного либо измерительного сигнала, генератор поднесущей частоты, ключевую схему, передатчик, а в прием- 15 ном канале - приемник, фильтр, детектор, схему защиты от помех, формирователь выходного сигнала Ц .

Недостатком данного устройства является невысокая точность передачи 70 радиокоманд.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устройство для радиопередачи команд, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные генератор стабильной частоты, делитель частоты и счетный регистр, соединенный с выходом блока запуска, два элемента совпадения, первые входы которых соединены с соответствующими выходами делителя частоты, а выходы подключены к входам передатчика, и блок сброса, выход которого соеди.нен со счетным регистром, а на приемной стороне — последовательно соединенные приемник, фильтр, детектор и формирователь демодулированного сигнала, а также формирователь выходного сигнала и блок сброса р 2).

Однако в известном устройстве пог-40 решность в точности радиопередачи команд достаточно большая.

Целью изобретения является повышение точности передачи команд и импульсов синхронизации. 45

Для достижения поставленной цели

"s устройство для радиопередач команд, содержащее на передающей стороне последовательно соединенные генератор стабильной частоты, дели-,,@ тель частоты и счетный регистр, соединенный с выходом блока запуска, два элемента совпадения, первые âõîды которых соединены с соответствующими выходами делителя частоты, а выходы подключены к входам передатчика, и блок сброса, выход которого соединен со счетным регистром, а на приемной стороне - последовательно соединенные приемник, Фильтр, детектор и Формирователь демодулированно- 60 го сигнала, а .также Формирователь выходного сигнала и блок сброса, на пере@аЮщей стороне введены дешифратор, три элемента ИЛИ, третий элемент созаадения и установочный триггер, 65

rrjm этом входы дешифратора соединены с информационными выходами счетного регистра, а выходы - c входами двух элементов ИЛИ, выходы которых соединены с первым и вторым входами установочного триггера, каждый из выхо дов которого соединен с вторым входом одного из элементов совпадения, третий элемент ИЛИ включен между управляющим выходом счетного регистра и управляющим входом блока" запуска, третий вход установочного триггера соединен с другим выходом блока сброса, входы третьего элемента соединены с соответствующими информационными выходами-счетного регистра, а выход подключен к другому входу третьего элемента ИЛИ, а на приемной стороне введены счетный триггер, генератор стабильной частоты, делитель частоты, два ключа, реверсивный счетчик, два установочных триггера и элемент стабильной задержки, при этом первый вход счетного триггера и один из входов первого установочного триггера соединены с выходом формирователя демодулированного сигнала, выход счетного триггера соединен с управляющим входом первого ключа, сигнальный вход которого соединен с выходом делителя частоты, соединенного своим входом с генератором стабильной частоты, выход первого ключа соединен с суммирующим входом реверсивного счетчика, выход первого установочного триггера соединен с входом элемента стабильной задержки, выход которого соединен с вторым входом первого установочного триггера и первым входом второго. Установочного триггера, выход которого соединен с управляющим входом второго ключа, сигнальный вход которого соединен с генератором стабильной частоты, выход второго ключа соединен с вычитающим входом реверсивного счетчика, выход которого соединен с вторым входом установочного триггера и входом

Формирователя выходного сигнала, . третьи входы первого и второго установочных триггеров и реверсивного счетчика, а также второй вход счетного триггера соединены с выходом блока сброса.

1, На фиг. 1 приведена структурная электрическая схема устройства для радиопередачи команд на передающей сторонеу на Фиг. 2 - то же, на приемной стороне.

Устройство для радиопередачи команд содержит на передающей стороне генератор 1 стабильной частоты, делитель 2 частоты, блок 3 запуска, счетный регистр 4, элементы 5 и б совпадения, передатчик 7, блок 8 сброса, дешифратор 9, элементы, 1030977

12) ИЛИ 10- «2

1, элемент 13 совпадения, ванном ю является величиной постояв ч установочный триггер 14. ной и представляет собой фиксирован

УСтрсйотВО дЛя радИОПЕРЕдаЧИ Кот НЫй аЛГОРИтМИЧЕСКИй СДВИГ МЕжду ВЫманд содержит на приемной стороне деленным и истинниа информационными приемник 15, фильтр.16, детектор 17, сигналами. формирователь 18 демодулированного

И сигнала, счетный триггер 19, генера- Величина Z. ь1 }/ll ЯвлЯетсЯ пог-

21 част т тор 20 стабильной частоты, делитель решностью радиопередачи информационастоты, ключи 22 и 23, ревер- ного сигнала и представляет собой сивный счетчик 24, установочные усредненное значение величины погтриггеры 25 и 26, элемент 27 стабиль- 1О решностей радиопередачи scez я(пуль . ной.задержки, блок сброса 28, форми- сов, составляющих кодовую посылку.. рователь 29 выходного сигнала °

Пусть погрешность радиопередачи Очевидно, что погрешность.g. At /И момента времени одним импульсом во всех слУчаЯх меньше максимальной

1 4 1 составляет At. OpraHH3yeM передачу 15 пОгрешнОСТИ At(Hn Радиопередачи интой или иной информации в виде кодо- формационного сигнала одним импУльвой посылки таким образом, что каж- сом> эа исключением маловероЯтного

ДЫй Иифопмационный сигнал пеРЕдается случая, когда все Pt 3 = МHn1llH оЛинапоследовател,ностьв и равноудаленных; ковы . по знакУ.. ОчевиДно также, чтО . импульсов (Т = сопэ ), начало кото- 2О величина погрешности.Z at ° /p Умень3

РОй сОбственнО .инфор- шается с Увеличением . Необходимое мационным сигналом. Пусть погреш- . РеальнОЕ. чисЛО g ВМпуЛьСОВ H 1(ОДОность радиопередачи каждого нз 11 . ВОй ПОСЫЛКЕ ОПРЕДЕЛЯЕТСЯ, ИСХОДЯ ИЭ импульсов посылки At . Тогда на при- тРебований, предъявляемых к точносЪ м емной стоРоне первый импульс пось11- g5 ти и достовеРности пеРедачи ииформаки принимается с погрешностью дй„. пии и вероятностных законов распреОчевидно, что второй принятый импульс деления погрешности. сдвигается во времени относительно РаССМОТ РНМ ПОДРО6 НЕЕ Ыраж ИИЕ первого на время T + At -At тре4 ° н тий — на время 2Т +,й - дВ, и-ый

4Ь bt1 (4) на время (n — 1) Т +At - Ь14. Составим сумму времени пр ема второго 3на и последних импульсов посылки отноначения Ь 1 вхо сительно первого импульса ляются независимыми им ми р "-ализациями непрерывной случайной - величины . %

Если закон распределения случайной ь -, „ + - . - величины д1 не изменяется от реали(1)

Ъ(и-() зацепи к реализации и эта величина имеет математическое свидание тд, и 1 -, - 1 дисперсию DAq и среднее квадратичное

1 и с.46 отклонение ба то числовые характеу редним ее по ь, получив при этом Ристики случайной величини (будут величину т н-, аь; и-

ФЧ = 1 в д+ (5 ) - --ъ — ь зч.оьь(н, ьу .

Усл овимся,что выходной сигнал

О пД выдается приемной аппаратурой на ч ЫЮ (7)

Р истриру щее или, полните НОе . Поско У величина Y ПР Дстав . Устройство через времЫ, которое on ет собой погрешность передачик есределяется как сумма некоторой фик- тественно пРедположить ч 9 ее а еснрованной задержки,, отсчитывае- МатИЧЕСКОЕ ОжИДаНИЕ, ПРИ УСЛОВИИ Отмой QT момента прихода первого H!4 сУтствиЯ сиетематическОЙ сОставлию пульса посылки, и вел (чюдны, опреде- Щей, Равно нУлю. ТогДа можно сказать, ляемой выражением (2) на величину что пРИ достаточно большом числе и задержки накладывается условие: . . величина Ч приближается к нулю. Од- . она должна прев1, шать время, необ-, нано на пРактике число и огРанжен

55 ходиь ое для проведения операций сог- ЦЕЛЫМ РЯДОМ фаитОРОВ И ПОЭТОМУ МЫ ласно выражению (2). Т.е. истинный можем. говоРить лишь об Ум зньшении информационный сигнал выцеляется величины погрешности, оценивая приемной аппаратурой че з,в при этом веРоЯтность того, что пРи равное Щ данном а величина ие превысит нет 4 -13 которое заданное значещж 26 . акт. + — + ° :При оиенке. Необходимого числа импульсов Ю в кодовой посылке можно

Финтить в первом приплниении, что. ач нинкина 1 распределена По нормаль4

: 1/30977 ному закону. Тогда вероятность по= падания случайной величины на участок(- 1, 9 ), симметричный относитель1 но . центра рассеивания, равна

Рцч- !«е) =Q(c/6 ДЮ, где ф(- — - функция Лапласа. %"@

Задаваясь требуемым значением вероят- ности Р(- т 1 Й ) = Р, определяю- 10 щим достоверность передачи, по таб- лице значений функции Лапласа определяется значение O аргумента функции. .е е 15 9 2 69 Е, (8)

Считая известными числовые характеристики m>, D<<, Q

В случае, если закон распределения и числовые характеристики пог- ЗО решности Ь1 неизвестны, а известно лишь ее максимальное практически возможное значение At n, y„ число и импульсов может быть ориентировочно определено, исходя иэ "правила трех 35 сигма" (справедливого с вероятностью не хуже 8/9 для любого закона распределения), согласно которому

, q

40 у иаХ иоМ 1 где g t - требуемое (задаваемое) максимально допустимое значение погрешности f

Учитывая, что Ggq и 0 связаны эа"

BH|:HMocTbIo (7), число и импульсов в посылке;, необходимое для обеспечения погрешности 11 « Ы „будет си

2. (10) 50 max

Приведенные рассуждения и выкладки показывают возможность радиопередачи моментов времени с фиксированным известным сдвигом с достаточно вы- 55 сохой точностью и необходимой достоверностью..Причем устройство, реализующее данййУ алгоритм, может непосредственно выполнять операции, описываемые выражением {3), либо состо- g0 ять из ряда последовательно соединенных каскадов, каждый йз которых реализует операцию т М.„+ 4 + — +

В последнем случае возникает возможность создания унифицированных блоков, стыкуя которые, можно добиться требуемой точности (организуя при этом лишь соответствующую кодовую посылку и величины т:) . Например, при И = 8, операции согласно выраже нию (3) могут быть реализованы тремя такими блоками;что иллюстрируется тождеством ,ЕМ1 8=

Ь .Ы2 М 4 М.,Ыв

g 2. .Е

В случае использования к блоков число импульсов в кодовой посылке должно быть раиным n = 2". Предложенное устройство работает следующим образом.

На передающей стороне (фиг. 1) прн включении напряжения питания блок 8.сбрОса выдает импульс, который поступает на шину сброса счетного регистра 4 и один из входов установочного триггера 14. При этом запуск блока 3 запуска осуществляется через элемент ИЛИ 10 от счетного регистра 4, счетный регистр 4 и установочный триггер 14 устанавливаются в "О", т.е. передающий канал приводится в исходное рабочее состояние.

В момент времени, подлежащий передаче, информационный сигнал поступает на запуск блока 3 запуска, который разрешает прохождение тактовых импульсов с генератора 1 стабильной частоты на вход счетного регистра 4. Импульсы с выходов счетного регистра 4 поступают на входы дешифратора 9. С выходов последнего снимаются импульсы, которые в определенной задаваемой последовательности поступают поочередно через элементы

ИЛИ 11 и 12 на раздельные входы ус«тановочного триггера 14. При этом на каждом выходе установочного триггера 14 формируется заданная последовательность прямоугольных импульссов. По окончании формирования указанной последовательности импульс с одного иэ выходов счетного регистра 4 поступает через элемент ИЛИ 10 на запуск блока 3 запуска. Последний при этом дает запрет на прохождение тактовых импульсов с делителя 2 частоты на счетный регистр .4..

Импульсы с одного. из выходов установочного триггера 14 поступают на вход элемента 5 совпадения, который разрешает при этом прохождение частоты т.1 от делителя 2 частоты на пе.

7 1-030-97 7 редатчик 7, а импульсы с другого вы хода установочного триггера 14 поступают на вход элемента б совпаде. ния, разрешающий прохождение часто-, ты % от делителя 2 частоты на пере- датчик 7. Таким образом, формирует5 ся и передается заданная последовательность сигналов (кодовая посылка).

Создание активных пауз, заполненных частотой k<, повышает помехоустойчивость данного устройства. t0

На приемной стороне (фиг. 2) .при включении напряжения. питания блок

28 сброса выдает импульс, который поступает на -шину сброса реверсивного счетчика 24 и- один из входов 15 счетного Триггера 19 -и установочных триггеров 25 и 26.. При этом приемный канал приводится в исходное ра бочее состояние.

На вход приемника 15 поступает кодовая посылка радиоимпульсов, которая, пРОйдя через фильтр 16, детектор 17 и формирователь 18 демодулированного сигнала, поступает на вход счетного триггера 19. Первый поступающий импульс запускает счетный триггер 19, открывающий ключ 22, через который импульсы от генератора

20 стабильной частоты через делитель 21 частоты поступают с частотой f/2 на суммирующий вход реверсив.ного счетчика 24. Второй импульс кодовой посылки, поступающий на вход счетного триггеРа 19, опрокидывает его в исходное состояние. При этом 35 прекращается прохождение импульсов через ключ 22 на суммирующий вход реверсивного счетчика 24. В реверсивном счетчике 24 частотой f/2 записано время между первым и вторым 40 импульсами, поступающими на вход счетного триггера 19, Т + gt

Одновременно с запуском счетного триггера 19 первый импульс с выхода формирователя 18 демодулированного сигнала перебрасывает установочный триггер 26, которай запускает элемент 27 стабильной задержки. Последний вырабатывает импульс строго . фиксированной длительностит/Ч, > Т +

+ t> ht, ), задний фронт которого сбрасывает установочный триггер 26 в исходное состояние и запускает установочный триггер 25, который дает разрешение на прохождение икпульсов через ключ 23; При . этом импульсы с частотой следований

К с генератора 20 стабипьной частоты через ключ 23 поступают на вычитающий вход реверсивного счетчика

24, считывая записанное в нем время.. 60

:Поскольку запись времени производится частотой %/2, а считывание часто той $ реверсивный счетчик 24 обнуля»

+ Otal - ht ется через время

1При обнуленйи реверсивного счетчика

24 на его выходе появляется импульс, который сбрасывает в исходное состояние устеновочный триггер 25, закрывающий ключ 23 и поступает на вход формирователя 29 выходного cgrнала. Таким образоМ, формирователь

29 выходного сигнала выдает импульс . через время т+м,-и, g„x y,è,и., t=(t+htä., " после появления информационного сигнала на выходе блока 3 запуска. Другими словами, осуществлена радиопередача момента времени с Фиксированным

T известным сдвиг<ы Г+ — и пог

Ltq + ДФ

PBIIIHOCT6IQ

При работе нескольких последовательно соединенных блоков, первый иэ них поочередно обрабатывает (усредняет погрешности) каждую пару импульсов, поступающих с выхода формирователя 18 демодулированного сигнала аналогично тому, как было описано. Каждый импульс с выхода ревер- сивного счетичка 24 предыдущего блока подается на вход счетного 19 и один из входов установочного,2б триггеров последующего блока. С вы" хода формирователя 29 выходного сигнала последнего блока снимается импульс, поступающий на регистрирующее или исполнительное устройство через время = = Я, где - фик

Я сированный известный сдвиг. Предлагаемое устройство может осуществлять также с точностью ф „at< )/n синхронизацию работы другйх.устройств на передающей и приемной стороне радиоканала. Осуществляется это следующим образом. На приемной стороне импульс с выхода предлагаемого устройства (формирователя выходного сигнала последнего блока) через время, (+,X М )/и ф,ф 1 после появления информационного сиг- нала на входе запуска передающего канала устанавливает синхронизируемый объект в заданное положение. На передающей стороне посредством элемента 13 совпадения, связанной своими входами с соответствующими выходами счетного регистра 4, организуется дополнительно элемент стабильной задержки, который через заданное время 7, равное фиксированному сдвигу 7 в приемном канале, устанавливает в заданное поло« жение синхронизируемый объект на передающей стороне. В этом случае сигнал завершения цикла работы пере-, дающего канала снимается с выхода элемента ИЛИ 10 при поступлении на ее вход импульса с выхода элемента

13 совпадения.

1030977

Таким образом, в данном устройстве повышается точность передачи команд и импульсов синхронизации.

ВНИИПИ Заказ. 5235/58 Тираж 677 Подписное

1 филиал ППП "Патент", r. Ужгород,ул. Проектная,4