Устройство для формирования синхроимпульсов

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ СИНХРОИМПУЛЬСОВ, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и первый элемент И, к второму входу которого подключен выход первого триггера, а выход первого элемента И подключен к входу сложения первого счетчика, к входу сброса которого подключен выход первого элемента задержки, а также второй элемент задержки, второй элемент И, вьосод которого подключен к входу сложения второго счетчика, третий элемент И, к первому входу которого подключен выход второго триггера, четвертый, пятый, и шестой элементы И, о тличающееСЯ тем, что, с целью повьппения точности формирования синхроимпульсов, в него введены первый дополнительньй счетчик , последовательно соединенные второй дополнительный счетчик и третий дополнительный счетчик, а также четвертый дополнительный счетчик, регистр, блок индикации, три элемента ИЛИ, четыре дешифратора два формирователя импульсов и элемент НЕ, выход которого, подключен к пер- . вому входу четвертого элемента И, второй вход которого объединен с первым входом второго элемента И, едиi ничным входом первого триггера, нулевым входом второго триггера и первым входом первого элемента ИЛИ и является входом устройства, при этом выход второго элемента задержки подключен к входу первого элемента задержки и входу записи первоV го дополнительного счетчика, к информационным входам которого ,подключены выходы первого счетчика, вход сложения которого объединен с входами сложения второго и четвертого доС с полнительных счетчиков и входом вычитания первого дополнительного счетчика, причем выход первого ЭО СО элемента задержки подключен к нулевому входу первого триггера и со первому входу пятого элемента И, 00 00 к второму входу которого и первому входу шестого элемента И подключен выход второго счетчика, вхоД сложения которого объединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к входу записи регистра, к информационным входам которого подключены выходы третьего дополнительного счетчика, к входу сброса которого, а также к входам сброса первого счетчика и второго дополнительного счетчика подключен выход второго элемента ИЛИ, к первому входу которого подключен

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) А Д11 Н 04 7/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTMA (21) 3542263/ 18-09 (22) 19. 01. 83 (46) 30.03.84. Бюл. -12 (72) А.М. Бендерский, В.Д. Гринченко, В.И. Козлов, В.П. Лобынцев

И.С. Мошников и В.П. Потапов (71) Специальное конструкторское бюро гидрометеорологического приборостроения и Центральная аэрологическая обсерватория (53) 621 394.662(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

1l- 758546, кл. Н 04 L, 7/00, 1978.

2. Вашкевич Н.П. и Голованов Г.М.

Надежность сохранения информации запоминающих устройств на магнитной ленте. М., "Машиностроение", 1974, с.43, рис.б (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯ

СИНХРОИМПУЛЬСОВ, содержащее последо" вательно соединенные генератор так-. товых импульсов и первый элемент

И, к второму входу которого подключен выход первого триггера, а выход первого элемента И подключен к входу сложения первого счетчика, к входу сброса которого подключен выход первого элемента задержки, а также второй элемент задержки, второй элемент И, выход которого подключен к входу сложения второго счетчика, третий элемент И, к первому входу которого подключен выход второго триггера, чеч вертый, пятый, и шестой элементы И,. о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности формирования синхроимпульсов, в него введены первый дополнительный счетчик, последовательно соединенные второй дополнительный счетчик и третий дополнительный счетчик, а также четвертый дополнительный счетчик, регистр, блок индикации, три элемента ИЛИ, четыре дешифратора два формирователя импульсов и элемент

НЕ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого объединен с первым входом второго элемента И, единичным входом первого триггера, нулевым входом второго триггера и первым входом первого элемента ИЛИ и является входом устройства, при этом выход второго элемента задержки подключен к входу первого элемента задержки и входу записи первого дополнительного счетчика, к информационным входам которого, подключены выходы первого счетчика, вход сложе. ния которого объединен с входами сложения второго и четвертого доЯ полнительных счетчиков и входом вычитания первого дополнительного счетчика, причем выход первого элемента задержки подключен к нулевому входу первого триггера и первому входу пятого элемента И, к второму входу которого и первому входу шестого элемента И подключен выход второго счетчика, вход сложения которого объединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к входу записи регистра, к информационным входам которого подключены выходы третьего дополнительного счетчика, к входу сброса которого, а также к входам сброса первого счетчика и второго дополнительного счетчика подклю:чен выход второго элемента ИЛИ, к первому входу которого подключен

308338 выход пятого элемента И, а к второму входу второго элемента ИЛИ подключен выход четвертого элемента И, при этом выходы первого дополнитель-: ного счетчика через первый и второй дешифраторы подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И и входу элемента

НЕ, а выходы регистра подключены к входам блока индикации и информационным входам четвертого дополнительного счетчика, выходы всех разряди которого подключены через

8 последовательно соединенные третий дешифратор и первый формирователь импульсов к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства и подключен к входу записи четвертого дополнительного счетчика, выходы старших разрядов которого через последовательно соединенные четвертый дешифратор и второй формирователь импульсов подключены к единичному входу второго триггера, 1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в приемных устройствах дискретной информации для защиты от пропадания сопровождающих ее синхроим5 пульсов °

Известно устройство для генерирования тактовых импульсов, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к входу счетчика с сумматором в цепи обратной связи через элемент И, причем между входом устройства и управляющим входом элемента И включен триггер, а выход счетчика подключен параллельно к вхо35

° ду первого элемента ИЛИ, выход которого является выходом устроиства, и через реле времени к входам двух дополнительных элементов И, вторые входы которых соединены с входом

20 устройства, при этом выход первого дополнительного. элемента И подключен к одному из входов первого и второго элементов ИЛИ и к входу "Изменение

Н

25 кода счетчика, а выход второго дополнительного элемента И вЂ” к соответствующему входу вгорого Элемента

ИЛИ, выход которого подключен к входу "Передача кода в сумматор" счетчика непосредственно, а к входу "Прием ЗО кода из сумматора" счетчика через линию задержки, а также дополнительный триггер, к единичному и нулевому входам которого подключены соответственно выход второго элемента И и до- З5 полнительный выход счетчика, а инверс2 ный выход триггера подключен к дополнительному входу первого элемента H(1).

Данное устройство обладает низкой точностью формирования тактовых импульсов..

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для формирования синхроимпульсов, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и первый элемент И, к второму входу которого подключен вы-, ход первого триггера, а выход первого элемента И подключен к входу сложения первого счетчика, к входу сброса которого подключен выход первого элемента задержки, а также второй элемент задержки, второй элемент И, выход которого подключен к входу сложения второго счетчика, третий элемент И, к первому входу которого подключен выход второго триггера, четвертый пятый, шестой и седьмой элементы И, блок синхронизации, два блока сравнения кодов,.третий и четвертый элементы задержки (23.

Известное устройство для формирования синхроимпульсов обладает большой инерционностью слежения за периодом входного сигнала и, как следствие, невысокой надежностью и точностью формирования выходных синхроимпульсов.

Цель изобретения — повышение точности формирования синхроимпульсов.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формировас

3 10833 ния синхроимнульсов, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и первый элемент

И, к второму входу которого подключен выход первого триггера, а выход первого элемента И подключен к входу. сложения первого счетчика, к входу сброса которого подключен выход первого элемента задержки, а также второй элемент задержки, вто-10 рой элемент И, выход которого подключен к входу сложения второго счетчика, третий элемент И, к первому. входу которого подключен выход второго триггера, четвертый, пятый и шестой элементы И, введены первый дополнительный счетчик, последовательно соединенные второй дополнительный счетчик и третий дополнительный счетчик, а также четвертый дополнительный счетчик, регистр, блок индикации, три элемента ИЛИ, четыре дешифратора, два формирователя импульсов и элемент НЕ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента

И, второй вход которого объединен с первым входом второго элемента И, единичным входом первого триггера, нулевым входом второго триггера и первым входом первого элемента ИЛИ

30 и является входом устройства, при этом выход второго элемента задержки подключен к входу первогб элемента задержки, и входу записи первого дополнительного счетчика, к информационным входам которого подключены выходы первого счетчика, вход сложения которого объединен с входами сложения второго и четвертого дополнительных счетчиков и входом вычитания первого дополнительного счетчика, причем выход первого элемента задержки подключен к нулевому входу gepsoro триггера и первому входу пятого элемента И, к второму входу которого и первому входу шесто-4 го элемента И подключен выход второго счетчика, вход сложения которого объединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к входу записи регистра, .к информационным входам которого подключены выходы третьего-дополнительного счет.— чика, к входу сброса которого, а также к входам сброса первого счетчика и второго дополнительного счетчика подключен выход второго элемента ИЛИ, к первому входу которого подключен выход пятого элемента И,,а к второму

88 4 входу второго элемента ИЛИ подключен выход четвертого элемента И, при этом выходы первого дополнительного счетчика через первый и второй дешифраторы подключены к входам тре+ тьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к второмуовходу второго элемента И и входу элемента НЕ, а выходы регистра подключены к входам блока индикации и информационным входам четвертого дополнительного счетчика, выходы всех разрядов которого подключены через последовательно соединенные третий дешифратор и первый формирователь импульсов к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого является выходом устройства и подключен к входу записи четвертого дополнительного счетчика, выходы старших разрядов которого через последовательно соединенные четвертый дешифратор и второй формировательимпульсов подключены к единичному входу второго триггера.

На чертеже приведена структурная электрическая схема предлагаемого устройства:

Устройство для формирования синхроимпульсов содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый и второй элементы 2 и 3 задержки, первый и второй триггеры 4 и 5, элемент НЕ 6, первый второй, третий, четвертый, пятый и шестой элементы И 7-12, первый и вто" рой счетчики 13 и 14, первый, второй и третий элементы ИЛИ 15-17, первый второй, третий и четвертый дополнительные счетчики 18-21, регистр 22, блок 23 индикации, первый, второй третий и четвертый дешифраторы 24-27 первый и второй формирователи 28 и 29 импульсов, Работа устройства для формирования синхроимпульсов основана на формировании кода среднего значения периода поступающих синхроимпульсов и генерации в соответствии с этим кодом синхроимпульсов с частотой и фазой, близ", кими к частоте и фазе входной имцульсной последовательности. Однако для повышения надежности и точности формирования выходного сигнала алгоритм работы устройства изменен следующим образом. Во-первых, входные синхроимпульсы передаются на выход устройства без искажения фазы. К ним по пер- . вому элементу ИЛИ 15 добавляются импульс

5 1083388 сы, сформированные в соответствии с т кодом .среднего значения периода вход- р ного сигнала. Каждый иэ этих импуль- с сов в зависимости от соотношения меж- и ду средним значением периода и теку- 5 и щим может либо опережать, либо запаз« о дывать по фазе относительно соответст- н вующего входного синхроимпульса. При- т чем, если входная последовательность м не имеет пропусков, то к ней до1

10 бавляются только опережаюшне им- P пульсы, а прохождение эапазды- н вающих блокируется очередными вход-, к ными синхроимпульсами. При этом опе- н режающий синхроиМпульс не мешает . 15 д работе последующих устройств, так Э как поступивший следом за ним входв ной синхроимпульс скорректирует т их состояние. п

При наличии пропусков по вход- 20 д ном сигнале блокировка не осуществля- п ется и на выход устройства свободно н проходят импульсы, сформированные в соответствии с кодом среднего значения периода входного сигнала.

В зависимости от качества входного сигнала, частоты и продолжительности пропусков выбирается коэффициент среднего периода, т.е. количество периодов входного сигнала, за которые формируется их среднее значение. В соответствии с этим устанавливается коэффициент деления счетчиков

14 и 19.

При формировании кода среднего

35 значения периода анализируется раз" ность между кодами предыдущего и текущего периодов входного сигнала.

Обновление кода среднего значения периода, которое хранится в регистре 22> осуществляется по прохождении подряд выбранного количества периодов, иэ которых каждый последующий отличается от предыдущего на величину, не превышающую установленный допуск. Зона допуска задается количеством младших разрядов первого дополнительного счетчика 18, не подключенных к первому и второму дешифраторам 24 и 25, и выбирается в зависимости от динамики изменения, 50 периода входного сигнала.

Устройство работает следующим образом.

На вход устройства поступает последовательность,синхроимпульсов, которая может иметь нестабильный период следования (в результате изменения питающего напряжения и емпературных условий бортовой пеедающей системы или неравномерной корости протяжки магнитной ленты) пропуски, т.е. отсутствие син1фомпульсов пачками (из-за изменения риентации бортовой аппаратуры при екруговой диаграмме иаправленноси антенны либо плохого качества агнитной ленты).

Каждый из входных импульсов пеедним фронтом устанавливает в едиичное состояние первый триггер 4, оторый вернется в нулевое состояие по окончании импульса на выхое первого элемента 2 задержки. тим обеспечивается пауза в последоательности импульсов генератора 1 актовых импульсов, которые через ервый элемент И 7 поступают на вхоы сложения первого счетчика !3 и ервого, второго и четвертого дополительных счетчиков 18,19 и 21. Пауза необходима для выполнения трех операции, которые должны быть разнесены во времени и выполнению которых может помешать импульс генератора 1 тактовых импульсов. По времени пауза много меньше периода импульсов генератора 1 тактовых импульсов и не вносит погрешности в результат измерения периода входных синхроимпульсов.

На интервале текущего периода первый счетчик 13 формирует код его значения, а первый дополнительный счетчик 18 вычисляет разность между кодами предыдущего и текущего перио- дов, так как счетные импульсы поступают на его вычитающий вход, а до начала счета в него заносится код предыдущего периода и первого счетчика 13 импульсом с выхода второго элемента 3 задержки (вторая операция).

После считывания состояния первого счетчика 13 он сбрасывается импульсом с выхода первого элемента 2 задержки (третья операция) и начинает цикл измерения следующего периода.

Разность между кодами.предыдущего и текущего периодов при нормальном сигнале на входе устройства может принимать как положительное, так и отрицательное значение. В первом случае первый дополнительный счетчик 18 не досчитывает несколько единиц до нулевого состояния, а во втором случае переходит нулевое состояние и его старшие разряды устанавливаются в единицу.. Поэтому для

7 1083388 8 организации зоны допуска к выходам ков 19 и 21. После этого начинается старших разрядов первого дополни- новый цикл формирования кода. среднего тельного счетчика 18 подключены пер- значения периода. При этом разрядвый дешифратор 24 нулей, фиксирукнций ность четвертого дополнительного положительные значения разницы кодов, g счетчика 21 соответствует разряди второй дешифратор 25 единиц, фиксы- ности первого счетчика 13, первого рующий их отрицательные значения. и четвертого дополнительных счетШирина эоны допуска, как уже отме- чиков 18 и 21,, а разрядность второго чалось, определяется количеством дополнительного счетчика 19 соотмладших разрядов, не подключенных 10 ветствует разрядности второго счетчик этим,дешифраторам. Например, если ка 14, что обеспечивает накопление к дешифраторам не подключены два в третьем дополнительном счетчике младших разряда восьмиразрядного 20 кода среднего значения периода счетчика, то первый дешифратор 24 за то количество периодов, которое вырабатывает единичный сигнал .в диа 1$ отсчитывает второй счетчик 14. .паэоне кодов от 00000000 до Новый цикл формирования среднего

000000011, а второй дешифратор . значения может начинаться прежде25 — в диапазоне от 11111100 до временно, если появляется импульс

11111111, что в сумме составит 7 на выходе четвертого элемента И 10, состояний счетчика, а по временной 2О который через второй элемент ИЛИ 16 оси — это семь периодов генератора также сбрасывает второй счетч ;к 14, тактовых импульсов, второй и третий дополнительные счетПоскольку выходы первого и вто- чики. 19 и 20. Эта цепь бУдет Раборого дешифраторов 24 и 25 подключены тать, когда очеРедной входной через третий элемент ИЛИ 17 к второму? синхроимпульс не попадает в зону входу второго элемента И 8 непосред- допуска. Это означает, что либо даиственно, а к первому входу четвертого ный импульс является случайной помеэлемента И 10 через элемент НЕ 6, хой, либо накануне имел место пропуск то при стробировании этих элементов синхроимпульса. При этом содержимое

И входным синхроимпульсом (первая регистра 22 не меняется. Как уже операция) на выходе второго эле- отмечалось, критерием для обновления мента И 8 выделяется импульс в том кода среднего значения периода

Э случае, если разность между кодами хранящегося в регистре 22, является предыдущего и текущего периодов Факт поступления на вход устройства находится в пределах установленного

35 подряд заданного количества синхродопуска, а на выходе четвертого импульсов, разность интервалов между элемента И 10 — если эта разность которыми не превышает установленной вьиила за пределы допуска. величины.

Сигнал с выхода второго элемента Посредством четвертого дополнительИ 8 поступает на вход сложения вто- ного счетчика 21 код среднего значе" рого счетчика 14, который производит . ния периода преобразуется в пропорциоотсчет количества периодов, попадаю- нальный ему интервал времени . С щих в зону допуска. При переходе этой целью в четвертый дополнительный второго счетчика 14 в заданное зна-. счетчик 21 входным синхроимпульсом чение, соответствующее количеству через первый элемент ИЛИ 15 запи45 периодов входного сигнала, на интер-, сывается обратный код среднего значевале которых формируется код сред- ния периода, а на вход сложения понего значения периода появляется даются импульсы генератора 1 тактовых разрешающий потенциал на его выходе, импульсов с выхода первого элемента в результате чего на выходе шестого И 7. В момент заполнения четвертого элемента И 12 формируется импульс дополнительного счетчика 21, т.е.

50 записи содержимого третьего дополни- когда все его разряды устанавливаюттельного счетчика 20 в регистр 22, ся в единицу, на выходе третьего

Затеи импульсом с выхода первого дешифратора 26 вырабатывается фронт элемента 2 задержки (третья операция) сигнала, oo которому первым формирочерез открытыи пятый элемент И 1 1 вателем 28 импульсов формируется им" ,55 и второй элемент ИЛИ 16 осуществляет- пульс. Положение этого импульса ся сброс второго счетчика 14, второго на временной оси соответствует коду и четвертого дополнительных счетчи- среднего значения периода. Появле1083388 10

25 йию этого импульса предшествует на заданное число периодов генератора

1 тактовых импульсов импульс с выхода второго формирователя 29 импульсов, который устанавливает в единичное состояние второй триггер 5, Если импульс на выходе первого формирователя 28 импульсов вырабатывается раньше, чем поступил очередной синхроимпульс на1вход устройства,:1О то он проходит через открытый четвертый элемент И 10 и первый элемент

ИЛИ 15 на выход устройства и вход записи.четвертого дополнительного счетчика 21. Как уже отмечалось, 15 этот импульс не помешает работе последующих устройств по обработке информации, так как следующий за ним входной синхроимпульс скорректирует их состояние. Аналогично этот 2О входной импульс скорректирует работу четвертого дополнительного счетчика

21, произведя в него повторную перезапись кода среднего значения периода.

Если импульс не выходе первого формирователя 28 импульсов сформирован позже момента поступления входного синхроимпульса, то второй триггер 5 будет сброшен и этот импульс через четвертый элемент И не пройдет. Время опережения.импульса на выходе второго формирователя 29 импульсов по отношению к импульсу первого формирователя 28 импульсов выбирается из тех же соображений; что и зона допуска, образуемая первым и вторым дешифраторами 24 и.25, т.е. с учетом кратковременной нестабильности периода входных синхро- 1 . импульсов, и устанавливается аналогично — неподключением к четвертому дешифратору 27 соответствующего количества младших разрядов четвертого дополнительного счетчика 21.

При наличии пропусков в последовательности входных синхроимпульсов второй триггер 5 остается в единичном состоянии и на выход устройства выдаются импульсы, привязанные к фазе

50 последнего поступившего синхроимпуль-, са, период между которыми формируется в соответствии с кодом среднего значения периода, т.е. устройство переходит в режим автогенерации . синхроимпульсов.

Для нормального функционирования устройства необходимо, чтобы первый счетчик !3, а соответственно третий дополнительный счетчик 20 не переполнялись. Разрядность этих счетчиков выбирается исходя из требований по точности восстановления синхроимпульсов. Частота генератора.1 тактовых импульсов рассчитывается таким образом, чтобы при максимаЛьно возможном периоде входных синхроимпульсов состояние первого счетчика

13 и третьего дополнительного счет" чика 20 было близким к заполнению.

Удобно иметь генератор 1 тактовых импульсов перестраиваемым в небольших пределах. При этом его подстройка осуществляется по показаниям блока индикации, который индицирует осредненное состояние первого счетчика

13 и третьего дополнительного счетчика 20.

Следует отметить, что предлагаемое устройство представлено на функ» циональном уровне. При схемотехничес" кой реализации необходимо учесть, что импульсы на входе устройства и выходах элементов 2 и 3 задержки не должны перекрываться по времени, первый триггер 4 должен устанавливаться в нулевое состояние по заднему фронту сигнала, поступающего на

его нулевой вход, для чего необходимо использовать С и 3 -входы, счетчик 14 должен переключаться от переднего фронта сигнала, поступающего на его вход сложения, а на выходе пятого элемента И 11 необходимо ввести небольшую задержку, чтобы на выходе шестого элемента И 12 сформировался импульс достаточной длительности.

Таким образом, применение изобретения обеспечивает повышение качества и.объема информации, полученной в результате обработки бортового сигнала с использованием предлагаемого устройства, что может позволить сократить количество необходимых пусков метеоракет .

1083388

Составитель Г. Лерантович

Техред H.Иетелева Корректор А. Зимокосов

Редактор В. Петраш

Подписное

Заказ 1789/53 Тирам 635

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r. Уагород, ул. Проектная, 4