Хронометрическая система

 

Изобретение касается электронных цифровых систем единого времени технической точности. Цель изобретения - повышение надежности работы системы. Хронометрическая система содержит первый 1 и второй 4 кварцевые генераторы, коммутатор 5, делитель частоты, формирователь шкалы времени, блок индикации, преобразователь параллельного кода в последовательный и вторичные часы. Новым в системе является применение второго энергонезависимого кварцевого генератора, блока контроля основного (первого) кварцевого генератора и трех иерархически связанных блоком развязки источников питания. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

1 ЕСПУБЛИН (19) (И) А1 (51) 4 G 04 С 13/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

В.Е,.Г1- ." НАГ

1й

i41 : 11i ". ).,>i..йii

Б;!Б. !С: i:-., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н A ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. (21 ) 4350947/24-21 (22) 28. 12. 87 (46) 07.08.89.Бюл. В 29 (72) А.А.Семенов, А.Г.Брусенцов, В.В.Лаюшка, С.И.Детиненко и Л.С.Гендельман (53) 529.786.2 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N -1190352, кл. (04 С 13/00, 1984.

Авторское свидетельство СССР

Ф 1315932, кл. G 04 С 13/02, 1986.. (54) ХРОНОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение касается электронных цифровых систем единого времени технической точности. Цель изобретения — повышение надежности работы системы. Хронометрическая система содержит первый 1 и второй 4 кварце— вые генераторы, коммутатор 5, делиа тель частоты, формирователь шкалы времени, блок индикации, преобразователь параллельного кода в Последовательный и вторичные часы, Новым в системе является применение второго энергозависимого кварцевого огеНератора, блока контроля основного (первого) кварцевого генератора и трех иерархически связанных. блоком развязки источников питания. 2 ил.

3 149931

Изобретение относится к электронным цифровым системам единого времени технической точности, в которых информация о текущем времени переда-. ется на группу вторичных часов по линии связи в виде кода.

Целью изобретения является повышение надежности работы системы путем повышения ее устойчивости к сбоям 10 в электропитании.

На фиг.l представлена структурная схема хронометрической системы; на фиг.2 — структурная схема блока конт роля. 15

Хронометрическая система содержит первый кварцевый генератор l,детектор 2, фильтр 3, второй кварцевый генератор 4, коммутатор 5,делитель

6 частоты, формирователь 7 шкалы вре- 20 мени, блок 8 индикации, преобразова, тель 9 параллельного кода в последовательный, вторичные часы 10, блок

11 контроля, блок 12 световой сигна- . лизации, собирательный элемент 13, блок 14 звуковой сигнализации, блок

15 питания, буферный аккумулятор 16, аварийную батарею 17, блок 18 развязки питания, первый стабилизатор 19, второй стабилизатор 20 . 30

Блок 11 контроля состоит из четырех операционных усилителей 21 — 24, Первый кварцевый генератбр 1 пос ледовательно связан с детектором 2 и фильтром 3. Выход 3 подключен к 35 ,первому входу блока 11 контроля.Кроме того, выход первого кварцевого генератора 1 подключен к первому ин. формационному входу коммутатора 5.Вы ход второго кварцевого генератора 4 40 подключен к второму информационному входу коммутатора 5. Коммутатор 5 .последовательно связан с делителем ,6 частоты и формирователем 7 шкалы, 45 .Выходная шина формирователя 7 па-, раллельно подключена к блоку 8 индикации и преобразователю 9 параллель ного кода в последовательный, Выход преобразователя посредством линии связи связан с входами вторичных часов 10. Выходы блока 11 контроля параллельно подключены к входам блока

12 световой сигнализации и собирательного элемента 13, а выход послед".55 него связан с входом блока 14 звуковой сигнализации. Первый выход блока

ll контроля соединен с управляющим входом коммутатора 5. Выход блока 15 питания подключен к третьему входу блока ll контроля и первому входу блока 18 развязки питания. Буферный аккумулятор 16 подключен к второму входу блока 11 контроля и второму входу блока 18 развязки питания.Третий вход блока 18 связан с аварийной батареей 17. Первый выход блока

18 связан с входом первого стабилизатора 19, а второй выход - .с входом второго стабилизатора 20. Выход стабилизатора 19 связан шиной питания с блоками l 8, 9 и 10. Выход стаби лизатора 20 связан шиной питания с блоками 4, 5, 6 и 7.

Первый выход блока .18 развязки питания связан с шиной питания блока

11, а второй — с блоками 12 14.

Инвертирующий вход операционного усилителя 21 является первым входом блока 11 контроля, инвертирующие входы усилителей 22 и 23 объединены.и являются вторым входом блока

ll, a èíâåðòèðóþùèé вход усилителя

24 является третьим входом блока 11.

Неинвертирующие входы усилителей

21-24 подключаются к соответствующим источникам опорных напряжений, Блок 12 световой сигнализации может быть выполнен в виде набора светодиодов по числу входов. Кроме того, допустимо управление светодиодами осуществлять через триггерызащелки. Блок 14 звуковой сигнализации может быть выполнен в виде головки динамического громкоговорителя с генератором звуковой частоты.

Вторичные часы 10 могут быть выполнены аналогично известным, Хронометрическая система работает следующим образом.

Импульсы, генерируемые первым ,кварцевым генератором 1 (фиг.l ),па. ,раллельно подаются на вход детекто ра 2 и на первый информационный (сигнальный) вход коммутатора 5.

Импульсы генератора 1, поступи на вход детектора 2, выпрямляются и далее выпрямленное напряжение г@ нератора поступает на сглаживающий фильтр 3. С выхода фильтра установленный уровень напряжения поступает на первый вход блока 11 контроля.

Первый вход блока 11 контроля (фиг.2) соответствует инвертирующему входу операционного усилителя 21, На неинвертирующий вход усипителя

14993

Операционные усилители 22 — 24 функционируют аналогично усилителю

21 в режиме компараторных схем.

На неинвертирующие входы усилителей 22 — 24 подаются опорные напряжения, соответствующие номинальному значению напряжения буферной батареи, нижнему допустимому пределу разряда батареи и номинальному значению выходного напряжения блока питания.

В случае отказа блока 15 питания, пропадания или снижения напряжения буферного аккумулятора 16, на соответствующих выходах блока 11 контроля появятся сигналы, информирующие

2I постоянно подается опорное напряжение. Операционный усилитель 2! работает в режиме компаратора и при наличии напряжения на инвертирующем входе, если оно превышает опорное напряжение на неинвертирующем входе или равно ему, то на его выходе имеется нулевой сигнал. Этот нулевой сигнал с выхода усилителя 21 (перво- 10

ro выхода блока 11) поступает на уп— равляющий вход коммутатора 5. При наличии нулевого сигнала на управляющем входе коммутатора 5 импульсы генератора 1 проходят через коммута- 15 тор на вход делителя 6 частоты.

В случае остановки или отключения генератора 1 на вход детектора 2 перестают поступать импульсы и на выходе фильтра 3 пропадает напряже- 20 ние, поступающее на инвертирующий вход усилителя 21 блока 11, На выходе усилителя 21 сформируется сигнал напряжения с уровнем логической единицы. Этот сигнал с первого выхода блока 11 поступит. на управляющий вход коммутатора 5, заблокирует выход генератора 1 и откроет прохождение импульсов с второго кварцевого генератора 4 на вход делителя 6 30 частоты.

Кварцевый генератор 1 является основным высокостабильным генератором с термокомпенсацией и стабильностью порядка lх10 — lх10, Кварцевый генератор 4, аварийно-резервный, не термокомпенсирован и обладает стабильностью порядка lх10

-5

Однако эта стабильность достаточна для удержания в норме общей ста- 40 бильности хронометрической системы и ее суточного хода на время устранения аварийной ситуации. При этом частота генераторов 1 и 4 на входе коммутатора 5 одинакова по величине. 45

С выхода коммутатора 5 импульсы подаются на делитель 6 частоты. Делитель 6 делит входной сигнал до частоты 1 Гц (секундные импульсы), которые поступают на формирователь 7 шкалы б0 времени. формирователь 7 состоит из последовательно соединенных счетчиков для отсчета временных компонент (секунда, минута, час и т.д.). Состояние формирователя 7 индицируется цифровыми индикаторами 8, Кроме того, информация о временных компонентах с выхода формирователя 7 поступает на преобразователь

1О 6

9 параллельного кода в последовательный. В преобразователе 9 параллельный код временных компонент под воз— действием маркерных импульсов и пачек тактовых импульсов, поступающих с промежуточных выходов целителя частоты (не показаны), преобразуются в последовательный код. С выхода преобразователя 9 последовательный код времени по линии связи поступает на вход вторичных часов 10.

Вторичные часы известными способами-,и средствами осуществляют обратное преобразование последовательного кода в параллельный и отображают при— нятую временную информацию на своих индикаторах, Питание хронометрической системы в основном режиме осуществляется от сетевого блока 15 питания.Необходимое постоянное напряжение поступает на первый вход блока 18 развязки питания. в котором через первый диод осуществляется питание блока

11 контроля и стабилизатора 19. Стабилизатор 19 обеспечивает энергопитание термокомпенсированного генератора 1, преобразователя 9, блока 8 индикации и вторичных часов 10,Питание тех же блоков осуществляется параллельно от буферного аккумулятора 16 через второй диод блока 18„

Выход блока 15 питания дополнительно подключен к третьему входу блока 11 контроля (инвертирующему входу операционного усилителя 24), а выход буферного аккумулятора 16 дополнительно подключен к второму входу блока ll контроля (инвертирующим входам операционных усилителей

22 и 23).

1499310

35 точников питания.

В случае возникновения отказов в основном кварцевом генераторе 1 или основных источниках питания на соответствующих выходах блока 11 контроля появляются сигналы авариййого состояния. 55

Эти сигналы отображаются на блоке

12 световой сигнализации, указывая на конкретный вид аварии или сбоя, а также через собирательный элемент об аварийном состоянии основных источников энергопитания.

Первый и второй диоды блока 18 являются собирательными для выход5 ного напряжения блока питания и буферного аккумулятора. Через третий диод эти напряжения подводятся к входу второго стабилизатора 20.

От стабилизатора 20 осуществляется независимое питание наиболее важных функциональных элементов хронометрической системы второго кварцевого генератора 4, коммутатора 5, делителя 6 частоты и формирователей 15

7 шкалы времени.

Стабилизатор 20, кроме того,может питаться от маломощной аварийной батареи 17 через четвертый диод блока 18. 20

Для эффективной работы хронометрической системы и обеспечения независимости энергопитания жизненно важных частей системы условием ее нормальной работы является соблюдение неравенства выходных напряжений источников питания Э у (.1У„ь4П„ .При этом перепад разности питающих напряжений должен быть не менее 1-2 В.

При выполнении этого условия и исправной работе блока 15 питания второй и четвертый диоды будут заперты и энергопотребление от аккумулятора 16 и батареи 17 будет исключено.

В случае отказа блока 15 второй диод автоматически открывается и питание системы осуществляется от буферного аккумулятора 16, При этом вся система функционирует в полном р0 составе, В случае отказа буферного аккумулятора 16 открывается четвер- тый диод блока 18 и питанием обеспечивается только хранитель времени, т.е. совокупность блоков 4 — 7, кото- 45 рые оказываются энергозависимыми и процолжают свое функционирование независимо от состояния основных ис!

3 вводят в действие блок 14 звуковой сигнализации, оповещая соответствующую службу о выходе системы из установленного режима работы.

По сравнению с известными системами предлагаемое техническое решение существенно повьппает устойчивость хронометрической системы к сбоям в электроснабжении, что важно при их эксплуатации на промышленных объектах и, особенно, на транспорте, в частности, на судах морского флота, где время является одним из основных навигационных параметров при исчислении пути и определении местоположения, а напряжение и частота энергопитания имеют значительные разбросы.

Часто имеет место не только значительный перепад напряжения или частоты, но и полное обесточивание отдельных систем на некоторое время, что является недопустимым для автономных хранителей времени.

Питание от одной аварийной батареи нецелесообразно ввиду большого энергопотребления системы, которая может содержать несколько десятков и сотен вторичных часов. Кроме того, при высоких требованиях и долговременной стабильности хронометрической системы технической точности должен использоваться термостатированный кварцевый генератор, который для работы термостата требует значительного энергопотребления, как правило, недостаточного у аварийной батареи как по номиналу напряжения, так и по энергоемкости. о

Формула изобретения

1. Хронометрическая система,содержащая первый кварцевый reнepатор, делитель частоты, формирователь шкалы времени, блок индикации, преобразователь параллельного кода в последовательный, вторичные часы, блок питания, аварийную батарею и первый стабилизатор, выход которого подключен к входам питания первого кварцевого генератора, преобразователя параллельного кода в последовательный, блока индикации и вторичных часов, выход делителя частоты связан с входом формирователя шкалы времени, выход которого шиной соединен с вхо1499310

3 ° Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок развязки питания содержит четыре диода, аноды первого, второго и четвертого анодов являются соответственно первым,вторым и третьим входами блока развязки, катоды первого, второго и анод третьего диодов объединены и являются первым выходом, а объединенные катоды третьего и четвертого диодоввторым выходом блока развязки.

Фиа2

Составитель О.Скворцов

Редактор Л.Гратнлло Техред М. Ходанич Корректор С.! 1екмар

Заказ 469I/46 Тираж 363 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101 дами блока индикации и преобразователя параллельного кода в последовательный, а выход последнего подклю- . чен к входам вторичных часов, о тл и ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повьппения надежности работы системы путем повьппения ее устойчивости к сбоям в электропитании, в нее введены второй кварцевый генера- 10 тор, коммутатор, детектор, фильтр, блок контроля, блок световой сигнализации, собирательный элемент, блок звуковой сигнализации, буферный ак,кумулятор, блок развязки питания и второй стабилизатор, выход которого подключен к входам питания второго кварцевого генератора, коммутатора, делителя частоты и формирователя шкалы времени, входы первого и второго стабилизаторов связаны с соответствующими выходами блока развязки питания, первый вход которого подключен к выходу блока питания и третьему входу блока контроля, второй вход— к выходу буферного аккумулятора и второму входу блока контроля, третий вход — к выходу аварийной батареи, при этом выходы блока контроля связаны с соответствующими параллельными входами блока световой сигнализации и собирательного элемента, выход которого подключен к входу блока звуковой сигнализации, управляющий вход коммутатора связан с первым выходом блока контроля, а сигнальные входы — с соответствующими выходами кварцевых генераторов, первый кварцевый генератор через последовательно соединенные выпрямитель и фильтр подключен к первому входу блока контроля, а выход коммутатора связан с входами делителя частоты.

2. Система по п,1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что блок контроля содержит и операционных усилителей, где Il — число контролируемых параметров, выходы усилителей являются выходами блока контроля, неинвертирующие входы подключены к источникам опорных напряжений, а инвертирующие входы являются сигнальными входами блока.