Устройство тактовой синхронизации

Авторы патента:

УСТРОЙСТВО ТАКТОВОЙ СИНХРО НИЗАЦИИ, содержащее последовательно соединенные на входе формирователь синхроимпульса, фазовый детектор и блок защиты сигнала от дроблений, последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления и делитель частоты, выход которого подсоединен к второму входу фазового детектора, отличающееся тем, что, с целью повышения точности синхронизации и уменьшения времени вхождения в синхронизм при большом уровне помех, в него введены последовательно соединенные блок памяти , блок временной селекции и .элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен второй выход блока временной селекции, первый и третий выходу которого подсоединены к второму и третьему входам блока управления соответственно , к четвертому входу которого подключен второй выход генератора импульсов, первый и второй выходы которого подсоединены к первому и второму входам блока памяти соответственно, к третьему входу которого подключен выход элемента ИЛИ, к четвертому, пятому и шестому входам блока памяти подключены первый, второй , третий выходы блока защиты сигнала от дроблений соответственно, третий вход которого о.бъединен о вторым входом блока врелюнной селекции и подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, дополнительный выход которого подсоединен к третьему входу блока временной селекции, к четвертому входу которого подключен О) второй выход генератора импулг со в а к пятому и шестому входам подклюс чены четвертый и пятый выходы блока защиты сигнала от дроблений .соответственно , к четвертому входу которого подключен четвертый выход блока временной селекции, выход делителя частоты подсоединен к пятому входу блока зёцциты сигнала от дроблений, шесX ) той и седьмой выходы которого под:о 4; соединены к третьему и четвертому входам фазового дискриминатора соответственно . о :о

COOS СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИН

09) (И) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ, ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

И АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3580715/18-09 (22) 15.04.83 (46) 23.06 ° 84. Бюл. 9 23 (72) В.A,Øëûê (53) 621. 394.662 (088. 8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Р 599370, кл. Н 04 L 7/08, 1976.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 965005, кл. Н 04 ? 7/08, 1980 (прототип) . (54) (57) УСТРОИСТВО ТАХТОВОИ СИНХРО-

НИЗАЦИИ, содержащее последовательно соединенные на входе формирователь синхроимпульса, фазовый детектор и блок защиты сигнала от дроблений, последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления и де литель частоты, выход которого под" соединен .к второму входу фазового детектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации и уменьшения времени вхождения в синхрониэм при большом уровне помех, в него введены последовательно соединенные блок памяти, блок временной селекции и .элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен второй выход блока временной селекции, первый и третий выходы которого подсоединены к второму и третьему входам блока управления соЯЯ) Н 04 Ь 7 02 Н 04 Ь 7 08 ответственно, к четвертому входу которого подключен второй выход генератора импульсов,. первый и второй выходы которого подсоединены к первому и второму входам блока памяти соответственно, к третьему входу которого подключен выход элемента ИЛИ, к четвертому, пятому и шестому входам блока памяти подключены первый, второй, третий выходы блока защиты сигнала от дроблений соответственйо, третий вход которого объединен с вторым входом блока временной селекции и подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, дополнительный выход которого подсоединен к третьему входу блока временной селекции, к Q четвертому входу которого подключен второй выход генератора импульсов а к пятому и шестому входам подключены четвертый и пятый выходы блока защиты сигнала от дроблений,соответственно, к четвертому входу которого 1» подключен четвертый выход блока временной селекции, выход делителя частоты подсоединен к пятому входу блока защиты сигнала от дроблений, шестой и седьмой выходы которого подсоединены к третьему и четвертому входам фазового дискриминатора соответственно.

1099403

Изобретение относится к технике передачи дискретных сообщений и может быть использовацо для обеспеЧения тактовой синхронизации приемной части аппаратуры.

Известно устройство тактовой синхронизации, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления, делитель частоты и последовательно соединенные формирователь синхроимпульсов и фазовый дискриминатор, другой вход которого соединен с выходом делителя частоты, а также блок усреднения, выходы которого подключены к другим входам блока управления,.и дешифратор, входы которого соединены с другими выходами делителя частоты, блок защиты

15 сигнала от дроблений, соответствующие входы которого соединены с выходами фазового дискриминатора и дешифратора, а выхоДы вЂ” с входами блока усреднения (11, 20

Однако устройство тактовой синхронизации имеет невысокую точность синхронизации и достаточно большое время фазирования, так как для повышения точности синхронизации коэффи25 циент усреднения выбирается достаточжащее последовательно соединенные на входе формирователь синхроимпульса, фазовый детектор .и блок защиты сиг- 35 нала от дроблений, последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления и делитель частоты, выход которого подсоединен к второму входу фазового детектора, последова- 40 тельно соединенные блок усреднения и блок выбора коэффициента усреднения, выходы которого подключены к другим входам блока управления, последовательно соединенные первый счетчик и блок сравнения, к другим входам которого подключены выходы второго счетчика, к входам которого подключены выходы блока защиты сигнала от дроблений, к дополнительному входу которого подключен первый выход дешифратора, второй выход которого подсоединен .к дополнительному входу второго счетчика, дополнительному входу блока сравнения и первому входу первого счетчика, и другим входам которо- 55 го подключены выходы фазового дискриминатора, выходы блока сравнения подсоединены к другим входам блока выбора коэффициента усреднения, а соответствующие выходы делителя частоты подключены ко входам дешифратора 1,2) .

Однако известное устройство тактовой синхронизации имеет невысокую точность синхронизации и достаточно но большим, что приводит к увеличению времени вхождения в фазу.

Наиболее близким техническим реше- З0 нием к изобретению является устройство тактовой синхронизации, содербольшое время фазирования, так как при большом уровне помех устанавливается максимальный коэффициент усреднения корректирующих импульсов, при этом время фазирования увеличивается и уменьшается точность синхронизации.

Цель изобретения вЂ” повышение точности синхронизации и уменьшение времени вхождения в синхронизм при большом уровне помех, Поставленная цель достигается тем, то в устройство тактовой синхрониэЬции, содержащее последовательно соединенные на входе формирователь синхроимпульса, фазовый детектор и блок защиты сигнала от дроблений, последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления и делитель частоты, выход которого под-соединен ко второму входу фазового детектора, введены последовательно соединенные блок памяти, блок временной селекции и элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен второй выход блока временной селекции, первый и третий выходы которого подсоединены к второму и третьему входам блока управления соответственно, к четвертому входу которого подключен второй выход генератора импульсов, первый и второй выходы которого подсоединены к первому и второму входам бЛЬка памяти соответственно, к третьему входу которого подключен выход элемента ИЛИ, к четвертому, пятому и шестому входам блока памяти подключены первый, второй. и третий выходы блока защиты сигнала от дроблений соответственно, третий вход которого объединен с вторым входом блока временной селекции и подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, дополнительный выход которого подсоединен к третьему входу блока временной селекции, к четвертому входу которого подключен второй выход генератора импульсов, а к пятому и шестому входам подключены четвертый и пятый выходы блока защиты сигнала от дроблений соответственно, к четвер" тому входу которого подключен четвертый выход блока временной селекции, выход делителя частоты подсоединен к пятому входу блока защиты сигнала от дооблений, шестой и седьмой выходы которого подсоединены к третьему и четвертому входам фазового дискриминатора соответ ственно.

На фиг. 1 представлена структурно-электрическая схема устройства тактовой синхронизации на фиг. 2 структурно-электрическая схема блока памяти; на фиг. 3 - структурно-электрическая схема блока защиты сигнала от дроблений; на фиг. 4а, б - структурно-электрическая схема блока временной селекции; на фиг. 5 вЂ” струк1099403 турно-электрическая схема блока управления; н а фи г. б вЂ” структурно-электрическая схема фазового дискриминатора.

Усгройство тактовой синхронизации содержит формирователь 1 синхроим- 5 пульсов, фазовый дискриминатор 2 блок 3 памяти, блок 4 временной селекции, элемент ИЛИ 5, блок б защиты сигнала от дроблений, делитель.7 частоты, блок 8 управления и генера- 1р тор 9 импульсов.

Блок 3 памяти содержит элемент

ИЛИ 10, элементы И 11-13, элементы

ИЛИ-НЕ 14-16, элемент И-ЙЕ 17, триггер 18, элемент И-НЕ 19, элементы И

20, 21, триггер 22, формирователь

23 импульса, элемент И-HE 24, формирователь 25 импульса, элемент ИЛИ-НЕ

26, триггер 27.

Блок б защиты сигнала от дроблений содержит формирователь 28 импульса, элемент НЕ 29, элементы И-НЕ 30 и 31, элементы НЕ 32 и 33, формирователь 34 импульса, триггеры 35-38, элемент ИЛИ 39, формирователь 40 и

41 импульса.

Блок временной селекции 4 содержит элемент И-HE 42, элемент ИЛИ-НЕ

43, элемент И-HE 44, m-:ðàçðÿäíûé регистр сдвига 45, n+1-разрядный регистр 46 сдвига, линии связи 47-49, 2n+3-разрядный регистр 50 сдвига, элемент ИЛИ 51, элементы И-НЕ 52 и

53, триггер 54, элемент И-HE 55, элемент И 56, элемент ИЛИ 57, триггеры 58 и 59, элемент ИЛИ 60, эле- Ç5 менты И-НЕ 61-63, элементы ИЛИ-НЕ

64 и 65, 2n+1-разрядный регистр 66 сдвига, п+1-разрядный регистр 67 сдвига, 3-разрядный регистр 68 сдвига„ линия 69 связи, элемент И-НЕ 70, gp элемент И 71, элемент И НЕ 72, элементы И 73 и 74, элемент ИЛИ 75, линии 76-82 связи, A(5) -жгут линий связи, элемент И-НЕ 83, n+1-разрядный регистр 84 сдвига, 2п+1-разрядный регистр 85 сдвига, элемент Й-НЕ

86, 2n+3-разрядный регистр 87 сдвига, элементы ИЛИ 88 и 89, триггер 90, элемент И-НЕ 91, элемент И 92, элемент ИЛИ-НЕ 93, элемент И-НЕ 94, элемент И 95, элемент ИЛИ 96, элемент

HE 97, элемент И-НЕ 98, элемент НЕ

99, триггер 100, A(4) -жгут линий связие

Блок управления 8 содержит элементы И 101 и 102, элемент ИЛИ 103. 55 фазовый дискриминатор 2 содержит элемент И-HE 104, формирователь 105 импульса, элемент И-НЕ 106.

Устройство aактовой синхронизации работает следующим образом. 60

Исходное состояние всех элементов . памяти устройства тактовой синхронизации Нулевое . Элементы И-HE

104, И-НЕ 106 фазового дискриминатора 2 открыты для прохождения корот- 65 ких импульсов с выходов формирователя 1 синхроимпульсов единицами, поступающими на их входы с инверсных выходов триггеров 36 и 37 блока

6 защиты сигнала от дроблений соответственно, а элементы И-НЕ 42, И-НЕ

83 блока 4 временной селекции вЂ” Единицей, . поступающей с выхода элемента ИЛИ-ЙЕ 43, на входы которого поступают нули с прямых выходов триггеров 58 и 59 блока 4.

В режиме отставания с выхода формирователя 1 . синхроимнульсов короткий импульс, соответствующий переднему фронту синхроимпульса, поступает через открытый элемент И-НЕ 42 блока 4 на вход 2n+3-разрядного регистра 50 сдвига к записывается в его первом разряде, а также через открытый элемент И-HE 104 фазового дискриминатора

2 поступает на информационные входы триггеров 35 и 36 блока 6 и переводит их в единичное состояние. При этом

u = вЂ” - "вЂ”

f r.

2К ° В где Й, и - частота тактовых импульсов на выходе генератора импульсов 9;

К вЂ” коэффициент деления делителя;.

В - скорость модуляции.

Длина регистра сдвига 2n+3-разряда 50 выбирается с целью учета синхроимпульсов, приходящих на вход устройства тактовой синхронизации с фазой, искаженной на + 1Ъ, Если частота импульсов на выходе генератора импульсов 9 f = 2К-В то B

1 И г.н тогда период следования тактовых импульсов на выходе делителя частоты 7, равный периоду cJ.åäîâàíèÿ синхроимпульсов, передаваемых в канал связи, Т = 2К ° Т т.п., и при склажности Q=2 длительность тактового импульса на выходе делителя частоты 7 c - =K" Т,1

Тогда искажение длительности импульса на -1Ъ при К = 100, а2 = Тг„. A так как смещение фазы у двух следующих друг за другом синхроимпульсов может быть в противоположных направлениях, то заданным считается период следования синхроимпульсов, отличающийся от номинального до 1 2%. Единица с прямого выхода триггера 35 поступает на вход элемента И-НЕ 52 блока 4, а с прямого выхода триггера

36 через элемент ИЛИ 10 блока памяти

3 на входы элементов И-НЕ 17, И-НЕ

19, И-HE 24, На другие входы этих элементов И-НЕ поступают тактовые импульсы с выхода генератора 9 импульсов. Единица продвигается в нем до тех пор, пока триггер 36 находится в единичном состоянии.

Сброс триггера 36 производится им1099403 поступающим с выхода элемента ИЛИ 75, блока 4 на один иэ входов открытого элемента И-НЕ 52 и на вход элемента

HE 97 соответственно. При этом сброс элементов памяти блока 3 не производится, так как с инверсного выхода триггера 100 на вход элемента И-НЕ

3l поступает ноль запирающий его. Единица с прямого выхода триггера 58 поступает на один из входов

25 лемента И 101 блока 8 управления и .через элемент ИЛИ 5 устройства тактовой синхронизации на один из входов элемента И 11 блока 3, на другой вход которого поступают с выхода генератора 9 импульсов тактовые импульсы, сдвинутые на относительно основных тактовых импульсов ° Этими тактовыми импульсами производится считывание величины фазы, записанной в блоке 3.

Одновременно на входы элемента ИЛИ 103 блока 8 управления поступают тактовые импульсы, сдвинутые друг относительно друга на а через элементы

И 101 и 102, открытые по другим входам единицами, поступающими с прямого выхода триггера 58 и инверс40 ного выхода триггера 59 соответственно. С выхода элемента ИЛИ 103 последовательность импульсов поступает на 45 вход делителя частоты 7 и сдвигает фазу тактовых импульсов на его выходе на требуемую величину в сторону опережения. При установке в нулевое состояние последнего из записанных в блоке 3 разрядов, на выходе. элемента ИЛИ-HE 26 формирует" ся импульс сброса, устанавливающий триггеры 58, 59, 100 блока 4 в исходное состояние.

Аналогично устройство тактовой синхронизации работает в режиме опережения. При этом импульс, соответствующий переднему фронту тактового импульса на выходе делителя 7 часто- 60 ты, поступает на вход формирователя

105 импульса фазового дискриминатора

2, с выхода которого импульс поступает через элемент И-НЕ 106, открытый по другому входу единицей, по- 65 пульсом, соответствующим переднему фронту тактового имлульса, поступающего с выхода делителя 7 частоты. на вход формирователя 34 импульса блока 6. Сброс элементов памяти блока

3 производится по заднему фронту так- 5 тового импульса, поступающего с выхода делителя частоты 7 через элемент НЕ 29 блока 6 на вход формирователя 28 импульса сброса, с выхода которого короткий единичный им- 10 пульс поступает на один вход элемента И-НЕ 31, на другой вход которого поступает единица с инверсного выхода триггера 100 блока 4. Триггеры 58 и 100 устанавливаются в 15 единичное состояние импульсом, ступающей с инверсного выхода триггера 36, на вход триггера 37 блока 6 и переводит еro в единичное состояние. С инверсного выхода триггера

37 триггер 38 переводится также в единичное состояние. При появлении импульса на выходе элемента ИЛИ

75 триггер 59 переводится в единичное состояние. С прямого выхода этого триггера 59 единица поступает через элемент ИЛИ 5 устройства тактовой синхронизации на один из входов элемента И 11, а с инверсного выхода ноль поступает на вход элемента И 102, запрещая прохождение основных тактовых импульсов на вход элемента ИЛИ 103, При этом тактовые импульсы на вход делителя частоты 7 не поступают, а на выходе делителя частоты 7 фаза тактовых импульсов подстраивается в сторону отставания, Сброс триггера 37 производится коротким импульсом, соответствующим переднему фронту синхроимпульса, а сброс триггера 38 производится по переднему фронту тактового импульса поступающего с выхода делителя частоты 7, Блок 4 временной селекции работает следующим образом.

КоРоткий импульс, соответствующий переднему фронту синхроимпульса, поступает с выхода формирователя 1 синхроимпульса через открытый элемент И-НЕ 42 на вход (Zn+3) -разрядного регистра сдвига 50 и продвигается в нем тактовыми импульсами. Выходы l-го, 2-го, 3-го разрядов (2п+

3)-разрядного регистра сдвига 50 подключены к входам элемента ИЛИ 51, выходы п-го, n+l-го,п+2-ro разрядов ко входам элемента ИЛИ 57, выходы

2n+1-го, 2п+2-го, 2п+3-го разрядов к входам элемента ИЛИ 60. При одновременном появлении импульсов на выходе 2n+1-го разряда регистра сдвига 50 и выходе элемента ИЛИ 57, а это происходит, если на вход (2n+3)разрядного регистра 50 сдвига поступает с выхода формирователя 1 синхроимпульсов подряд два коротких импульса, соответствующих передним фронтам синхроимпульсов, период следования которых равен периоду следования синхроимпульсов передатчика или отличается от него на « 2Ъ (заданный период следования), импульс с выхода элемента И-НЕ 63 записывается в первом разряде 2п+1-разрядного регистра сдвига 66 и в первом разряде m-разрядного регистра сдвига 45. При этом m ="/ „ где t „ длительность тактового импульса на выходе генератора 9 импульсов. При одновременном появлении импульсов на выходах l-ro, n+1"" го, 2n+l-ro разрядов регистра сдви- га 66, на выходе элемента И 71 появ-,,:

1099403 ляется импульс, поступающий через элемент ИЛИ 75 на входы элементов И-НЕ

52, И-НЕ 53, на вход элемента HE 97.

Если при появлении импульса на выходе n+1-го разряда или при одновременном появлении импульсов на выходах

n+l-ro, 2п+1-го разрядов (2п+1)-разрядного регистра сдвига 66 на инверсном выходе его 1-го разряда присутствует единица, импульс с выхода элемента И-HE 70 записывается в его 2-й разряд и циркулирует в нем до одновременного появления импульсов на выходах l-го, n+l-ãî,. 2п-1ro разрядов (2n+1)-разрядного регистра 66 сдвига. 15

При одновременном появлении импульсов на выходах элементов ИЛИ 51, ИЛИ 57, ИЛИ 60, а это происходит если на вход (2n+3) -разрядного регистра 50 сдвига поступает с выхода формирователя синхроимпульсов подряд три коротких импульса с заданным периодом следования, триггер 54 устанавливается в единичное состояние, и импульс с выхода элемента И-НЕ 5

44 записывается в первом разряде n+1"" разрядного регистра 46 сдвига ° При одновременном появлении импульсов на выходах 1-го и n+1-го разрядов (п+1) -разрядного регистра 46 сдвига, на выходе элемента ИЛИ 75 появляется импульс. Это произойдет, если на вход (2n+3) -разрядного регистра 50 . сдвига поступает подряд шесть синхроимпульсов с заданным периодом следования. Если при появлении импульса на выходе и+1-ro разряда (и+1)-разрядного регистра 46 сдвига на инверсном выходе его первого разряда присутствует единица, то импульс с выхода элемента И-НЕ 55 записывается во40

2-й разряд (n+1) -разрядного регистра 46 сдвига, и циркулирует в нем дЫ одновременного появления импульсов на выходах 1-го и n+l-го разрядов.

С выхода m-го разряда m-разрядного45 регистра 45 сдвига импульс поступает на входы элементов И-НЕ 61, И-НЕ 62.

Если в это время на входе эЛемента

И-НЕ 62 присутствует импульс, поступающий с выхода элемента HE 99, а на 5О входе элемента И-HE 61 присутствует единица, то импульс с выхода mразрядного регистра 45 сдвига записывается в первые разряды 3-разрядного регистра 68 сдвига и n+1-разрядного регистра 67 сдвига, Импульс на выходе элемента И-HE 98 появляется при одновременном появлении импуль" сов на выходе элемента ИЛИ 89 и на выходе 2n+1-ro разряда (2n+3)-разрядного регистра 87 сдвига. В первом разряде 2n+3-разрядного регистра 87 сдвига записываются импульсы, поступающие с.дополнительного выхода формирователя 1 синхронмпульсов и соответствующие задним фронтам синхроимпульсов. При одновременном появлении импульсов на выходах 1-го и n+1-го разрядов (n+1)-разрядного регистра

67 сдвига на выходе элемента ИЛИ 75 появляется импульс Если при появлении импульса на выходе и+1-го разряда (n+1) разРядного регистра 67 сдвига на инверсном выходе его 1-го разряда присутствует "единица",импульс с выхода элемента И-НЕ 72 записывается во 2-й разряд и циркулирует в нем.

С выхода 3-ro разряда 3-разрядного регистра 68 сдвига импульс поступает на вход элемента И 74. Если это время на другом его входе присутствует "единица, поступающая с выхода -. триггера 90, на выходе элемента ИЛИ

75 появляется импульс. Единица на выходе триггера 90 появляется в том случае если на выходах элементов

ИЛИ 83, 89, 96 одновременно появляются импульсы. Импульс с выхода элемента И-НЕ 98 записывается в первый разряд 2n+1-разрядного регистра

85 сдвига, а импульс с выхода элемента И-НЕ 86 в первый разряд n+1разрядного регистра 84 сдвига.

В исходное состояние триггер 54 уст анавливаетс я с выхода 2-го разряда 3-разрядного регистра 68 сдвига, а также с прямых выходов триггеров

58 и 59, а триггер 90 вЂ” с выхода 4ro разряда (n+1) ðàçðÿäíîãî регистра

84 сдвига, а также с прямых выходов триггера 58 и 59, Технико-экономическая эффективность устройства тактовой синхронизации заключается в сокращении времени фазврования и повышении точности синхронизации за счет подстройки фазы по синхроимпульсам, фаза которых искажеиа на т1%.

-1099403

4 ю1 иг.

1099403

А099403

1099403

Составитель T. Поддубняк

Редактор A.Щандор Техред М. Гергель

Корректор И.Эрдейи

Заказ 5702 Тираж 635

ВНИИПИ Государственного комитета СССР о делам изобретений н открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное