Устройство фазирования шкалы времени электронных часов

 

УСТРОЙСТВО ФАЗИРОВАНИЯ ШКА ВРЕМЕНИ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ, содержащее последовательно соединенные ген ратор, линию задержки с отводами, коммутатор, формирователь эталонных меток времени, блок управления, реверсивный счетчик, триггер, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого подсоединен к второму входу реверсивного счетчика, к трет ему входу которого подключен выход второго элемента И через второй эле мент ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход формирователя грубой поправки, второй выход которого подсоединен к первому вход второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И и подключен к первому входу формирователя грубой поправки, к второму входу которого подключен второй выход формирователя эталонных меток времени, первый ТЕНИЯ выход которого подсоединен 1Г Тгрв Ъему входу формирователя грубой поправки , к четвертому входу которого подключен второй выход блока управления, третий выход которого подсоединен к второму входу триггера, выход которого подсоединен к третьему входу второго элемента И, при этом третий выход формирователя грубой поправки подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, четвертый выход подсоединен -к третьему входу первого элемента И, а пятый вход формирователя грубой поправки является входом опорных меток времени, причем выход первого элемента И подсоединен к соответствующему входу коммутатора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности фазирования шкалы времени, в него введены последовательно соединенные третий элемент И и третий элемент ИЛИ, выход которого подсоединён к дополнительному входу коммутатора, к .второму входу третьего элемента ИЛИ под{ключен выход второго элемента И, второй вход которого подключен к первому входу третьего элемента И, к второму входу которого подключен четвертый выход блока управления, а третий вход объединен с пятым входом формирователя грубой поправки, первый вход которого подключен к выходу коммутатора .

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3516776/18-09 (22) 24.11.82 (46) 07.04.84. Бюл. N - 13 (72) А.Г. Геворкян, Ю.М. Грудинин и В.Т. Рябцев (53) 621.396.91(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 617767, кл. G 04 F 5/00, 1977.

2. Устройство фазирования шкалы времени электронных часов. Изделие

ТСЮИ 466738.001 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ФАЗИРОВАНИЯ ШКАЛЪ|

ВРЕМЕНИ ЭЛЕКТРОННЪ|Х ЧАСОВ, содержащее последовательно соединенные генератор, линию задержки с отводами, коммутатор, формирователь эталонных меток времени, блок управления, реверсивный счетчик, триггер, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого подсоединен к второму входу реверсивного счетчика, к третьему входу которого подключен выход второго элемента И через второй элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход формирователя грубой поправки, второй выход которого подсоединен к первоМу входу второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И и подключен к первому входу формирователя грубой поправки, к второму входу которого подключен второй выход формирователя эталонных меток времени, первый (19) (11)

3(51) G 04 F 5/00 H 04 L 7 00

I выход которого подсоединен к ему входу формирователя грубой попранки, к четвертому входу которого подФ ключен второй выход блока управления, третий выход которого подсоединен к второму входу триггера, выход которого подсоединен к третьему входу второго элемента И, при этом третий выход формирователя грубой поправки подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, четвертый выход подсоединен .к третьему входу первого элемента И, а пятый вход формирователя грубой поправки является входом опорных меток времени, причем выход первого элемента И подсоединен к соответствующему входу коммутатора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фазирования шкалы времени, в него введены последовательно соединенные третий элемент И и третий элемент ИЛИ, выход которого подсоединен к дополнительному входу коммутатора, к .второму входу третьего элемента ИЛИ под|ключен выход второго элемента И, второй вход которого подключен к первому входу третьего элемента И, к второму входу которого подключен четвертый выход блока управления, а третий вход объединен с пятым входом формирователя грубой поправки, первый вход которого подключен к выходу коммутатора.

1084720 2

Наиболее близким к предлагаемому.является устройство фазирования шкалы времени электронных часов, содержащее последовательно. соединенные генератор, линию задержки с от- водами, коммутатор, формирователь эталонных меток времени, блок управления, реверсивный счетчик, триггер, первый элемент И и первый элемент

ИЛИ, выход которого подсоединен к второму входу реверсивного счетчика, к третьему входу которого подключен выход второго элемента И через второй элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход формирователя грубой поправки, второй выход которого подсоединен к первому входу второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И и подключен к первому входу формирователя грубой поправки, к второму входу которого подключен второй выход формирователя эталонных меток времени, первый выход которого подсоединен к третьему входу формирователя грубой поправки, к четвертому входу которого подключен второй выход блока управления, третий выход которо30

Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике и предназначено для фазирования шкалы времени автономных приборов.

Известно устройство для введения поправок в шкалу времени, содержащее последовательно соединенные генератор, линию задержки с отводами, блок совпадения, элемент ИЛИ и формирователь эталонных меток времени, 10 последовательно соединенные первый элемент И, счетчик набора поправки и триггер, выход которого подсоединен к первым входам первого, второго и третьего элементов И, вторые 15 входы которых объединены и подключены к выходу генератора, а также триггер знака поправки, выходы которых подсоединены к третьим входам второго и третьего элементов И, вы- 20 ходы которых подсоединены к соответствующим входам регистра сдвига, выходы которого подсоединены к соответствующим входам блока совпадения (1) .

Недостаток указанного устройства для введения поправок в шкалу времени — недостаточная точность фазирования шкалы времени. го подсоединен к второму входу триггера, выход которого подсоединен к третьему входу второго элемента И, при этом третий выход формирователя грубой поправки подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, четвертый выход подсоединен к третьему входу первого элемента И, а пятый вход формирователя грубой поправки является входом опорных меток времени, причем выход первого элемента И подсоединен к соответствующему входу коммутатора, к дополнительному входу которого подключен выход второго элемента И, а выход генератора подключен к второму входу первого элемента И (2 .

Недостатком известного устройства фазирования шкалы времени электронных часов также является низкая точность фазирования шкалы времени.

Цель изобретения — повышение точности фазирования шкалы времени.

Указанная цель достигается тем, что в устройство фазирования шкалы времени электронных часов, содержащее последовательно соединенные генератор, линию задержки с отводами, коммутатор, формирователь эталонных меток времени, блок управления, реверсивный счетчик, триггер, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого подсоединен к второму входу реверсивного счетчика, к третьему входу которого подключен выход второго элемента И через второй элемент

ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход формирователя грубой поправки, второй выход которого подсоединен к первому входу второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И и подключен к первому входу формирователя грубой поправки, к второму входу которого подключен второй выход формирователя эталонных меток времени, первый выход которого подсоединен к третьему входу формирователя грубой поправки, к четвертому входу которого подключен второй выход блока управления, третий выход которого подсоединен к второму входу триггера, выход которого подсоединен к. третьему входу второго элемента И, при этом третий выход формирователя грубой поправки подсоединен к второму входу первого-элемента ИЛИ, четвертый выход подсоединен к третьему входу

720

С выхода элемента ИЛИ 24, являющегося выходом коммутатора 3,, выходные импульсы поступают на входы триггеров 25 и 26. При этом к выходу

15 коммутатора 3 может быть подключен только один из восьми задержанных импульсов. С выхода коммутатора 3 импульсы поступают на вход формирователя 4, который формирует на первом з 1084 .первого элемента И, а пятый вход формирователя грубой поправки является входом опорных меток времени, причем выход первого элемента И подсоединен к соответствующему входу коммутатора, введены последовательно соединенные третий элемент И и третий элемент

ИЛИ, выход которого подсоединен к дополнительному входу коммутатора, к второму входу третьего элемента

ИЛИ подключен выход aioporo элемента И, второй вход которого подключен к первому входу третьего элемента И, к второму входу которого подключен четвертый выход блока управления, а третий вход объединен с пятым входом формирователя грубой поправки, первый вход которого подключен к выходу коммутатора.

На фиг. 1 представлена структур- 20 но-электрическая схема устройства фазирования шкалы времени электронных часов; на фиг. 2, 3, 4 — структурно-электрические схемы коммутатора, блока управления и формирова- 25 теля грубой поправки соответственно; на фиг. 5 и 6 — временные диаграммы, поясняющие работу устройства.

Устройство фазирования шкалы 30 времени электронных часов содержит генератор 1, линию 2 задержки с отводами, коммутатор 3, формирователь

4 эталонных меток времени, блок 5 управления, триггер 6, первый и вто35 рой элементы И 7 и 8, формирователь

9 грубой поправки, первый и второй элементы ИЛИ 10 и 11, реверсивный счетчик 12, третий элемент И 13 и третий элемент ИЛИ 14.

Коммутатор 3 (фиг. 3) содержит элементы И 15-22, реверсивный счетчик 23, элемент ИЛИ 24 и триггеры

25 и 26.

Блок 5 управления (фиг. 4) содер- 4 жит триггер 27, элемент И 28, регистр 29 сдвига и формирователь 30 интервала.

° . Формирователь 9 грубой поправки (фиг. 2) содержит триггер 31 эле50 менты И 32 и 33, триггер 34 знака, триггеры 35 и 36, элементы И 37 и 38.

Устройство работает следующий образом.

Генератор 1 формирует на выходе 55 опорные импульсы в виде меандра, которые поступают на вход линии 2 задержки. Линия 2 задержки формирует на выходах задержанные друг относительно друга импульсы, например, на 1/8 часть периода. Задержанные импульсы поступают на входы комму- . татора 3. На первые входы элементов

И 15-22 коммутатора 3 поступают задержанные импульсы, а на вторые входы поступают управляющие импульсы с выходов разрядов реверсивного счетчика 23. выходе метки времени и на втором выходе задержанные на полпериода метки времени. Метки времени поступают на первый вход блока 5 и на третий вход формирователя 9, а задержанные метки времени — на второй вход формирователя 9.

Блок 5 управления предназначен для формирования управляющих импульсов. На первый вход элемента И 28 и на тактовый вход регистра 29 сдвига поступают тактовые импульсы из формирователя 4. При поступлении импульсного сигнала "Пуск" на второй вход блока 5 триггер 27 перекидывается и выходным сигналом открывает по второму входу элемент И 28. С приходом очередного тактового импульса на выходе элемента И 28 появляется импульс, по которому в первый разряд регистра 29 сдвига записывается еди.ница, а в остальные — нули. При смещении единицы в разрядах регистра

29 сдвига на его выходах формируются управляющие импульсы, длительность которых определяется периодом поступления тактовых импульсов, а на четвертом выходе длительность импульса определяется формирователем 30 интервала. Формирователь 30 интервала представляет собой многовходовый элемент ИЛИ, входы которого соединены с последовательными выходами разрядов регистра 29 сдвига. Количество входов элемента ИЛИ определяется частотой повторения меток времени и необходимостью формирования управляющего импульса заданной длительности.

S 1084

Работа устройства фазирования шкалы времени электронных часов предполагает периодическое поступление опорных меток времени, например, от навигационного приемоиндикатора. 5

Опорные метки времени формируются навигационным приемоиндикатором.

Устройство фазирования работает в двух режимах: точное фазирование; грубое фазирование. l0

Устройство начинает работу с ре жима точного фазирования, который задается управляющим импульсом на1 четвертом выходе блока 5 управления (выбор его длительности показывается 15 ниже). При поступлении управляющего импульса с четвертого выхода блока 5 на второй вход элемента И 13 начинается режим точного фазирования, При этом на выходе элемента И 13 формируется импульс, который через элемент

ИЛИ 14 поступает на дополнительный (вычитающий) вход коммутатора 3.

Коммутатор 3 изменяет фазу выходных импульсов путем переключения выходов 25 линии 2 задержки. Необходимо отметить, что к выходу коммутатора 3 может быть подключен только один из ,выходов линии 2 задержки. Рассмотрим один из возможных случаев, в котором 30 с выхода коммутатора 3 поступает последовательность импульсов, например о, форма которых близка к меандру, а опорная метка времени поступает в момент времени t< (фиг. 5, ОИВ). При этом длительность опорной метки времени равна, например, четверти, периода выходных импульсов генератора 1 (фиг. 5Q).

При наличии разрешающего импуль- 40 са на выходе блока 5 на выходе элемента И 13 формируется импульс, который через элемент ИЛИ 14 поступает на суммирующий (вычитающий) вход реверсивного счетчика 23. При этом фаза выходных импульсов коммутатора 3 изменится на 45", т.е. на выходе коммутатора 3 будет последовательность импульсов (фиг. 55). Необходимо отметить, что переключение отводов линии 2 задержки производится в момент t (фиг. 5 ), т.е. по спаду выходного импульса коммутатора 3. Задержка переключения производится с помощью триггеров 26 и 25 .(фиг. 5, Т 26). Через период опорных меток времени на вы" ходе элемента И 13 (фиг. 5, И 13) 720 б сформируется второй импульс,. который через элемент ИЛИ 14 также поступает на суммирующий (вычитающий) вход реверсивного счетчика 23. Фаза выходной последовательности импульсов коммутатора 3 .примет значение (фиг. 3t) и т.д. Формирование импульсов на выходе элемента И 13 будет производится до тех пор, пока опорная метка времени будет совпадать с положительным полупериодом выходных импульсов коммутатора 3 и на второй вход элемента И 13 будет поступать разрешающий импульс.

В рассматриваемом случае фаза выходной последовательности импульсов изменится на 90 . Максимальная длительность разрешающего импульса с 1, поступающего с четвертого выхода блока 5 определяется произведением количества отводов п линии 2 задержки на период поступления опорных меток времени Тб„, т.е, t =n Т „ .

Таким образом, при поступленйи команды "Пуск" блок 5 формирует на четвертом выходе управляющий импульс длительностью 1, по которому производится изменение фазы в пределах периода выходных импульсов коммутатора 3, т.е. производится точная подстройка фазы импульсов относительно опорных меток. Этим достигается точное сведение фазы выходных импульсов коммутатора 3 с фазой опорных меток времени (фиг. Sg-ô).

Затем производится грубое фази;рование.

Режим грубого фазирования начинается с момента поступления управляющего импульса с второго выхода блока 5 на четвертый вход формирователя 9. На пятый вход формирователя 9 поступают опорные метки времени (фиг. 6, ОМВ), на второй вход — метки времени Т (фиг. 6, Т ), на первый вход — выходная .последовательность импульсов коммутатора 3 (фиг. 6, Вх.1), на третий вход — метки времени Т (фиг. 6, Т), на четвертый вход — разрешающий. импульс с блока 5 (фиг. 6, Вх.4). Элементы И 32 и 33 предназначены для формирования знака поправки. При этом выходной им. пульс появляется на выходе только одного- элемента (И 32 и И 33, фиг.

6, И 32). Выходной импульс перекидывает триггер 34 знака в соответствую1084720

После окончания записи пачки в ,реверсивный счетчик 12 с третьего выхода блока 5 на второй вход триггера 6 поступает импульс запуска, ко-. торый перекидывает триггер 6. При . отрицательной поправке дТ открывается элемент И 7, с выхода которого импульсы проходят на соответствующий (суммирующий) вход коммутатора

3 и через элемент ИЛИ 11 на суммирующий вход реверсивного счетчика 12.

50 щее состояние, определяя знак поправки. Выходные сигналы триггера 34 знака (фиг. 6, Т 34) поступают соответственно на третий вход элемента И 7 и на первый вход второго элемента И, 5 открывая один из них, и на вторые входы элементов И 37 и 38, на третьи входы которых поступают выходные им-. пульсы коммутатора 3, на четвертый вход — разрешающий импульс с второго 10 выхода блока 5, на первые входы— импульсы- А Т соответственно с выходов триггеров 35 или 36 (фиг. 6,iT)..

Длительность импульса Т определяется величиной поправки, т.е. величиной 15 задержки меток времени относительно опорных. При этом триггер 35 перекидывается в разрешающее состояние от импульсов меток времени и возвращается в исходное состояние импуль- 20 сами опорных меток времени, а триггер 36 перекидывается в разрешающее состояние импульсами опорных меток времени и возвращается в исходное состояние задержанными метками вре- 25 мени.

На выходе элементов И 37 или

И 38 (фиг. 6, И 38) формируется пачка импульсов, количество которых определяется величиной поправки дТ З0 и частотой повторения выходных импульсов коммутатора 3. Пачка импульсов поступает через элемент ИЛИ 10 на вычитающий (или через элемент

ИЛИ 11 на суммирующий) вход реверсив- З5 ного счетчика 12. Таким образом, в реверсивный счетчик 12 записывается код поправки ДТ, величина которого пропорциональна временной задержке меток времени относительно опорных меток времени. Формирователь 9 формирует пачку импульсов только в течение. одного периода меток времени.

Перед началом работы формирователя

9 производится установка реверсивно- 45 го счетчика 12 в исходное состояние импульсом с первого выхода блока 5.

При положительной поправке д Т открывается элемент И 8, с выхода которого импульсы проходят через элемент

ИЛИ 14 на дополнительный,(вычитающий) вход коммутатора 3 и через элемент ИЛИ 10 на вычитающий вход реверсивного счетчика 12.

С поступлением импульса на вход коммутатора 3 производится изменение содержимого реверсивного счетчика 23 и, следовательно, переключение отводов линии 2 задержки таким образом, что выходная. последовательность импульсов, поступающая на вход формирователя 4 сдвигается,на величину, равную интервалу задержки между отводами линии 2 задержки. Поступление импульсов на входы коммутатора 3 и реверсивного счетчика 12 продолжается до момента обнуления реверсивного счетчика 12. При обнулении реверсивного счетчика 12 íà его выходе вырабатывается импульс, который возвращает триггер 6 в исходное состояние. При этом поступление импульсов на коммутатор З,и реверсивный счет-, чик 12 прекращается.

Переключение отводов линии 2 задержки производится коммутатором

3 так же как в режиме точного фазирования в момент йп (фиг. 5(I), т.е. по спаду выходного импульса коммутатора 3;

На этом заканчивается режим грубого фазирования. Величина введенной поправки в режиме грубого фазирования равна произведению числа импульсов, поступивших на вход коммутатора 3, на величину интервала между отводами линии 2 задержки.

Таким образом, величина общей поправки, введенной в формирователь

4, определяется суммой двух поправок, введенных в режимах точного и грубого фазирования. При этом, ошибка измерения поправки определяется величиной интервала задержки между отводами линии 2 задержки. Вследствие равновероятного закона распределения ошибки фазирования в пределах интервала задержки между отводами линии 2 задержки среднеквадратическая ошибка Cj фазирования формирователя 4 в предлагаемом устройстве определяется формулой

Т

21!3 Ж

10 часов заключается в уменьшении ошибки фазирования по сравнению с известными устройствами и повышении точности фазирования шкалы времени.

9 1084720 где ш — количество отводов линии 2 задержки.

Технико-экономическая эффективность предлагаемого устройства фазирования шкалы времени электронных

1084720

726 рераию ченин фа,м т, ЮЮ

ВНИИПИ Заказ 1995/40 Тираж 408 Подлисиое

Филиал IIGO "Патент", г.Уигород, ул.Проектиая, 4