Система синхронизации часов по радиоканалу

 

Изобретение относится к области синхронизации часов по радиоканалу и может быть применено в системах единого времени. Сущность: система содержит группу ведущих часов, группу удаленных часов и центральные часы. При этом ведущие часы состоят из последовательно соединенных опорного генератора, хранителя времени, формирователя сигналов времени, радиопередатчика и последовательно соединенных блока памяти и программного устройства. Выход программного устройства подключен к управляющему входу хранителя времени, а второй вход - к выходу хранителя времени. Каждые из удаленных часов и центральные часы содержат последовательно соединенные опорный генератор, хранитель времени, измеритель разности времени и радиоприемник. Выход радиоприемника подключен ко второму входу измерителя разности времени. Кроме того, центральные часы содержат коммутатор линий связи, формирователь поправок и признака достоверности, формирователь управляющих воздействий и ключ. Технический результат: повышение точности. 21 ил.

Изобретение относится к области синхронизации часов по радиоканалу и может быть применено в системах единого времени, в которых осуществляется передача сигналов точного времени.

Известны системы синхронизации часов, содержащие эталонные часы с эталонной мерой частоты и формирователем шкалы времени, средства для передачи сигналов эталонных часов по радиоканалу, группу удаленных вторичных часов, каждые из которых включают радиоприемник сигналов эталонных часов, опорный генератор, формирователь шкалы времени и средства сравнения местных сигналов времени с целью определения рассогласования времени шкал. Однако эти системы синхронизации часов обладают низкой точностью, невысокой надежностью и сложностью эксплуатации.

Известно также устройство для синхронизации часов по радиоканалу, содержащее ведущие часы и группу удаленных часов, в котором каждые из ведущих часов включают меру частоты и хранитель времени, радиопередатчик и формирователи частотно-стабилизированного сигнала и импульсного сигнала времени. Каждые из удаленных часов содержат последовательно соединенные радиоприемник и счетчик, последовательно соединенные фазовращатель и регистр временного параметра, причем мера частоты подключена через фазовращатель к хранителю времени и непосредственно к счетчику, соединенному с хранителем времени, и регистратору временного параметра, связанному с радиоприемником. При этом одни из удаленных часов (центральные часы) снабжены последовательно соединенными между собой коммутатором, вычислительным блоком и вспомогательными каналами связи, вычислительный блок связан с выходом регистратора временного параметра, а коммутатор через вспомогательные каналы связи соединен с группой удаленных часов.

В этом устройстве сигналы времени, сформированные и переданные ведущими часами, принимаются всеми удаленными часами, где сравниваются с местными сигналами времени. Результаты сравнения по вспомогательным каналам связи передаются на одни из удаленных (центральные) часы, где с помощью коммутатора последовательно принимаются для совместной обработки в вычислительном блоке. Вычислительный блок производит определения поправок к шкалам времени всех удаленных часов относительно общей групповой шкалы времени устройства. Эти поправки передаются по вспомогательным каналам связи к удаленным часам, где вводятся в соответствующие хранители. После введения поправок в хранители времени удаленных часов обеспечивается высокая степень синхронизации их шкал времени с групповой шкалой устройства, которая обладает более высокой точностью и надежностью, чем отдельно взятая шкала.

Однако данное устройство синхронизации имеет ряд недостатков: пониженная точность синхронизации удаленных часов при нарушении вспомогательных каналов связи между удаленными и центральными часами, инерционность формирования поправок к шкалам времени удаленных часов из-за необходимости затрат времени на сбор, обработку и рассылку информации.

Наиболее близким к заявляемому объекту является система для синхронизации часов по радиоканалу.

Она содержит группу ведущих часов 1, группу удаленных часов 2, а также центральные часы 3. Каждые из ведущих часов 1 состоят из последовательно включенных опорного генератора 4, хранителя времени 5, формирующего шкалу времени ведущих часов 1, формирователя сигналов времени 6 и радиопередатчика 7, а также из последовательно включенных блока памяти 8 и программного устройства 9. Выход последнего подключен к управляющему входу хранителя времени 5, а второй вход - к выходу хранителя времени 5. Каждые из удаленных часов 2 и центральные часы 3 содержат последовательно включенные опорный генератор 13, хранитель времени 12 и измеритель разности времени 11, а также радиоприемник 10, выход которого подключен ко второму входу измерителя разности времени 11. Кроме того, центральные часы 3 содержат коммутатор линий связи 20, входы которого через линии связи 19 подключены к выходам измерителей разности времени 11 и управляющим входом хранителей времени 12 соответствующих удаленных часов 2. Центральные часы 3 снабжены также формирователем поправок и признака достоверности 22, формирователем управляющих воздействий 23 и ключом 24, выход которого через линию связи 28 подключен к входом блоков памяти 8 всех ведущих часов 1. При этом первый вход формирователя поправок и признака достоверности 22 подключен к выходу измерителя разности времени 11 и управляющему входу хранителя времени 12, а второй вход - к выходу коммутатора линий связи 20. Первый выход формирователя поправок и признаки достоверности 22 подключен к входу формирователя управляющих воздействий 23, выход которого подключен к информационному входу ключа 24. Управляющий вход ключа 24 соединен со вторым выходом формирователя поправок и признака достоверности 22.

Формирователь поправок и признака достоверности 22 может содержать последовательно соединенные формирователь групповой поправки 29, первый блок вычисления поправок 30 и первый блок памяти 31, последовательно соединенные второй блок вычисления поправок 36 и второй блок памяти 37, ключ 35, первый 32 и второй 38 блоки сравнения, первую 33 и вторую 34 схемы логического выбора, а также блок определения хода часов 39. При этом первые входы формирователя групповой поправки 29 и второго блока вычисления поправок 36 соединены с первым входом формирователя поправок и признака достоверности 22. Вторые входы формирователя групповой поправки 29 и первого блока вычисления поправок 30 соединены со вторым входом формирователя поправок и признака достоверности 22. Второй вход второго блока вычисления поправок 36 соединен с выходом формирователя групповой поправки 29. Первый и второй выходы первого блока памяти 31 соединены с соответствующими входами первого блока сравнения 32, выход которого соединен с первым входом первой схемы логического выбора 33. Первый выход первой схемы логического выбора 33 соединен с первым входом второй схемы логического выбора 34, второй вход которой подключен к третьему выходу первого блока памяти 31, а выход - соединен с выходом признака достоверности формирователя поправок и признака достоверности 22. Первый выход второго блока памяти 37 соединен с первым входом второго блока сравнения 38, а второй - со вторым входом второго блока сравнения 38 и информационным входом ключа 35. Управляющий вход ключа 35 соединен со вторым выходом первой схемы логического выбора 33, а выход - с входом блока определения кода часов 39. Выход блока определения хода часов является выходом формирователя поправок и признака достоверности 22.

Устройство-прототип работает следующим образом.

Из сигналов опорного генератора 4 с помощью хранителя времени 5 формируется шкала времени ведущих часов 1 (для простоты рассматриваем одни ведущие часы), по сигналам которой посредством формирователя сигналов времени 6 образуются сигналы времени ведущих часов 1, пригодных для передачи по радиоканалу (например, частотностабилизированный сигнал и импульсные метки времени, М-последовательность и т.п.). Эти сигналы с помощью радиопередатчика 7 передаются по радиоканалу потребителям. На центральных 3 и удаленных 2 часах при наличии возможности радиоконтакта с ведущими часами 1, например, при пролете ИСЗ в соответствующей зоне, производится прием сигналов времени с помощью соответствующих приемников 10 и подача их на сигнальный вход соответствующих измерителей разности времени 11. Из сигналов опорных генераторов 13 с помощью хранителей времени 12 на центральных 3 и удаленных 2 часах соответственно формируются местные шкалы времени, сигналы которых поступают на другие входы соответствующих измерителей разности времени 11.

С помощью этих измерителей 11 определяется соответствующее временное расхождение сигналов местных шкал времени центральных Δц,в=Тц-Тв и удаленных Δу_i,в=Ту-Тв часов с принятыми сигналами времени ведущих часов 1. Эти величины Δц,в и Δу_i,в (с учетом компенсации задержки сигналов на время их, распространения от ведущих 1 до центральных 3 или удаленных 2 часов, например, с помощью транспортируемых часов) принимаются за поправки относительно ведущих часов и вводятся в хранители времени 12 соответственно центральных 3 и каждых удаленных 2 часов. При последующих сеансах синхронизации на часах 2 и 3 также производится получение отсчетов Δу_i, в и Δц., в.

Результаты измерений от удаленных часов 2 с помощью линий связи 19 передаются на коммутатор линии связи 20 центральных часов 3, который производит их последовательную передачу на блоки 29 и 30 формирователя поправок и признака достоверности 22. Результаты измерений Δц,в подаются на блоки 29 и 36 формирователя поправок и признака достоверности 22 непосредственно. При последующих сеансах синхронизации передача результатов измерений Δц,в, и Δу_i,в к формирователю поправок и признака достоверности 22 происходит аналогично.

При получении результатов измерений от всех удаленных 2 и центральных 3 часов с помощью формирователя групповой поправки 29 формируется групповая поправка Δгр, например, как среднее из значений Δу_i,в и Δц,в, обладающая за счет совместной групповой обработки ряда результатов и уменьшения случайных ошибок более высокой точностью и стабильностью. Она характеризует групповую шкалу времени всей системы. Значение групповой поправки фиксируется в блоке 29.

С помощью первого блока вычисления поправок 30 по сигналам групповой поправки Δгр и результатам синхронизации Δу_i,в определяются поправки Δу_i,гр=Δгр-Δу_i,в к шкалам времени каждых удаленных часов 2 относительно групповой шкалы времени системы часов, по величине которых можно судить о степени синхронизма часов 2. Все значения поправок Δу_i,гр по мере их поступления записываются в первый блок памяти 31, при этом их текущие (Δу_i,гр)_n и предшествующие (Δу_i,гр)_n-1 значения поступают соответственно на первый и второй входы первого блока сравнения 32, в котором производится сравнение разности.

[(Δу_i,гр)-(Δу_i,гр)_n-1] для каждых удаленных часов 2 с порогом, величина которого устанавливается исходя из допустимого расхождения временных шкал удаленных часов 2 между собой с учетом допустимой ошибки синхронизации удаленных 2 и ведущих 1 часов.

Значения групповой задержки Δгр. по мере их формирования поступают также во второй блок вычисления поправок 36, в который также поступают результаты измерений Δц,в от измерителя разности времени 11 центральных часов 3. Результат измерения Δц,в на центральных часах 3 принимается за исходный результат положения ведущих часов 1, и с помощью блока вычисления поправок 36 определяется поправка на шкалу времени ведущих часов 1 относительно групповой шкалы по формуле Δгр,в=Δгр-Δц,в.

Все значения поправок Δгр,в по мере их поступления записываются во второй блок памяти 37, при этом текущие значения (Δгр,в)_n из блока памяти 37 поступают через ключ 35 (режимы управления ключом будут описаны ниже) в блок определения хода часов 39, с помощью которого устанавливается изменение во времени положения шкалы времени ведущих часов 1 относительно групповой шкалы (знак и скорость ее кода), а также производится определение поправки на шкалу времени ведущих часов 1 относительно групповой шкалы по истечении некоторого (см. далее) интервала времени Δt в соответствии с определенным знаком изменения положения шкалы времени ведущих часов, например,

(Δгр,в)_Δt=(Δгр,в)_n+a·Δt, где

(Δгр,в)_n, (Δгр,в)_Δt - положение шкалы времени ведущих часов относительно групповой шкалы времени в момент производства очередного сеанса синхронизации и по окончании интервала времени Δt соответственно;

t₂, t₁ - моменты времени, когда были произведены текущие (n) и предшествующие (n-1) сеансы синхронизации.

Данные блока 39 поступают на формирователь управляющих воздействий 23, с помощью которого образуется программа управления шкалой времени соответствующих ведущих часов 1 для совмещения ее с групповой шкалой времени системы. Эта программа содержит, например, идентификатор ведущих часов, для которых предназначено управляющее воздействие, значения поправок, которые следует ввести в шкалу времени ведущих часов 1, и моменты ввода на интервале между двумя смежными сеансами синхронизации по сигналам времени ведущих часов. Кроме этого, блок определения кода часов 39 осуществляет определение поправок на шкалу времени ведущих часов 1 на интервалах времени больших Δt, причем длительность этих интервалов определяется временем, необходимым для восстановления отказов в линиях связи 19 и в аппаратуре часов 2 и 3.

Сигналы программы управления во время радиоконтакта центральных 3 и ведущих 1 часов поступают через ключ 24 (режима управления ключом см. далее) и линию связи 28 (например, командно-программную линию связи ИСЗ, телефонный, телеграфный канал и т.п.) в блок памяти 8 ведущих часов 1, где производится их запоминание и передача на программное устройство 9. Последнее подает на управляющий вход хранителя времени 5 значение подлежащей вводу в него поправки тогда, когда значение кода текущего времени ведущих часов 1 совпадает с кодом момента времени от блока памяти 8, когда необходимо ввести эту поправку.

По достижении указанного совпадения кодов текущего времени устройство 9 транслирует соответствующую поправку из блока памяти 8 в хранитель времени 5, шкала времени которого при этом совмещается с групповой шкалой времени системы. Таким образом, сигналы, излучаемые радиопередатчиком 7 ведущих часов 1 и принимаемые удаленными 2 и центральными 3 часами, оказываются синхронизированными с групповой шкалой. Поэтому поправки на шкалы времени удаленных 2 и центральных 3 часов, полученные в процессе приема сигналов приемниками 10 и измерения разности времен в блока 11, могут использоваться для непосредственной синхронизации хранителей времени 12. Вследствие этого достигается автономность (без использования линий связи 19) синхронизации удаленных часов 2 с групповой шкалой времени системы часов, так как с ней совмещены шкалы времени ведущих часов 1. Кроме этого, отсутствует инерционность управления присущая централизованной передаче поправок к удаленным часам 2.

Текущее значение поправки шкалы времени ведущих часов 1 к групповой шкале (Δгр,в)_n, а также ее предшествующее значение (Δгр,в)_n-1, от блока памяти 37 поступают на второй блок сравнения 38. С помощью блока сравнения 38 осуществляется сравнение разности [(Δгр,в)_n-(Δгр,в)_n-1] с порогом, величина которого определяется исходя из допустимого расхождения шкал времени ведущих часов 1 к групповой шкале. Результат сравнения с блока 38, а также результат сравнения [(Δу_i,гр)_n-(Δу_i,гр)_n-1] с первого блока сравнения 32 поступают на первую схему логического выбора 33. С ее помощью выносится решение о качестве измерений для определения расхождения шкалы времени ведущих часов 1 относительно групповой шкалы времени. При этом, если для большинства удаленных часов 2 величина [(Δу_i,гр)_n-(Δу_i,гр)_n-1] не превышает порог (это означает, что группа удаленных часов 2 синхронизирована с групповой шкалой времени), и величина [(Δгр,в)_n-(Δгр,в)_n-1] также не превышает порог (что соответствует правильному измерению на центральных часах 3 расхождения шкалы времени ведущих часов 1 с групповой шкалой), то на выходе первой схемы логического выбора 33 формируется сигнал, разрешающий поступление очередного результата (Δгр,в)_n через ключ 35 на блок определения кода часов 39. Если величина [(Δу_i,гр)_n-(Δу_i,гр)_n-1] для большинства удаленных часов 2 не превышает порог, а величина [(Δгр,в)_n-(Δгр,в)_n-1] больше порога (что соответствует ошибке в измерениях на центральных часах 3, либо сбою центральных часов 3), то сигнал с выхода первой схемы логического выбора 33 запрещает запись через ключ 35 текущего результата (Δгр,в)_n в блок определения хода часов 39. Таким образом, для определения хода ведущих часов 1 и формированная управляющих воздействий блоком 23 используются только достоверные результаты, что обеспечивает надежность синхронизации.

Если величины [(Δу_i,гр)_n-(Δу_i,гр)_n-1] и [(Δгр,в)_n-(Δгр,в)_n-1] превышают порог, то это означает либо выход за пределы допуска синхронизации большинства удаленных часов 2, либо приближение шкалы времени ведущих часов 1 к максимально допустимой величине расхождения с групповой шкалой времени. Соответствующий сигнал с выхода первой схемы логического выбора 33 поступает на вторую схему логического выбора 34 для последующего анализа. На другой вход схемы 34 с блока памяти 31 поступают текущие значения (Δу_i,гр)_n. При этом если величины (Δу_i,гр)_n меньше допустимой для большинства часов 2, то групповая шкала времени сохраняется. Соответствующий сигнал с выхода второй схемы логического выбора 34 подается на ключ 24, через который разрешается ввод управляющих воздействий от формирователя 23 на ведущие часы 1 выработанных с использованием результата (Δгр,в)_n в блоке 39. Линии связи 19 являются слабым звеном системы из-за их большого количества значительной протяженности, а часто и из-за доступности к передаче информации в течение ограниченного промежутка времени. Поэтому выход из строя и временная недоступность линий связи 19 весьма вероятны, что приводит к снижению информационного потока от удаленных часов 2.

По мере нарушения отдельных линий связи 19 формирователь поправок и признаки достоверности 22 центральных часов 3 продолжает формирование групповой поправки в блоке 29, определение хода ведущих часов 1 с помощью блока 39, формирование управляющих воздействий в блоке 23 и закладку их через линию связи 28 на ведущие часы 1. При этом может возникнуть ситуация, при которой величина поправок (Δу_i,гр)_n удаленных часов 2 превысит порог во второй схеме логического выбора 34. Это означает, что групповая шкала в этой ситуации в значительной степени утратила свойства надежности и повышенной точности, а сигналы управления, выработанные на ее основе, приведут к нарушению синхронизма ведущих 1, и, следовательно, удаленных 2 и центральных 3 часов. В этом случае, с помощью второй схемы логического выбора 34 формируется сигнал, подаваемый на ключ 24, запрещающий выдачу управляющих воздействий на ведущие часы 1 до получения достоверной информации от удаленных часов 2. Однако при этом групповая шкала времени на ведущих часах 1 сохраняется, так как на них программное устройство 9 производит управление хранителем времени 5 по долговременным данным, заполненным в блок памяти 8 на предыдущем сеансе радиоконтакта по линии связи 28 по передаче управляющих воздействий. На удаленных часах 2 и центральных часах 3 по-прежнему производится прием сигналов времени от ведущих часов 1 и ввод поправок от измерителей разности времени 11 непосредственно в хранители времени 12. При этом синхронизация удаленных 2 и центральных 3 часов сохраняется и без линий связи 19, так как ведущие часы 1 по-прежнему передают сигналы более стабильной и равномерной групповой шкалы времени.

В случае невосстанавливаемого нарушения всех линий связи 19 данные от коммутатора 20 на входы блоков 29 и 30 не поступают. Однако синхронизация удаленных часов 2 также сохраняется, так как при этом из формирователя групповой поправки 29 поступает последнее запомненное значение групповой поправки Δгр., относительно которого так же, как и при наличии линии связи 19 в блоке 36 производится определение поправки Δгр,в ведущих часах 1 (с использованием результатов измерений центральных часов 3 в текущем сеансе синхронизации), запоминание результата во втором блоке памяти 37, его запись через ключ 35 в блок определения хода часов 39, формирование управляющих воздействие, в формирователе 23. Из блока памяти 31 при этом в первый блок сравнения 32 выбирается два последних соседних значения поправок Δу_i,гр удаленных часов 2, и если результат сравнения их разности с установленным порогом соответствует сохранению групповой шкалы системы, то с помощью логических схем сравнения 33 и 34 формируется сигнал, разрешающий закладку управляющих воздействий через линию связи 28 на ведущие часы 1.

В результате шкала времени ведущих часов 1 совпадает с групповой шкалой, положение которой определяется по массиву данных, переданных по линиям связи 19 в передающих сеансах связи, и уточненному по результатам измерений, проведенных на ведущих часах 3 в текущем сеансе синхронизации.

В случае выхода из строя линии связи 28 подстройка шкалы времени ведущих часов 1 под групповую шкалу продолжается по долговременным данным, хранящимся в блоках памяти 8 ведущих часов 1 так, как в ситуации превышения значениями Δу,гр заданного порога.

К недостаткам данной системы-прототипа для синхронизации часов по радиоканалу относятся пониженная точность синхронизации удаленных 2 и центральных 3 часов, а также малая автономность работы удаленных 2 и центральных 3 часов при нарушениях вспомогательных линий связи 19 и линии связи 28 между центральными и ведущими часами.

Пониженная точность синхронизации обусловлена тем, что для обеспечения синхронизации удаленных 2 и центральных 3 часов выбор ведущих часов 1 на часах 2, 3 с точки зрения значения ухода шкалы времени часов 1 от групповой (определяемый стабильностью и точностью их опорных генераторов 4) не производится. Синхронизация удаленных 2 и центральных 3 часов производится последовательно по всем ведущим часам 1, с которыми имеется возможность радиоконтакта. При этом каждая из шкал времени соответствующих ведущих часов 1 обладает своим "качеством" в смысле значения отклонения этой шкалы от групповой за промежуток времени между ее коррекциями по данным центральных часов 3, а поправки в хранители времени 12 удаленных 2 и центральных 3 часов вводятся в конце этого промежутка времени непосредственно по результатам текущего сеанса синхронизации по сигналам измерителей разности времени 11. Следовательно, чем больше отклонение шкалы времени ведущих часов 1 от групповой шкалы во время сеанса синхронизации, тем хуже синхронизация шкал удаленных 2 и центральных 3 часов с групповой шкалой времени, с которой периодически (после уже проведенной синхронизации удаленных и центральных часов) "совмещают" шкалы времени всех ведущих часов 1.

Автономность работы удаленных 2 и центральных 3 часов при нарушении линий связи 19 также определяется скоростью отклонения ("качества") шкал времени ведущих часов 1 относительно групповой шкалы. Поясним это следующим образом.

При нарушении линии связи 19, управление шкалами времени ведущих часов 1 производится на основе долговременных данных, заложенных в соответствующие блоки памяти 8. При этом естественно, что с течением времени эти управляющие программы все с большей степени теряют свою достоверность, то сети шкалы времени ведущих часов 1 все дальше отклоняются от групповой даже в моменты ввода корректирующих воздействий. В этих условиях время выхода шкал времени ведущих часов за рамки допустимого отклонения относительно групповой будет целиком определяться стабильностью их опорных генераторов 4. Следовательно, при отсутствии на удаленных 2 и центральных 3 часах информацию о ведущих часах 1, ранжирующей их по степени "качества" шкал (в смысле скорости отклонения от групповой шкалы времени), время автономной работы удаленных 2 и центральных 3 часов может оказаться минимальным. Происходит это потому, что очередной сеанс синхронизации может быть проведен по ведущим часам 1, шкала времени которых уже вышла за допустимые пределы, хотя еще существует, например, целый ряд ведущих часов с допустимым отклонением шкалы времени относительно групповой.

Цель предлагаемого изобретения - повышение точности синхронизации часов в системе, а также увеличение времени автономной работы удаленных и центральных часов с необходимой точностью синхронизации при нарушениях связывающих часы линий связи

Данная цель достигается благодаря тому, что:

- между удаленными и центральными часами организуются двунаправленные каналы (линии) связи;

- на формирователь поправок и признака достоверности центральных часов осуществляется передача по линиям связи не только результатов измерения проведенных на удаленных (и центральных) часах, но и "окраска" этих измерений с точки зрения их принадлежности к сигналам тех или иных ведущих часов, а также принадлежности с тем удаленным (центральным) часам, на которых проводились эти измерения;

- после накопления необходимого массива данных об результатах синхронизации удаленных и центральных часов на центральных часах производится оценка всех ведущих часов с точки зрения скорости (степени) отклонения их шкал времени за интервал времени между двумя соседними их коррекциями по совмещению с групповой (оценка "качества" шкал);

- результаты оценки шкал времени сортируются для формирования ранжирующего ряда ведущих часов (от наиболее предпочтительных для синхронизации до наименее предпочтительных) и передаются на удаленные часы по линиям связи, а на центральные часы - непосредственно;

- по получении ранжирующих ведущие часы сообщений синхронизация собственных шкал времени на центральных и удаленных часах производится только по сигналам тех ведущих часов, которые признаны в результате оценки наиболее предпочтительными, а в случае выхода из строя наиболее предпочтительных - но менее предпочтительным, но наилучшим из числа оставшихся; при этом измерения и передача их результатов на центральные часы для непрерывного "скользящего" использования при оценке шкал ведущих часов по-прежнему производится по сигналам всех ведущих часов.

Система синхронизации часов по радиоканалу содержит группу ведущих часов, группу удаленных часов и центральные часы, при этом каждые из ведущих часов состоят из последовательно соединенных опорного генератора, хранителя времени, формирователя сигналов времени и радиопередатчика, а также из последовательно включенных блока памяти и программного устройства, выход которого подключен к управляющему входу хранителя времени, а второй вход - к выходу хранителя времени. Каждые из удаленных и центральные часы содержат последовательно включенные опорный генератор, хранитель времени и измеритель разности, а также радиоприемник, выход которого подключен ко второму входу измерителя разности времени. Кроме этого центральные часы содержат коммутатор линии связи, формирователь поправок и признака достоверности, формирователь управляющих воздействий и ключ, выход которого через линию связи подключен ко входом блоков памяти всех ведущих часов, выход формирователя поправок и признака достоверности соединен со входом формирователя управляющих воздействий, выход которого соединен с информационным входом ключа, выход признака достоверности формирователя поправок и признака достоверности соединен с управляющим входом ключа. В систему введены на удаленных часах схема объединения, коммутатор, пульт управления, блок выбора ведущих часов и модем, при этом кодовый вспомогательный выход приемника соединен с первым информационным входом схемы объединения, выход которой соединен со входом модема и первым информационным входом блока выбора ведущих часов, кодовый выход измерителя разности времени соединен со вторым информационным входом схемы объединения и первым информационным входом коммутатора, третий информационный вход схемы объединения подключен к первому кодовому выходу пульта управления, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом схемы объединения и вторым информационным входом коммутатора, второй управляющий выход пульта управления соединен с управляющим входом коммутатора, первый кодовый и второй выходы которого соединены соответственно с информационным и управляющим входами хранителя времени, второй кодовый и третий управляющий выходы пульта управления соединены соответственно с первым кодовым и первым управляющим входами блока выбора ведущих часов, кодовый и первый управляющий выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым информационными входами коммутатора, кодовый и тактовые выходы хранителя времени соединены соответственно со вторым кодовым и вторым управляющим входами блока выбора ведущих часов, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом пульта управления, выход модема соединен со вторым информационным входом блока выбора ведущих часов. На центральных часах введены схема объединения, коммутатор, пульт управления, блок выбора ведущих часов, модем, блок оценки ведущих часов, блок сортировки оценок и формирователь ранжирующих сообщений, при этом кодовый вспомогательный выход приемника соединен с первым информационным входом схемы объединения, выход которой соединен с первым входом блока выбора ведущих часов, кодовый выход измерителя разности времени соединен со вторым информационным входом схемы объединения и первым информационным входом коммутатора, третий информационный вход схемы объединения подключен к первому кодовому выходу пульта управления, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом схемы объединения и вторым информационным входом коммутатора, второй управляющий выход пульта управления соединен с управляющим входом коммутатора, первый кодовый и второй выходы которого соединены соответственно с информационным и управляющим входами хранителя времени. Второй кодовый и третий управляющий выходи пульта управления соединены соответственно с первым кодовым и первый управляющим входами блока выбора ведущих часов, кодовый и первый управляющие выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым информационными входами коммутатора, кодовый и тактовый выходы хранителя времени соединены соответственного со вторым кодовым и вторым управляющим входами блока выбора ведущих часов, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом пульта управления, выход модема соединен со вторым входом формирователя поправок и признака достоверности, дополнительный выход которого соединен со входом блока оценки ведущих часов, выход формирователя ранжирующих сообщений соединен со вторым информационным входом блока выбора ведущих часов и входом модема, двунаправленный вход-выход которого подключен и первому входу-выходу коммутатора линий связи, другие двунаправленные входы-выходы коммутатора линий связи через вспомогательные линии связи, подключены к двунаправленным входам-выходам модемов соответствующих удаленных часов, кодовые выходы блока оценки ведущих часов подключены к соответствующим входом блока сортировки оценок, кодовый выход которого соединен с соответствующим входом формирователя ранжирующих сообщений, управляющий выход блока оценки ведущих часов подключен к управляющему входу формирователя ранжирующих сообщений.

Введение новых элементов и соответствующих связей позволяет повысить точность синхронизации часов в системе, а также увеличить время автономной работы удаленных и центральных часов с необходимой точностью синхронизации при нарушениях связывающих их вспомогательных линий связи.

На фиг.1 изображена структурная схема предлагаемой системы синхронизации; на фиг.2 - функциональная схема формирователя поправок и признака достоверности; на фиг.3 - функциональная схема приемника; на фиг.4 - функциональная схема схемы объединения; на фиг.5 - временные диаграммы работы схемы объединения; на фиг.6 - функциональная схема устройства преобразования сигналов; на фиг.7 - временные диаграммы работы устройства преобразования сигналов; на фиг.8 - функциональная схема устройства обратного преобразования сигналов; на фиг.9 - временные диаграммы работы устройства обратного преобразования сигналов; на фиг.10 - функциональная схема модема; на фиг.11 - функциональная схема коммутатора; на фиг.12 - функциональная схема блока выбора ведущих часов; на фиг.13 - функциональная схема блоков памяти; на фиг.14 - функциональная схема формирователя групповой поправки; на фиг.15 - функциональная схема второго блока вычисления поправки; на фиг.16 - функциональная схема блока оценки ведущих часов; на фиг.17 - функциональная схема блока вычислений; на фиг.18 - функциональная схема блока сортировки оценок; на фиг.19 - функциональная схема формирователя ранжирующих сообщений; на фиг.20 - структурная схема устройства-прототипа; на фиг.21 - функциональная схема формирователя поправок и признака достоверности устройства-прототипа.

Предлагаемая система синхронизации часов по радиоканалу (фиг.1) содержит группу ведущих часов 1, группу удаленных часов 2 и центральные часы 3. Каждые ведущие часы 1 состоят из последовательно соединенных опорного генератора 4, хранителя времени 5, формирователя сигналов времени 6 и радиопередатчика 7, а также из последовательно соединенных блока памяти 8 и программного устройства 9, выход которого подключен к управляющему входу хранителя времени 5, а второй вход - к выходу хранителя времени 5. Каждые из удаленных часов и центральные часы содержат последовательно включенные опорный генератор 13, хранитель времени 12 и измеритель разности времени 11, а также приемник 10, выход которого подключен ко второму входу измерителя разности времени 12, схему объединения 14, коммутатор 15, пульт управления 16 и блок выбора ведущих часов 17. При этом кодовый вспомогательный выход приемника 10 соединен с первым информационным входом схемы объединения 14, а кодовый выход измерителя разности времени 11 соединен со вторым информационный входом схемы объединения 14 и первым информационным входом коммутатора 15. Третий информационный вход схемы объединения 14 подключен к первому кодовому выходу пульта управления 16, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом схемы объединения 14 и вторым информационным входом коммутатора 15. Второй управляющий выход пульта управления 16 соединен с управляющим входом коммутатора 15, первый кодовый и второй выходы которого соединены соответственно с информационным и управляющим входами хранителя времени 12. Второй кодовый и третий управляющий выходы пульта управления 16 соединены соответственно с первым кодовым и первым управляющим входами блока выбора ведущих часов 17, кодовый и первый управляющий входы которого соединены соответственно с третьим и четвертым информационными входами коммутатора 15. Кодовый и тактовый выходы хранителя времени 12 соединены соответственно со вторым кодовым и вторым управляющим входами блока выбора ведущих часов 17, второй управляющий выход которого соединен с управляющим входом пульта управления 16. Каждые удаленные часы 2 кроме этого содержат модем 18, при этом его вход соединен с выходом схемы объединения 14 и первым информационным входом блока выбора ведущих часов 17, а выход - со вторым информационным входом блока выбора ведущих часов 17. Центральные часы 3 содержат также коммутатор линий связи 20, модем 21, формирователь поправок и признака достоверности 22, блок оценки ведущих часов 25, блок сортировки оценок 26, формирователь ранжирующих сообщений 27, кроме этого последовательно соединенные формирователь управляющих воздействий 23 и ключ 24, выход которого через линию связи 26 соединен со входами блоков памяти 8 всех ведущих часов 1. При этом первый вход формирователя поправок и признака достоверности 22 соединен с выходом схемы объединения 14 и первым информационным входом блока выбора ведущих часов 17, второй информационный вход которого подключен к выходу формирователя ранжирующих сообщений 27 и входу модема 21. Выход модема 21 соединен со вторым входом формирователя поправок и признака достоверности 22, выход которого подключен к входу формирователя управляющих воздействий 23. Дополнительный выход формирователя поправок и признака достоверности 22 соединен с входом блока оценки ведущих часов 25; а выход признака достоверности блока 22 - с управляющим входом ключа 24. Двунаправленный вход-выход модема 21 соединен с двунаправленным входом-выходом коммутатора линий связи 20, другие входы-выходы которого с помощью вспомогательных линий связи 19 соединены с двунаправленными входами-выходами модемов 18 соответствующих удаленных часов 2. Кодовые выходы блока оценки ведущих часов 25 соединены с соответствующими выходами блока сортировки оценок 26, кодовый выход которого подключен к информационному входу формирователя ранжирующих соотношении 27. Управляющий выход блока оценки ведущих часов 25 соединен с управляющим входом формирователя ранжирующих сообщений 27.

Формирователь поправок и признака достоверности (фиг.2) может содержать последовательно соединенные формирователь групповой поправки 29, первый блок вычисления поправок 30 и первый блок памяти 31, последовательно соединенные второй блок вычисления поправок 36 и второй блок памяти 37, ключ 35, первую 32 и вторую 34 схемы сравнения, первую 33 и вторую 34 схемы логического выбора, а также блок определения хода часов 39. При этом первые входы формирователя групповой поправки 29 соединены с первым входом формирователя поправок и признака достоверности 22. Вторые входы формирователя групповой поправки 29 и первого блока вычисления поправок 30 соединены со вторым входом формирователя поправок и признака достоверности 22. Второй вход второго блока вычисления поправок 36 соединен с выходом формирователя групповой поправки 29. Первый и второй выходы первого блока памяти 31 соединены с соответствующими входами первого блока сравнения 32, выход которого соединен с первым входом первой схемы логического выбора 33. Первый выход первой схемы логического выбора 33 соединен с первым входом второй схемы логического выбора 34, второй вход которой подключен к третьему выходу первого блока памяти 31, а выход соединен с выходом признака достоверности формирователя поправок и признака достоверности 22. Первый выход второго блока памяти 37 соединен с первым входом второго блока сравнения 38, а второй - со вторым входом второго блока сравнения 38 и информационным входом ключа 35. Управляющий вход ключа 35 соединен со вторым входом первой схемы логического выбора 33, а выход - с входом блока определения хода часов 39. Выход блока определения хода часов является выходом формирователя поправок и признака достоверности 22, дополнительный выход которого соединен с выходом второго блока вычисления поправок 36.

Приемник 10 (фиг.3) может содержать последовательно соединенные усилитель высокой частоты 20, смеситель 41, усилитель промежуточной частоты 42 и детектор 43, также последовательно соединенные цифроаналоговый преобразователь 45 и гетеродин 44, выход которого соединен со вторым входом смесителя 41, а также пульт настройки 48. При этом кодовый выход пульта настройки 46 соединен с входом цифроаналогового преобразователя 45 и кодовым вспомогательным выходом приемника 10, основной выход которого соединен с выходом детектора 43.

Схема объединения 14 (фиг.4) может содержать универсальный регистр 47, Д-триггер 48, устройство преобразования сигнала 49, последовательно соединенные схему ИЛИ 50, мультивибраторы 51, 52, 53 и схему И 59, схему И 54, Д-триггер 55, счетчик 56, дешифратор 57 и RS-триггер 58. При этом первый, второй и третий информационные выходы схемы объединения соединены с соответствующими входами параллельной записи информации универсального регистра 47, выход последовательной записи информации которого соединен с потенциалом "земли". Вход управления режимом последовательно-параллельной работы универсального регистра 47 соединен с выходами Д-триггера 55, а тактовый вход регистра 47 - с выходом мультивибратора 52 и первым входом схемы И54. Выход последнего разряда универсального регистра 47 соединен с входом Д-триггера 48, выход которого соединен с информационным входом устройства преобразования сигналов 49. Выход схемы объединения 14 соединен с выходом устройства преобразования сигналов 49, тактовый вход которого соединен с выходом схемы И 54 и тактовым входом Д-триггера 48. Управляющий вход схемы объединения 14 соединен с первым входом схемы ИЛИ 50, входом установки в нулевое состояние счетчика 56 и входами установки в единичное состояние триггеров 55 и 58. Вход Д триггера 55 соединен с потенциалом Земли, а его инверсный выход - со вторым входом схемы И 54. Выход мультивибратора 51 соединен с тактовым входом Д-триггера 55 и тактовым входом счетчика 56, выход которого соединен с входом дешифратора 57. Выход дешифратора 57 соединен с входом установки в нулевое состояние триггера 58. Выход RS-триггера 58 соединен со вторым входом схемы И 59, выход которой соединен со вторым входом схемы ИЛИ 50.

Устройство преобразования сигналов 49 (фиг.6) может содержать инвертор 60, две схемы И 61 и 62, а также суммирующий усилитель 63, выход которого подключен к выходу устройства преобразования сигналов 49. При этом информационный вход устройства преобразования сигналов 49 соединен с первым входом схемы И 61 и входом инвертора 60, выход которого соединен с первым входом схемы И 62. Тактовый вход устройства преобразования сигналов 49 соединен со вторым входом схем И 61 и 62, выходы которых соединены соответственно с неинвертирующим и инвертирующим входами суммирующего усилителя 63.

Устройство обратного преобразования сигналов 64 (фиг.9) может содержать два пороговых усилителя 65 и 66, последовательно соединенные схему ИЛИ 67 и элемент задержки 68, выход которого является тактовым выходом устройства обратного преобразования сигналов 64, а также RS-триггер 69, выход которого является информационным выходом устройства обратного преобразования сигналов 69. Первые входы пороговых усилителей 65 и 66 соединены с входом устройства обратного преобразования сигналов 64, а вторые входы - соединены соответственно с потенциалами порогов V_п1 и V _п2. Выход порогового усилителя 65 соединен с первым входом схемы ИЛИ 67 и входом установки в единичное состояние триггера 69. Выход порогового усилителя 66 соединен со вторым входом схемы ИЛИ 67 и входом установки в нулевое состояние триггера 69.

Модем 18 (21) (фиг.10) может содержать модулятор 70, вход которого является входом модема 18 (21), схему разделения потоков сигналов 71, включающую балластную нагрузку 72 и трансформатор 73, и демодулятор 74, выход которого является выходом модема 18 (21). Выход модулятора 70 соединен со средним отводом первичной обмотки трансформатора 73. Один из выводов первичной обмотки трансформатора 73 соединен с балластной нагрузкой 72, подключенной к потенциалу "земли", а другой вывод - с двунаправленным входом-выходом модема 18 (21). Первый вывод вторичной обмотки трансформатора 73 соединен с входом демодулятора 74, а другой вывод - соединен с потенциалом "земли".

Коммутатор 15 (фиг.11) может содержать многоразрядный мультиплексор 75 (со структурой 2×1) и инвертор 76. Первый кодовый и второй информационные входы коммутатора 15 соединены с соответствующими разрядами первого канала мультиплексора 75, а третий кодовый и четвертый информационные входы коммутатора 15 соединены с соответствующими разрядами второго канала мультиплексора 75. Соответствующие входные разряды мультиплексора 75 образуют первый кодовый и второй выходы коммутатора 15, управляющий вход которого соединен с входом инвертора 76 и первым входом управления мультиплексором 75. Второй вход управления мультиплексора 75 соединен с выходом инвертора 76.

Блок выбора ведущих часов 17 (фиг.12) может содержать схемы сравнения 77 и 92, RS-триггер 78, регистр 79, схемы ИЛИ 80 и 90, Д-триггер 81, схемы И 82 и 95, счетчики 83, 87, 88 и 96, коммутаторы 84 и 91, устройства обратного преобразования 85 и 93, блоки памяти 86 и 94, элемент задержки 89. При этом кодовые входы регистра 79 и схемы сравнения 77 являются, соответственно первым и вторым кодовыми входами блока выбора ведущих часов 17. Выходы схемы И 95 и тактовый выход устройства обратного преобразования сигнала 93 являются соответственно первым и вторым управляющими выходами блока выбора ведущих часов 17. Первый управляющий вход блока выбора ведущих часов 17 соединен с первым входом схемы ИЛИ 80, тактовым входом регистра 79, входами установки в нулевое состояние триггера 78, счетчиков 83 и 96 и блока памяти 86, а второй управляющий вход - с первым входом схемы И 82. Первый и второй информационные входы блока выбора ведущих часов 17 соединены соответственно с входами первого 85 и второго 93 устройств обратного преобразования сигнала. Информационный выход блока выбора ведущих часов 17 соединен с кодовым выходом блока памяти 86 и первым кодовым входом схемы сравнения 92. Кодовый выход резистора 79 соединен со вторым входом схемы сравнения 77, выход которой подключен к входу установки в единичное состояние триггера 78. Выход триггера 78 соединен с тактовым входом триггера 81, вход Д которого подключен к потенциалу логической единицы, а вход R - к выходу схемы ИЛИ 80 и входом установки в нулевое состояние счетчиков 87 и 88. Выход триггера 81 соединен с управляющими входами коммутаторов 84 и 91, а также вторым входом схемы И 92 и первым входом схемы И 95.

Выход схемы сравнения И 92 соединен со вторым входом схемы И 95, выход которой подключен также ко второму входу схемы ИЛИ 80. Выход счетчика 83 соединен с первым информационным входом коммутатора 84, второй информационный вход которого подключен к выходу схемы И 82 и тактовому входу счетчика 96. Выход коммутатора 84 соединен с тактовым входом изменения адреса блока памяти 86, информационный и тактовый входы которого соединены соответственно с информационным и тактовым выходами устройства обратного преобразования сигнала 85. Тактовый вход блока памяти 86 соединен также с тактовым входом счетчика 83. Второй кодовый вход схемы сравнения 92 соединен с информационным выходом второго блока памяти 94, вход установки в нулевое состояние которого подключен к внутренней клемме ввода сигнала установки, а тактовый и информационный входы - к соответствующим выходам устройства обратного преобразования сигнала 93. Тактовый вход блока памяти 94 также соединен с тактовыми входами счетчиков 87 и 88. Выход счетчика 87 через элемент задержки 89 соединен с первым входом схемы ИЛИ 90, второй вход которой соединен с выходом счетчика 88. Выход схемы ИЛИ 90 подключен к первому информационному входу коммутатора 91, второй информационный вход которого соединен с выходом счетчика 96. Выход коммутатора 91 соединен со входом изменения адреса второго блока памяти 94.

Блок памяти 86 (94) (фиг.13) может содержать счетчик-распределитель 97, κ пар схем И 98 и 99, и K универсальных регистров 100 (κ - число ведущих часов 2). При этом вход установки в нулевое состояние блока памяти 86 (94) соединен с входами установки в нулевое состояние счетчика-распределителя 97 и всех регистров 100. Вход изменения адреса блока памяти 86 (94) соединен с тактовым входом счетчика распределителя 97. Информационный вход блока памяти 86 (94) соединен с первыми входами всех схем И 98, а тактовый вход блока памяти 86 (94) - соединен с первыми входами всех схем И 99. Кодовые выходы всех регистров 100 соединены с выходом блока памяти 86 (94). Каждый из κ выходов счетчика-распределителя 97 соединен со вторыми входами соответствующей пары схем И 98 и И 99 и входом выбора соответствующего регистра 100. Выходы схем И 98 соединены с информационными входами соответствующего регистра 100, тактовые входы которого соединены с выходом соответствующей схемы И 99.

Формирователь групповой поправки 29 (фиг.14) может содержать устройства обратного преобразования сигнала 104 и 111, счетчики 101 и 109, элементы задержки 102, 103, 107, 110, регистры 105, 106, 112 и 119, схему ИЛИ 116, сумматор 117, делительное устройство 118, устройство преобразования сигнала 108, J пар последовательно соединенных дешифраторов 113 и схем И 114, а также J регистров 115 (J - число удаленных часов). При этом входы устройств обратного преобразования сигнала 104 и 111 соединены соответственно с первым и вторым входами формирователя групповой поправки 29, выход которого соединен с выходом устройства преобразования сигнала 108. Информационный и тактовый входы регистра 105 соединены с соответствующими входами устройства обратного преобразования сигнала 104. Тактовый вход регистра соединен также с тактовым входом счетчика 101, последовательно соединенного с элементом задержки 102, элементом задержки 103 и схемой ИЛИ 116, второй вход которой соединен с внутренней клеммой установки регистров 115. Выход элемента задержки 102 соединен также со входом установки в нулевое состояние счетчика 101, регистра 105 и тактовым входом регистра 206. Выход элемента задержки 103 соединен с тактовым входом параллельной записи 119. Вход элемента задержки 107 подключен к тактовому входу регистра 105, а выход - к тактовому входу устройства преобразования сигнала 108 и тактовому входу последовательного сдвига информации регистра 119. Кодовый выход регистра 106 соединен с первым информационным входом регистра 119 и первым входом сумматора 117, другие кодовые входы которого соединены с соответствующими выходами регистров 115. Кодовый выход сумматора 117 соединен с входом делительного устройства 118, кодовый выход которого подключен ко второму информационному входу регистра 119. Выход схемы ИЛИ 116 соединен с входами установки в нулевое состояние всех регистров 115. Информационный и тактовый входы регистра 112 соединены с соответствующими выходами устройства обратного преобразования 111. Тактовый вход регистра 112 соединен также с тактовым входом счетчика 109, последовательно соединенного с элементом задержки 110, выход которого соединен со вторыми входами всех схем И 114 и входами установки в нулевое состояние счетчика 109 и регистра 112. Кодовый выход регистра 112 соединен с информационными входами всех регистров 115 и дешифраторов 113. Выходы каждой схемы И 114 соединены с тактовыми входами соответствующего регистра 115.

Второй блок вычисления поправок 36 (фиг.15) может содержать счетчики 120 и 130, элементы задержки 121, 122, 129 и 131, устройства обратного преобразования сигнала 123 и 132, регистры 124 125, 127, 133 и 134, вычитающее устройство 126 и устройство преобразования сигнала 128, выход которого является выходом второго блока вычисления поправок 36. Входы устройств обратного преобразования сигнала 123 и 132 являются соответственно первым и вторым входами второго блока вычисления поправок 36. Информационный и тактовый входы регистра 124 соединены с соответствующими выходами устройства обратного преобразования 123, а тактовый вход регистра 124 соединен также с тактовым входом счетчика 120 и входом элемента задержки 129. Выход счетчика 120 соединен с входом элемента задержки 121, выход которого подключен к входам установки в нулевое состояние счетчика 120 и регистра 124, а также к входу элемента задержки 122 и тактовому входу регистра 125. Выход элемента задержки 122 подключен к тактовому входу параллельной записи информации регистра 127, информационный кодовый вход которого соединен с выходом вычитающего устройства 126. Первый кодовый вход вычитающего устройства 126 соединен с выходом регистра 134, а второй - с выходом регистра 125, кодовый информационный вход которого соединен с выходом регистра 124. Выход элемента задержки 129 соединен с тактовым входом последовательного сдвига информации регистра 127 и тактовым входом устройства преобразования сигнала 128, информационный вход которого соединен с выходом регистра 127. Информационный и тактовый входы регистра 133 соединены с соответствующими выходами устройства обратного преобразования сигналов 132. Тактовый вход регистра 133 соединен также с тактовым входом счетчика 130, выход которого через элемент задержки 131 соединен с тактовым входом регистра 134 и входами установки в нулевое состояние счетчика 130 и регистра 133. Кодовый выход регистра 133 соединен с входом регистра 134.

Блок оценки ведущих часов 25 (фиг.16) может содержать счетчик 135, элемент задержки 136, устройство обратного преобразования сигнала 137, регистр 138, схемы ИЛИ 142, схему ИЛИ 143 и κ (κ - число ведущих часов) дешифраторов 139, схем И 140 и блоков вычисления 141, кодовые выходы которых являются кодовыми выходами блока оценки ведущих часов 25. Информационный вход блока оценки ведущих часов соединен с входом устройства обратного преобразования сигнала 137, а управляющий выход - с выходом элемента И 143. Информационный и тактовый входы регистра 138 соединены с соответствующими выходами устройства обратного преобразования 137. Тактовый вход регистра 138 соединен также с тактовым входом счетчика 135, выход которого через элемент задержки 136 соединен с входами установки в нулевое состояние счетчика 135, регистра 138, а также с первыми входами всех схем И 140. Кодовый выход регистра 138 соединен с соответствующими входами всех блоков вычисления 141 и дешифраторов 139. Выход каждого дешифратора 139 соединен со вторым входом соответствующей схемы И 140, выход которой подключен к управляющему входу соответствующего блока вычислений 141. Управляющие выходы блоков вычислений 141 соединены с соответствующими входами схемы ИЛИ 142, выход которой подключен к первому входу схемы И 143. Второй вход схемы И 141 соединен с внутренней клеммой блока оценки ведущих часов 25.

Блок вычислений 141 (фиг.17) может содержать универсальный регистр 144, накапливающие сумматоры 145 и 148, вычитающее устройство 146, квадратор 147, регистр 149, элемент ИЛИ 150, элементы задержки 151, 154 и 157, генераторы пачки импульсов 152 и 155, счетчики 153 и 156. Кодовый вход блока вычисления 141 соединен с первым информационным входом регистра 144, первый тактовый вход которого соединен с управляющим входом блока вычисления 141, входом элемента задержки 151 и входами установки в нулевое состояние накапливающих сумматоров 145, 148 и счетчиков 153 и 156. Выход элемента задержки 151 подключен к входу генератора пачки импульсов 152, выход которого соединен с тактовыми входами счетчика 153, накапливающего сумматора 145 и первым входом схемы ИЛИ 150. Выход схемы ИЛИ 150 соединен с тактовым входом циклического сдвига регистра 144. Выход счетчика 153 через элемент задержки 154 соединен с входом генератора пачки импульсов 155, выход которого подключен ко второму входу схемы ИЛИ 150 и тактовым входом счетчика 156 и накапливающего сумматора 148. Выход счетчика 156 через элемент задержки 157 подключен к тактовому входу регистра 149 и управляющему выходу блока 141, кодовый выход которого соединен с выходом регистра, кодовый выход регистра 144 соединен со вторым информационным входом регистра 144, информационным входом накапливающего сумматора 145 и вторым входом вычитающего устройства 146, первый вход которого соединен с кодовым выходом накапливающего сумматора 145. Кодовый выход вычитающего устройства 146 подключен ко входу квадратора 147, кодовый выход которого подключен к информационному входу накапливающего сумматора 148 соединен с информационный входом регистра 149.

Блок сортировки оценок 26 (фиг.18) может содержать три схемы сравнения 158 и постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 159, кодовый выход которого является выходом блока сортировки оценок 26. Первый кодовый вход первой схемы сравнения 158 соединен первым входом блока сортировки оценок 26 и вторым входом третьей схемы сравнения 158. Второй кодовый вход первой схемы сравнения 158 соединен со вторым входом блока сортировки оценок 26 и первым входом второй схемы сравнения 158. Второй кодовый вход второй схемы сравнения 158 соединен с третьим входом блока сортировки оценок 26 и первым входом третьей схемы сравнения 158. Каждый из двух выходов всех схем сравнения 158 соединен с соответствующим адресным входом ПЗУ 159.

Формирователь ранжирующих сообщений 27 (фиг.19) может содержать элементы задержки 160, 161, генератор пачки импульсов 162, регистр 163 и устройство преобразования сигнала 164, выход которого соединен с выходом формирователя ранжирующих сообщений. Информационный кодовый вход регистра 163 соединен с информационным входом формирователя ранжирующих сообщений 27, управляющий вход которого соединен с входом элемента задержки 160. Выход элемента задержки 160 соединен с тактовым входом параллельной записи регистра 163, и через элемент задержки 161 с входом генератора пачки импульсов 162. Выход генератора пачки импульсов соединен с тактовым входом сдвига информации регистра 163 и тактовым входом устройства преобразования сигнала 164, выход которого подключен к выходу регистра 163. Работает устройство следующим образом. Из сигналов опорных генераторов 4 (см. фиг.1) с помощью хранителей времени 5 формируются шкалы времени соответствующих ведущих часов 1. Из этих шкал времени посредством формирователей сигналов времени 6 образуются сигналы времени ведущих часов 1, пригодные для передачи по радиоканалу (например, частотностабилизированный сигнал и импульсные метки времени, М-последовательность и т.п.). Эти сигналы с помощью радиопередатчиков 7 передаются по соответствующим радиоканалам потребителям, например, каждым ведущим часам 1 отведен свой частотный диапазон для передачи своих сигналов. На центральных 3 и удаленных 2 часах при наличии возможности радиоконтакта с ведущими часами 1, например, при полете ИСЗ над соответствующими часами, производится прием сигналов времени с помощью соответствующих приемников 10, настраиваемых на необходимый частотный диапазон, например, в соответствии с известным расписанием передачи сигналов времени ведущими часами 1. Принятые на центральных 3 и удаленных 2 часах сигналов времени подаются на сигнальные входы соответствующих измерителей разности времени 11. Из сигналов опорных генераторов 13 с помощью хранителей времени 12 на центральных 3 и удаленных 2 часах соответственно формируются местные шкалы времени, сигналы которых поступают на другие входы соответствующих измерителей разности времени 11.

С помощью этих измерителей 11 определяется соответственное временное расхождение сигналов местных шкал времени центральных Δц,в_к=Тц-Тв_к и i-х удаленных Δyi,в_к=Ту_i-Тв_к часов с принятыми сигналами времени соответствующих (κ-х) ведущих часов (с учетом компенсации задержки распространения сигналов от соответствующих ведущих 1 часов до центральных 3 или удаленных 2 часов, определенной, например, с помощью транспортируемых часов). Эти значения Δц,в_к и Δу_i,в_к принимаются за поправки относительно соответствующих ведущих часов 1 и на первом этапе функционирования системы синхронизации по радиоканалу - этап накопления массивов информации для определения лучших ведущих часов 1 - вводятся в соответствующие хранители времени 12 на центральных 3 и удаленных 2 часах через коммутаторы 25. Открывание соответствующего канала прохождения информации по коммутаторам 15 (смотри пример их реализации далее) и выдача сигналов на ввод поправок в хранители времени 12 производятся с соответствующих пультов управления 16, представляющих собой, например, наборные поля кодов на переключателях и формирователи управляющих импульсов на кнопках.

Измеренные поправки Δц,в_к и Δу_i,в_к одновременно с их вводом в соответствующие хранители времени 12 поступают на схемы объединения 14 (пример их реализации смотри далее) соответственно центральных 3 и удаленных 2 часов.

В схемах объединения 14 результаты измерения поправок Δц,в_к и Δу_i,в_к "окрашиваются" информацией с соответствующих приемников 10 (смотри пример реализации далее) о том, по сигналам каких ведущих часов 1 получены поправки Δц,в_к и Δу_i,в_к, а также информацией с соответствующих пультов управления 16 о том, на каких часах получены эти же результаты. Кроме того, схемы объединения 14 преобразуют "окрашенную" таким образом информацию в вид удобный для передачи между блоками удаленных 2 и центральных 3 часов (смотри далее).

Результаты измерения поправок, получаемые последовательно по сигналам всех ведущих часов 1 с соответствующей "окраской" от схем объединения 14 поступают на хранение в блок выбора ведущих часов 17 (пример реализации смотри далее) соответственно на центральных и удаленных 2 часах. Эти результаты измерений на удаленных часах 2 поступают на соответствующие модемы 18 (смотри пример реализации далее), которые через двусторонние линии связи 19 соединены с коммутатором линий связи 20 на центральных 3 часах. Коммутатор линии связи 20 осуществляет последовательную передачу через модем 21 указанной информации (Δу_i,в_к) от всех удаленных 2 часов к формирователю поправок и признака достоверности 22, а именно, к его формирователю групповой поправки 29 и первому блоку вычисления поправок 30 (см. фиг.2).

Результаты определения Δц,в_к с соответствующей "окраской" поступают на формирователь групповой поправки 29 и второй блок 6 вычисления поправок 36 формирователя поправок и признака достоверности 22 непосредственно со схемы объединения 14 центральных часов 3.

При получении результатов Δу_i,в_к от всех удаленных 2 часов и Δ_ц,в_к от центральных 3 часов, определенных по сигналам κ-х ведущих 1 часов формирователь групповой поправки определяет групповые поправки (смотри пример реализации далее) для всех κ-х ведущих часов, например, как среднее из значений (Δу_i,в_к)_n и (Δц,в_к)_n формуле

где J - число удаленных часов,

n - номер сеанса синхронизации по сигналам одних из ведущих 1 часов.

Поправки (Δгр_к)_n характеризуют групповую шкалу времени системы, обладающую за счет совместной групповой обработки ряда результатов и уменьшения случайных ошибок более высокой точностью и стабильностью.

С помощью первого блока вычисления поправок 30 по сигналам групповых поправок (Δг_рк)_n и результатам синхронизации (Δу_i,в_к)_n определяются поправки (Δу_i,г_р)_n=(Δг_рк)_n-(Δу_i,в_к) к шкалам времени каждых удаленных 2 часов относительно групповой шкалы всей системы часов, по величине которых можно судить о степени синхронизации часов 2. Все значения поправок (Δу_i,г_р)_n по мере их поступления записываются в первый блок памяти 31, при этом их текущие (определенные по данному сеансу синхронизации) (Δу_i,г_р)_n и предпоследние (определенные в предыдущем сеансе синхронизации) (Δу_i,г_р)_n-1 значения поступают соответственно на первый и второй входы первого блока сравнения 32 (см. фиг.2), где производится сравнение разности [(Δу_i,г_р)_n-(Δу_i,г_р)_n-1] для каждых удаленных часов 2 с порогом, устанавливаемым исходя из допустимого расхождения временных шкал удаленных часов 2 между собой с учетом допустимой ошибки синхронизации удаленных 2 и ведущих 1 часов.

Значения групповых поправок (Δг_рк)_n по мере их формирования поступают и во второй блок вычисления поправок 36 (смотри пример реализации далее), в который также поступают результаты измерения (Δц,в_к)_n от схемы объединения 14 центральных 3 часов. Результат измерения (Δц,в_к)_n на центральных 3 часах принимается за исходный результат положения шкалы времени κ-x ведущих 1 часов, и с помощью блока вычисления поправок 36 определяется поправка на шкалу времени κ-х ведущих 1 часов относительно групповой по формуле

(Δг_р,в_к)n=(Δг_рк)_n-(Δц,в_к)_n.

Все значения поправок (Δг_р,вк)_n по мере их поступления записываются во второй блок памяти 37, при этом текущие значения (Δг_р,в_к)_n из блока памяти 37 поступают через ключ 35 (режимы управления ключом 35 будут описаны ниже) в блок определение хода часов 39, с помощью которого устанавливается изменение во времени положения шкал времени всех ведущих часов 1 относительно групповой шкалы (знак и скорость их хода), а также производится определение поправок на шкалы времени все ведущих часов 1 относительно групповой шкалы по истечении некоторого (смотри далее) интервала времени Δt в соответствии с определенными законами изменения положений шкал времени ведущих часов, например

(Δг_р,в_к)_Δt=(Δгр,в_к)_n+a·Δt

где (Δг_р,в_к)_n, (Δг_р,в_к)_Δt - положение шкалы времени κ-х ведущих часов относительно групповой шкалы времени в момент производства очередного сеанса синхронизации и по окончании интервала времени Δt соответственно;

t₂, t₁ - моменты времени, когда были проведены последний (n) и предпооследний (n-1) сеансы синхронизации.

Данные блока 39 поступают на формирователь управляющих воздействий 23, с помощью которого (пример реализации см. дальше) образуется программа управления шкалами времени соответствующих ведущих часов 1 для совмещения их с групповой шкалой времени системы. Эта программа содержит, например, идентификатор ведущих часов, для которых предназначено управляющее воздействие, значения поправок, которые следует ввести в шкалу времени соответствующих часов 1 и моменты их ввода (по окончании интервала времени, достаточного для приема этой управляющей программы на каждых ведущих часах 1) между двумя сеансами синхронизации по сигналам времени ведущих часов. Кроме этого, блок определения хода часов 39 (фиг.2) осуществляет определение поправок на шкалы времени ведущих часов на интервалах времени больших Δt, причем длительность интервалов определяется временем необходимым для восстановления отказов в линиях связи 19 и 28 и в аппаратуре часов 2 и 3.

Сигналы программ управления во время радиоконтакта центральных 2 и соответствующих ведущих 1 часов поступают через ключ 24 и линию связи 28 (например, командно-программную линию связи ИСЗ, телефонный, телеграфный канал и т.п.) в блоки памяти 8 ведущих часов 1, где производится их запоминание и передача на программные устройства 9. Последние подают на управляющие входы хранителей времени 5 значения подлежащих вводу в них поправок тогда, когда значения кодов текущего времени ведущих часов 1 совпадают с кодами моментов времени от блоков памяти 8, когда необходимо ввести эти поправки. По достижении указанных совпадений кодов устройства 9 транслируют соответствующие поправки из блоков памяти 8 в хранители времени 5, шкалы времени которых при этом совмещаются с групповой шкалой времени системы. Таким образом, сигналы, излучаемые радиопередатчиками 7 ведущих часов 1 и принимаемые удаленными 2 и центральными 3 часами, оказываются синхронизированными с групповой шкалой. Поэтому поправки Δу_i,в_к и Δц,в_к на шкалы времени удаленных 2 и центральных 3 часов, полученные в процессе приема сигналов приемниками 10 и измерения разности времен в блоках 11, могут использоваться для непосредственной синхронизации хранителей времени 12 на первом этапе функционирования системы. При этом ошибка синхронизации, связанная с отклонением шкал времени ведущих часов 1 от групповой шкалы за период между ее коррекцией, с помощью блоков 9 оказывается, как правило, много меньше отклонения от групповой шкалы времени синхронизируемых удаленных часов, так как характеристики опорных генераторов 4 ведущих часов, как правило, много лучше характеристик опорных генераторов 13 удаленных часов 2.

Текущие (определенные при последнем сеансе синхронизации) значения поправок на шкалы времени соответствующих ведущих часов 1 к групповой шкале (Δг_р,в_к)_n, а также их предыдущие (определенные при (n-1)-м сеансе синхронизации) значения (Δг_р,в_к)_n-1, блока памяти 37 поступают на второй блок сравнения 38 (смотри фиг.2) формирователя поправок и признака достоверности 22. С помощью блока сравнения 38 осуществляется сравнение разности [(Δг_р,в_к)_n-(Δг_р,в_к)_n-1] с порогом, величина которого определяется исходя из допускаемого расхождения шкал времени ведущих часов 1 и групповой шкалы. Результат сравнения с порогом [(Δг_р,в_к)_n-(Δг_р,в_к)_n-1] с блока 38, и результат сравнения с аналогичным порогом [(Δу_i,г_р)_n-(Δу_i,г_р)_n-1] с блока 32 поступают на первую схему логического выбора 33. С ее помощью выносится решение о качестве измерений для определения расхождения шкалы времени соответствующих ведущих часов 1 относительно групповой шкалы времени. При этом, если для большинства удаленных часов 2 величина [(Δу_i,г_р)_n-(Δу_i,г_р)_n-1] не превышает порога (это значит, что группа удаленных часов 2 синхронизирована с групповой шкалой времени), и величина [(Δг_р,в_к)_n-(Δг_р,в_к)_n-1] также не превышает порог (что соответствует правильно проведенному на центральных часах 3 измерению), то на выходе первой схемы логического выбора 33 формируется сигнал, разрешающий поступление очередного результата (Δг_р,в_к)_n через ключ 35 на блок определения хода часов 39. Если величина [(Δу_i,г_р)_n-(Δу_i,г_р)_n-1] для большинства удаленных часов 2 не превышает порог, а величина [(Δг_р,в_к)_n-(Δг_р,в_к)_n-1] больше порога (что соответствует ошибке в измерениях на центральных часах 3, либо сбою центральных часов 3), то сигнал с выхода первой схемы логического выбора 33 запрещает запись через ключ 35 текущего результата (Δг_р,в_к)_n в блок определения хода часов 39. Таким образом, для определения хода соответствующих ведущих часов 1 и формирования управляющих воздействий блоком 23 используются только достоверные результаты, что обеспечивает надежность синхронизации.

Если величины [(Δу_i,г_р)_n-(Δу_i,г_р)_n-1] и [(Δг_р,вк)_n-(Δг_р,в_к)_n-1] превышают установленные пороги, то это означает либо выход за пределы допуска синхронизации большинства удаленных часов 2, либо приближение шкалы времени соответствующих ведущих часов 1 к максимально допустимой величине расхождения с групповой шкалой времени. Соответствующий сигнал с выхода первой схемы логического выбора 33 поступает на вторую схему логического выбора 34 для последующего анализа. На другой вход схемы 34 с блока памяти 31 поступают текущие значения (Δу_i,г_р)_n. При этом если величина (Δу_i,г_р)_n меньше допустимой, для большинства часов 2, то групповая шкала времени сохраняется. Соответствующий сигнал (признак достоверности) с выхода второй схемы логического выбора 34 подаются не ключ 24, через который разрешается ввод управляющих воздействий от формирователя 23 на соответствующие часы 1, выработанные с использованием результата (Δг_р,в_к)_n в блоке 39.

Линии связи 19 являются слабым звеном системы из-за их большого количества, значительна протяженности, а часто и из-за доступности к передаче информации, в течение ограниченного промежутка времени. Поэтому выход из строя и временная недоступность линий связи 19 весьма вероятны, что приводит к снижению информациооного потока от удаленных часов 2.

По мере нарушения отдельных линии связи 19 формирователь поправок и признака достоверности 22 центральных часов 3 продолжает формирование групповых поправок Δгр,в_к в блоке 29, определение хода соответствующих ведущих часов 1 с помощью блока 39, формирование управляющих воздействий в блоке 23 и закладку их через линию связи 28 на соответствующие ведущие часы 1. При этом может возникнуть ситуация, при которой величина поправок (Δу_i,гр)_n удаленных часов 2 превысит порог во второй схеме логического выбора 34. Это означает, что групповая шкала в этой ситуации в значительной степени утратила свойства надежности и повышенной точности, а сигналы управления, выработанные на ее основе, приведут к нарушению синхронизации ведущих 1 и, следовательно, удаленных 2 и центральных 3 часов. В этом случае с помощью второй схемы логического выбора 34 формируется сигнал, подаваемый на ключ 24, запрещающий выдачу управляющих воздействий на ведущие часы 1 до получения достоверной информации об удаленных 2 часах. Однако при этом групповая шкала времени на ведущих часах 1 сохраняется, так как на них программное устройство 3 производит управление хранителей времени 5 по долговременным данным, заложенным в блок памяти 8 на предыдущем сеансе радиоконтакта по линии связи 28 по передаче управляющих воздействий. На удаленных 2 и центральных 3 часах по прежнему производится прием сигналов времен, от ведущих часов 1 и указанное ранее их использование (непосредственный ввод поправок в хранители 12). При этом

синхронизация удаленных 2 и центральных 3 часов сохраняется и без линий связи 37, так как ведущие 1 часы по прежнему передают сигналы более стабильной и равномерной групповой шкалы времени. В случае невосстанавливаемого нарушения всех линий связи 19 данные от коммутатора 20 на входы блоков 29 и 30 не поступают. Однако синхронизация удаленных 2 часов также сохраняемся. Происходит это потому, что при этом из формирователя групповой поправки 29 поступают значения групповых поправок (Δг_р,в_к)_n, определяемые по данным измерений проводимых на центральных часах в текущем сеансе синхронизации и все уменьшающемуся массиву данных полученных ранее от удаленных часов 2, так как момент производства текущего сеанса синхронизации все более отдаляется от момента связи 19. Полученные значения (Δгр,в_к)_n аналогично записываются через ключ 35 в блок определения хода часов 39, что является основой для выработки управляющих воздействий в формирователе 23.

Из блока памяти 31 в первый блок сравнения 32 при этом выбираются два последних соседних значения поправок (Δу_i,г_р)_n и (Δу_i,г_р)_n-1 удаленных часов 2, и, если результат сравнения их разности с установленным порогом соответствует сохранению групповой шкалы системы часов, то с помощью логических схем сравнения 33 и 34 формируется сигнал управления ключами 35 и 24, разрешающие закладку управляющих воздействий через линию связи 28 на ведущие часы 1.

В результате шкала времени ведущих часов 1 совмещается с групповой шкалой, положение которой определяется по массиву данных переданных по линиям связи 19 в предыдущих сеансах связи с уточнением по результатам измерений проведенных на ведущих часах 3 в текущем сеансе синхронизации.

В случае выхода из строя линии связи 28 подстройка шкалы времени ведущих часов 1 под групповую шкалу продолжается по долговременным данным, хранящимся в блоках памяти 8 ведущих часов 1 так, как в ситуации превышения значениями [(Δу_i,г_р)_n-(Δу_i,г_р)_n-1] задающего порога. Поправки (Δг_р,в_к)_n, формируемые блоком 26 при каждом сеансе синхронизации удаленных 2 и центральных 3 часов, поступают также на блок оценки ведущих часов 25. В блоке 25 (смотри пример реализации далее) производится оценка каждых ведущих часов 1 с точки зрения качества их шкал времени (например, значения дисперсии отклонения их шкал относительно групповой за интервал времени, например, за интервал времени текущего сеанса синхронизации). Подобная оценка достаточно полно, с учетом систематической и случайной составляющих, может быть произведена блоком 25 по формуле /5/

для чего в блоке 25 предварительно определяется значение

где M - число поправок (Δгр,в_к)_n полученных при измерениях по сигналам оцениваемых κ-х ведущих часов 1 на анализируемом интервале времени.

Отметим, что длительность анализируемого интервала времен задается при разработке системы синхронизации, исходя из технических характеристик опорных генераторов в основном ведущих часов, и практически равна продолжительности функционирования системы синхронизации на первом этапе - этапе накопления массивов информации для оценки "качества" шкал времени ведущих часов по отношению к групповой шкале.

Результаты оценки каждых κ-x ведущих часов 1 поступают на блок сортировки оценок 26, (пример реализации смотри далее) устанавливающего, сигналом каких ведущих часов 1 должно оказываться предпочтение при автономной синхронизации удаленных часов 2, а также к использованию сигналов каких ведущих часов должен осуществляться переход при выходе из строя наиболее предпочтительных, вплоть до наименее предпочтительных. То есть блок 26 "выстраивает" или ранжирует все ведущие часы в ряд в зависимости от "качества" их шкал времени, при этом, чем меньше значение определенной в блоке 25 величины для каждой κ-й шкалы времени ведущих часов, тем лучше ее "качество", тем выше ранг ведущих часов.

Ранжирующая (по результатам сортировки) все ведущие часы информация от блока 26 поступает на формирователь ранжирующих сообщений 27 (пример реализации смотри далее). Формирователь ранжирующих сообщений 27 преобразует ее в вид, удобный для передачи к блоку выбора ведущих часов 17 и модему 21 на центральных 3 часах и составляет сообщение так, что оно состоит из последовательности номеров (идентификаторов или тому подобное) всех ведущих 1 часов, причем первым сообщается номер наиболее предпочтительных ведущих часов, затем - менее предпочтительных и так далее вплоть до наименее предпочтительных.

Ранжирующая информация поступает в блок выбора ведущих часов 17 на центральных 3 часах непосредственно от формирователя ранжирующих сообщений 27, а к блокам выбора ведущих часов 17 удаленных 2 часов - последовательно через модем 21, коммутатор 20, соответствующую линию связи 19 и соответствующий модем 18.

При получении ранжирующего сообщения с блока выбора ведущих часов 17 на центральных 3 и удаленных 2 часах выделяется управляющий сигнал на пульт управления 16, например, переводящий в единичное состояние триггер (установленный предварительно в нулевое состояние), управляющий соответствующим сигнальным табло.

Получение такого сигнала на пульт управления 16 расценивается операторами на центральных 3 и удаленных 2 часах как указание на необходимость перевода системы синхронизации часов по радиоканалу во второй режим функционирования - режим повышенной точности синхронизации за счет использования сигналов наилучших (в смысле минимального отклонения собственной шкалы времени относительно групповой) ведущих 1 часов.

Для перевода системы синхронизации во второй режим функционирования на центральных 3 и удаленных 2 часах с помощью пультов управления 16 производится следующее:

- выдается на коммутаторы 15 такой управляющий сигнал, который разрешает выдачу поправки на коррекцию местных шкал времени, а также команды на ее ввод не непосредственно от измерителей разностей времени 11, а лишь от блоков выбора ведущих часов 17;

- набирается и вводится с помощью пульта управления 16 ко времени, когда необходимо произвести анализ результатов синхронизации по сигналам всех ведущих часов с целью поиска и использования лишь того результата синхронизации, который был произведен по наиболее предпочтительным ведущим часам, например, на основе знания расписания работы ведущих часов.

Эти операции могут быть осуществлены неавтоматически, с помощью операторов часов 2, 3.

Далее блоки выбора ведущих часов 17 осуществляют непрерывное сравнение кодов времени набранных и введенных операторами с кодами текущего времени, поступающими на блоки 17 от хранителей времени 12. По достижении совпадений этих кодов блоки 17 осуществляют анализ всех результатов синхронизации по сигналам ведущих часов. При этом при совпадении номера наиболее продолжительных ведущих часов сообщенного блоком 27 и номера измерения ("окраски" измерения на принадлежность к данным ведущим часам), заложенного в блоки выбора ведущих часов 17 от схем объединения 14, производится следующее:

- результаты синхронизации по сигналам наиболее предпочтительных (определенных по совпадению номеров) ведущих часов в виде поправок на местные шкалы времени через коммутаторы 15 подаются на информационные входы хранителей времени 12;

- в блоках выбора ведущих часов 17 формируются команды на ввод указанных поправок, которые также через коммутаторы 15 поступают на управляющие входы хранителей времени 12.

В результате такой коррекции местных шкал времени удаленных 2 и центральных 3 часов они оказываются совмещенными между собой со шкалой времени наиболее предпочтительных ведущих часов имеющих, в свою очередь, минимальное отклонение от групповой шкалы времени системы.

Далее система синхронизации продолжает функционировать в таком режиме постоянно, за счет чего обеспечивается повышение точности синхронизации как при нормальной работе линий связи 19 и 28, так и при их нарушениях в работе и выходах из строя, рассмотренных выше.

Рассмотрим примеры реализации вновь вводимых блоков, а также блоков 29 и 36 (смотри фиг.2) формирователя поправок и признака достоверности 22, участвующих в формировании информации необходимой для работы блока оценки ведущих часов.

Функциональная схема приемников 10, входящих в состав центральных 3 и удаленных 2 часов, представлена на фиг.3. Приемники 10 построены по традиционной схеме супергетеродина и состоят из усилителя высокой частоты 40, смесителя 41, усилителя промежуточной частоты 42, детектора 43 и гетеродина 44, частота которого настраивается путем подачи необходимого напряжения на его варикап. Это напряжение формируется в цифроаналоговом преобразователе 45. Входной код для цифроаналогового преобразователя 45 набирается оператором с помощью пульта настройки 46, представляющего собой, например, наборное поле на переключателях, в соответствии с расписанием работы ведущих 1 часов. Этот же код подается на информационный выход приемника для использования в схемах объединения 14 на центральных 3 и удаленных 2 часах для "окраски" проводимых измерений на принадлежность к сигналам κ-х ведущих 1 часов.

Функциональное построение схем объединения 14 изображено на фрг.4, а на фиг.5 - соответствующие диаграммы их работы.

Схемы объединения 14 предназначены для "окраски" результатов измерений проводимых в измерителях разности времен 11 информацией о принадлежности данных измерений к сигналам тех или иных ведущих часов и информацией о том, на каких удаленных или центральных часах проведены измерения, а также для преобразования "окрашенной" информации в вид удобный для передачи к блокам выбора ведущих часов 17, модему 18 и формирователю поправок и признака достоверности 22 (последовательный самосинхронизирующий код).

Схемы объединения 14 выполнены на универсальном регистре 47, управляющей схеме на блоках 48, 50...59 и устройстве преобразования сигнала 49. Рассмотрим их работу.

По окончании производства измерений в блоках 11 на центральных 3 и удаленных 2 часах с пульта управления 16 на схему объединения 14 оператор выдает команду (смотри фиг.5а) на формирование "окрашенного" сигнала (на первом этапе функционирования системы она же является командой на ввод результатов измерения непосредственно в хранитель времени 12).

По этой команде переводятся в единичное состояние Д-триггер 55 и RS-триггер 58, устанавливается в нулевое состояние счетчик 56 и через схему ИЛИ 50 запускается последовательная цепь одновибраторов 51...53. Выходной сигнал одновибратора 53 через открытую схему И 59 и схему ИЛИ 50 вновь запускает последовательную цепь одновибраторов 51...53. Таким образом, одновибработы 51...53 представляют собой генератор тактовых импульсов (фиг.56,в,г), формирование которых начинается с приходом управляющей команды (фиг.5а), а заканчивается - с закрытием схемы И59. Подсчет необходимого числа импульсов осуществляет счетчик 56. Когда необходимое число импульсов будет сформировано, дешифратор 57 установит RS-триггер 58, закрыв тем самым схему И 59 (фиг.5е) и прекратив дальнейшее формирование импульсов цепью одновибраторов 51...53.

Д-триггер 55 находится в единичном состоянии (фиг.5д) от момента появления командного импульса до прихода второго импульса, формируемого одновибратором 51. Прямой выход Д-триггера 55 управляет режимами работы универсального регистра 47. При единичном потенциале на входе P/S с приходом импульса на вход С (фиг.5в) осуществляется параллельная запись информации по входом Д1, Д2,...ДN соответственно от пульта управления 16, от приемника 10 и измерителя разностей времени 11, а при нулевом потенциале на входе P/S - с приходом каждого импульса на вход С (фиг.5в начиная со второго импульса) осуществляется сдвиг записанной информации на один разряд вправо.

Инверсный выход Д-триггера 55 управляет работой схемы И 54 так, что на тактовые входы Д-триггера 48 и устройства преобразования сигнала 49 импульсы одновибратора 52 попадают только начиная со второго (фиг.5ж), то есть во время последовательного вывода информации из регистра 47.

Таким образом, на выходе Д-триггера 48 выдается в последовательном виде информация из регистра 47 (фиг.5з), преобразуемая в виде удобного для передачи так называемого самосинхронизирующегося кода устройством преобразования сигнала 49 (фиг.5и).

Функциональная схема устройства преобразования сигнала 49 изображена на фиг.6, а диаграммы его работы - на фиг.7.

Подлежащая передаче информация с Д-триггера 48 (фиг.7б) поступает на схему И 61 непосредственно, а на схему И 62 через инвертор 60. На другие входы схем И 61 и И 62 поступает тактовая частота со схемы И 54 (смотри фиг.4). На выходах схем И 61 и И 62 образуются сигналы изображенные соответственно на рисунках 7в и 7г. Эти сигналы поступают на неинвертирующий и инвертирующий входы соответственно суммирующего усилителя 63. На выходе усилителя образуется так называемый самосинхронизирующийся код (фиг.7д). Самосинхронизирующий данный код назван потому, что не требует передачи по дополнительному каналу тактовых импульсов сопровождения. Эти импульсы могут быть выделены из принятого сигнала непосредственно на приемном конце связи в устройстве обратного преобразования сигнала 64 (входящего, например, в блок выбора ведущих часов 17 и в формирователь поправок и признаке достоверности 22).

Для пояснения механизма выделения информации и тактовых импульсов из самонастраивающегося кода рассмотрим работу устройства обратного преобразования сигнала 64. Его функциональная схема изображена на фиг.8, а соответствующие диаграммы работы - на фиг.9.

Самонастраивающийся код (фиг.9а) поступает на пороговые усилители 65 и 66. Первый из них выделяет импульсы, превышающие порог Vп₁ (фиг.9а,б), а второй - импульсы, амплитуда которых более отрицательна, чем значения Vп₂ . Первые из них воздействуют на вход установки в единичное состояние триггера 69, а вторые - на вход установки в нулевое состояние триггера 69. На выходе триггера 69 выделяется последовательный код (фиг.9е) информации переданной устройством преобразования сигналом 49. Тактовые импульсы сопровождения этого кода образуются с помощью схем ИЛИ 67 (фиг.9 г), которые задерживаются для устранения гонок при последующей обработке элементом задержки 68 (фиг.9д).

Заметим, что при таком прямом и обратном преобразованиях появление тактовых импульсов сопровождения может рассматриваться как факт наличия передачи сообщений с помощью самосинхронизирующего кода. Поэтому при поступлении, например, ранжирующего сообщения из линии связи 19 (или от формирователя ранжирующих сообщений 27) на блок выбора ведущих часов 17, тактовые импульсы сопровождения, выделяемые в устройстве обратного преобразования 64 (из состава блока 17 - смотри далее), направляются на пульт управления 16, где управляют элементом индикации, сигнализирующим оператором о необходимости перевода системы синхронизации во второй режим функционирования.

Функциональная схема модемов 18 и 21, позволяющих осуществить двунаправленную связь между центральными 3 и удаленными 2 часами приведена на фиг.10.

Модемы 18 и 21 выключают в себя модулятор 70, схему разделения потоков сигналов 71 и демодулятор 74. Схема разделения потоков сигналов 71 в свою очередь состоит из балластной нагрузки 72 и трансформатора 73.

Модемы 18 и 21 работают таким образом, что сигналы, поданные на вход модулятора 70, могут попасть только в линию связи 19 (на центральных 3 часах через коммутатор 20), а сигналы, пришедшие из линий связи 19, - только на выход демодулятора 74. Происходит это потому, что ток сигнала от модулятора 70 поданный в средний отвод первичной обмотки трансформатора 73 разветвляется поровну (при соответствующем подборе балластной нагрузки 72) в линию связи 19 и балластную нагрузку 72, и поэтому не попадает на вход демодулятора 74. А сигнал, пришедший из линий связи 19, проходит по цепи: нижняя по фиг.10 половина первичной обмотки трансформатора 73, низкое выходное сопротивление модулятора 70, и поэтому трансформируется только на вход демодулятора 74.

Функциональная схема коммутатора 15 представлена на фиг.1. Он состоит из многоразрядного мультиплексора 75 со структурой 2×1, собранного, например, на ИМС 564ЛС2 и инверторе 76. При подаче от пульса управления 16 управляющего сигнала логической единицы (постановка системы синхронизации в первый режим функционирования) открывается канал прохождения информации через входы Х мультиплексора 75 (результаты измерений из измерителей разностей времен 11 заводятся непосредственно в хранители времени 12). При подаче от пульта управления 16 управляющего сигнала логического нуля (постановка системы синхронизации во второй режим функционирования) открывается канал прохождения информации через входы Y мультиплексора 75 (от блока выбора ведущих часов 17 извлекается результат измерения проведенных по наиболее предпочтительным ведущим часам).

Функциональная схема выбора ведущих часов 17 показана на фиг.12.

Как отмечалось выше, блок выбора ведущих часов 17 осуществляет управление хранителями времени 12 центральных 3 и удаленных 2 часов на 2-м этапе функционирования системы синхронизации (на 1-м этапе он просто фиксирует результаты проводимых в блоках 11 измерений), при этом он производит:

- прием результатов всех измерений, проводимых на соответствующих часах от схемы объединения 14 (с "окраской" на принадлежность к сигналам тех или иных ведущих часов);

- прием ранжирующих сообщений, полученных от центральных 3 часов по вспомогательным линиям связи 19 (или непосредственно от блока 27);

- выдачу на пульт управления 16 сигналов свидетельствующих о факте получения блоком выбора ведущих часов 17 ранжирующего сообщения;

- прием кода времени (по команде) от пульта управления 16 характеризующего момент времени, когда необходимо произвести анализ накопления результатов измерений от всех (или части) ведущих часов с целью выбора результата синхронизации проведенного по наиболее предпочтительным ведущим часам;

- выдачу наиболее предпочтительного результата и команды на его ввод через коммутатор 15 на соответствующие входы хранителя времени 12.

Рассмотрим работу блока выбора ведущих часов 17 с момента получения ранжирующего сообщения от формирователя ранжирующих сообщений 27, которое приходит на вход устройства обратного преобразования сигнала (см. фиг.8) 93. Тактовые импульсы, выделенные из ранжирующего сообщения, поступают с тактового выхода устройства обратного преобразования 93 на пульт управления 16, где устанавливают элемент индикации (триггер) в состояние, сигнализирующее о необходимости перевода системы синхронизации во второй режим функционирования. Кроме этого, опираясь на выделенные тактовые импульсы, осуществляется запись ранжирующего сообщения во второй блок памяти 94, структура которого изображена на фиг.13 и полностью совпадает со структурой первого блока памяти 86 (он принимает информацию от схем объединения 14 - см. далее). Рассмотрим их работу.

Блоки памяти 86 и 94 содержат счетчик-распределитель 97 (на пример, ИМС 564ИЕ9), К пар схем И 98, 99, а также K универсальных регистров 100 (К - число ведущих часов). Блоки 86 в 94 отличаются лишь разрядностью регистров 100: число разрядов у регистров 100 в блоке памяти 86 равно числу разрядов необходимому для описания одного результата измерений проведенного в блоке 11, а также его "окраске", производимой в схеме объединения 14 (см. фиг.1); в блоке памяти 94 число разрядов у регистра 100 равно числу разрядов, необходимых лишь для характеристики номера (идентификатора) одних из ведущих часов.

Происходит это потому, что ранжирующее сообщение представляет собой последовательный ряд номеров ведущих часов, причем наиболее предпочтительными являются те часы, номер которых сообщен первым (и должен быть записан в первый регистр 100), а наименее предпочтительный - номер которых сообщен последним (и должен быть записан в последний регистр 100).

Сигналам на входе R блоков памяти 86 и 94 устанавливают в нулевое состояние счетчик-распределитель 97 и все регистры 100, при этом на выходе 1 счетчика-распределителя 97 появляется сигнал логической единицы (на всех остальных его выходах нули). Этот сигнал открывает первую (верхнюю по фиг.13) пару схем И 98, 99 и подключает к кодовому выходу блока памяти (с помощью сигнала на входе ВМ) выход первого (верхнего по фиг.13) универсального регистра 100 (выходы других универсальных регистров 100 находятся в состоянии высокого выходного импеданса).

Следовательно, последовательная информации, поступающая на вход Д блоков 86 (94) с помощью импульсов поступающих на вход С блоков 86 (94) запишется в первый универсальный регистр 100.

Очередной импульс, поступивший на вход С_А блока 86 (94), переводит счетчик-распределитель 97 в следующее состояние: логическая единица перемещается на выход 2 счетчика 97, то есть к выходу блоков 86 (94) подключается следующий регистр 100, и в него может быть записана последовательная информация, поступающая на вход Д блоков 86 (94) с помощью управляющих импульсов на входе с этих же блоков. Следовательно, приход каждого управляющего импульса на вход С _А блоков 86 (94) соответствует изменению адреса записи информации, которая записывается в блоки 86 (94) последовательно (по входом Д и С), а выдается параллельно. Рассмотрим далее работу блока выбора ведущих часов 17 (фиг.12).

Перед приходом ранжирующего сообщения счетчики 87 и 88 находятся в нулевом состоянии, так как установлены в него сигналом со схемы ИЛИ 80 (см. далее), блок памяти 94 подготовлен к приему информации начиная с первого регистра 100 (см. фиг.13), так как с внутренней клеммы на его вход R подается сигнал установки (например, оператором), а у коммутаторов 84 и 91 сигналом с триггера 81, находящимся в нулевом состоянии (см. далее), открыты верхние по фиг.12 каналы прохождения информации. Поэтому запись ранжирующего сообщения в блок 94 происходит следующим образом. С выхода устройства обратного преобразования сигнала 93 тактовые импульсы записывают в первый регистр 100 (см. фиг.13), информацию с выхода того же устройства 93. Одновременно в счетчиках 87 и 88 ведется подсчет тактовых импульсов. При этом счетчик 88 выдает на своем выходе один импульс тогда, когда оканчивается прием в ранжирующем сообщении стольких разрядов, сколько их необходимо для передачи номера одних ведущих часов. Этот импульс через схему ИЛИ 90 и коммутатор 91 на тактовый вход изменения адреса записи C_A блока памяти 94, следовательно, номер следующих, менее предпочтительных ведущих часов будет записан во второй регистр 100 (см. фиг.13) и так далее. Когда будет принято все ранжирующее сообщение (счетчик-распределитель 97 находится в состоянии κ - см. фиг.13), на выходе счетчика 87 появится один импульс, который, через элемент задержки 89, схему 90, коммутатор 91, также поступит на вход C_A блока 94.

Это приводит к тому, что после окончания приема ранжирующего сообщения счетчик-распределитель 97 переводится в состояние 1 (см. фиг.13), а блок памяти 94 переводится в состояние выдачи номера наиболее приоритетных ведущих часов.

С пульта управления 16 (после сигнала о приеме ранжирующего сообщения) на регистр 79 блока 17 выдается код времени, когда необходимо произвести анализ всех накапливающих результатов измерений и ввести в хранитель времени 12 результат привязки к сигналам наиболее предпочтительных ведущих часов. Этот код, как правило, определяется исходя из знания расписания работы ведут часов, а также из знания того, какие ведущие часы были наиболее предпочтительными в предыдущих сеансах синхронизации. Указанный код заносится в регистр 79 с помощью команды (импульса) от пульта управления 16, которая также устанавливает в нулевое состояние триггер 78, счетчики 83 и 96, и, кроме того, очищает от ранее записанной в него информации блок памяти 86.

Далее блок выбора ведущих часов 17 с помощью схемы сравнения 77 осуществляет сравнение кода текущего времени от хранителя времени 12 с кодом времени, хранящимся в регистре 79. До тех пор, пока не наступит сравнение кодов блок 17 осуществляет прием проводимых блоком 11 результатов синхронизации по сигналам всех (по расписанию) ведущих часов. Эти результаты поступают на блок памяти 86 через устройство обратного преобразования 85, и записываются сначала в первый, затем во второй и т.д. регистры 100 (см. фиг.13), так как изменение адреса записи производится с помощью счетчика 83, который через коммутатор 84 выдает на вход C_A блока 86 импульс, с приходом стольких импульсов на его вход С, сколько нужно для передачи одного результата синхронизации и его "окраски".

При совпадении кода текущего времени от хранителя времени 12 с кодом в регистре 79, триггер 78 переводится в единичное состояние, а положительным фронтом его выходного сигнала переводится в единичное состояние триггер 81. При этом открываются нижние по фиг.12 каналы прохождения информации в коммутаторах 84 и 91. Начинается процесс поиска с помощью схемы сравнения 92 наиболее предпочтительного результата синхронизации из числа тех, что были получены за время ожидания совпадения кодов в схеме сравнения 77. На схему сравнения 92 поступает номер наиболее предпочтительных ведущих часов с выхода блока памяти 94, а также разряды характеризующие "окраску" результатов синхронизации на принадлежность к сигналам ведущих часов (т.е. те самые номера ведущих часов) от блока памяти 86. При этом вспомогательные тактовые импульсы от хранителя времени 12 через схему И 82, коммутатор 84 поступают на вход C_A блока 86, чем осуществляется последовательное изменение адреса выдаваемой на выход блока 86 информации. При этом это изменение адреса будет происходить до тех пор, пока не наступит совпадение номеров ведущих часов, что приведет к появлению на выходе схемы сравнения 92 сигнала. Этот сигнал через схему И 95 будет выдан на коммутатор 15, а затем на хранитель времени 12 (см.фиг.1), благодаря чему в него вводится поправка, выдаваемая от блока памяти 86 соответствующая привязке по наиболее предпочтительным ведущим часам. Сигналы с выхода схемы И 95 через схему ИЛИ 81 возвращаются в нулевое состояние триггер 81, который закрывает схему И 82, превращая тем самым поиск предпочтительного результата синхронизации, а также устанавливают в нулевое состояние счетчики 87 и 88.

Необходимо отметить, что если среди анализируемых результатов синхронизации хранящихся в блоке 86 отсутствует результат привязки по наиболее предпочтительным ведущим часам, то с помощью счетчика 96 выдающего один импульс после прихода к импульсов (κ - число ведущих часов) на его вход, переводится в режим выдачи номера менее предпочтительных ведущих часов блока памяти 94. Снова начинается анализ результатов синхронизации хранящихся в блоке 86. Если снова нет совпадения в схеме 92, процесс повторяется до его появления.

Функциональная схема формирователя групповой поправки 29 представлена на фиг.14. Формирователь групповой поправки, как указывалось, формирует групповую поправку (Δгр_к)_n как среднее из значений (Δу_i,в_к)_n и (Δц,в_к)_n, которые он принимает от удаленных часов с помощью коммутатора линий связи 20 и от схемы объединения 14 центральных часов с помощью устройств обработки преобразования сигналов 104 и 111. Рассмотрим прием значения (Δц,в_к)_n. Он осуществляется в регистр 106 с помощью устройства обратного преобразования сигнала 104, счетчика 101, элемента задержки 102 и регистра 105. Счетчик 101 и регистр 105 установлены в нулевое состояние сигналом с выхода элемента задержки 102 (см. далее) после окончания приема предыдущего значения (Δц,в_к)_n-1, поэтому с приходом от схемы объединения 14 центральных часов значения (Δц,в_к)_n, оно последовательно записывается по входом Д и С в регистр 105. При этом пересчет числа выделенных из сообщения тактовых импульсов осуществляется счетчиком 101, который выдает на своем выходе импульс, когда окончится принимаемое сообщение. Через время задержки превышающее длительность выделенных из сигнала тактовых импульсов, передним фронтом сигнала с элементами задержки 102 информация параллельно перепишется из регистра 105 в регистр 106, а задним фронтом этого сигнала - произведется установка в "0" состояние счетчика 102 и регистра 105, подготовив их к приему следующего сообщения (Δц,в_к)_n.

Прием значений (Δу_i,в_к)_n производится в один из регистров 115, число которых равно числу удаленных часов, с помощью устройства обратного преобразования 111, счетчика 109, элемента задержки 110, регистра 112 и одной из пар образованной дешифратором 113 и схемой И 114. Перед началом работы все регистры 115 устанавливаются в нулевое состояние сигналом, подаваемом через схему ИЛИ 116 с внутренней клеммы установки.

На устройство обратного преобразования сигнала 111 с коммутатора линий связи 20 последовательно поступают сообщения о (Δу_i,в_к)_n с соответствующих удаленных часов 2. Каждое из них последовательно записывается в регистр 112, при этом отсчет числа тактовых сопутствующих импульсов производится счетчиком 109, выходной сигнал которого через элемент задержки 110 устанавливает счетчик 109 и регистр 112 в нулевое состояние, а перед этим переписывает (параллельно) информацию из регистра 112 в один из регистров 115 следующим образом.

Разряды принятого регистром 112 сообщения характеризующие результат синхронизации удаленных часов подаются на информационные входы всех регистров 115, а разряды, характеризующие принадлежность измерения к тем или иным удаленным часам, то есть к месту проведения измерений, подаются на входы всех дешифраторов 113. Каждый из дешифраторов "распознает" номер лишь своих удаленных часов, и, соответственно, разрешает перепись информации из регистра 112 в соответствующий регистр 115. То есть (Δу_i,в_к)_n запишет в первый регистр 115, (Δу_z,в_к)_n - во второй и т.д. Следовательно, после приема сообщений от всех удаленных часов все регистры 115 будут заполнены своей (при отсутствии сообщения нулевой) информацией об (Δу_i,в_к)_n.

Далее информация из регистров 106 и 115 поступает на сумматор 117 (реализующий, например, сложение по принципу a+b+c=(a+b)+c на комбинационных сумматорах), а затем на делительное устройство 118, делящее на J+1, где J - число удаленных часов (построенное, например, по принципу ЦАП, резистивный делитель, АЦП). Следовательно, на выходе делительного устройства 118 появляется значение (Δг_р,к)_n, которое по переднем фронту сигнала с элемента задержки 103 записывается в универсальный регистр 119, после чего (по заднему фронту сигнала с элемента задержки 103) устанавливаются в нулевое состояние все регистры 115, чем производится их подготовка к определению следующего значения (Δг_р,к)_n. Элемент задержки 103 задерживает сигнал элемента задержки 102 на время достаточное для приема сообщений о (Δу_i,в_к)_n от всех удаленных часов 2 и поиска значений (Δг_р,к)_n в блоке 29.

После окончания указанных процессов информация с выхода регистра 119 подается на вход устройства преобразования сигнала 108, которое по тактовым сигналам выделенным устройством обратного преобразования 104 и задержанных элементом задержки 107, преобразует значение групповой поправки в виде удобный для передачи к блокам 30 и 36.

Функциональная схема второго блока вычисления поправок 36 представлена на фиг.15. Блок реализует определение (Δг_р,в_к)_n=(Δг_рк)_n-(Δц,в_к)_n. Для этого информация о (Δг_рк)_n от формирователя групповой поправки 29 записывается (аналогично ранее описанному) в регистр 125 с помощью устройства обратного преобразования сигнала 123, счетчика 120, элемента задержки 121 и регистра 124, а информация о (Δц,в_к)_n - в регистр 134 с помощью устройства обратного преобразования сигнала 132, счетчика 130, элемента задержки 131 и регистра 133.

(Δгр,в_к)_n определяется с помощью вычитающего устройства 126 и переписывается по сигналу с элемента задержки 122 (время задержки больше времени приема и обработки сигналов) в регистр 127. С этого регистра 127 информация выдается на устройство преобразования сигнала 128, которое совместно с регистром 127 управляется сигналом с элемента задержки 129, задерживающего выделенные из принимаемого сигнала о (Δгр_к)_n тактовые импульсы до тех пор, пока станет возможна выдача результата (Δгр,в_к)_n.

Блок оценки ведущих часов (см. фиг.16), как указывалось, производит оценку каждых ведущих часов 1, определяя значение для каждых из них по формуле

для чего предварительно определяет значение

где М - число используемых для оценки значений (Δг^р,в_к)_n. Рассмотрим его работу основанную на использовании этих соотношений.

Текущие вычисленные в блоке 36 значения (Δг_р,в_к)_n поступают на устройство обратного преобразования сигнала 137, через которое последовательно записываются в регистр 138, установленный в исходное состояние с помощью счетчика 135 и элемента задержки 136 после предыдущего приема информации блока 36. Выходная параллельная информация от регистра 138 поступает на входы всех κ (κ - число ведущих часов) блоков вычисления 141 и всех κ дешифраторов 139. Каждый из дешифраторов 139 дешифрирует свою "окраску" значения (Δг_р,в_к)_n на принадлежность к сигналам тех или иных ведущих часов, открывая лишь одну схему И 140 после получения очередного значения (Δг_р,в_к)_n. Поэтому принятое значение (Δгр,в_к)_n сигналом от элемента задержки 136 записывается лишь в тот блок вычислений 141, который определяет "качество" тех ведущих часов, к сигналам которых принадлежит поступившее на блок 25 сообщение об очередном (Δгр,в_к)_n.

Структура блока вычислений приведена на фиг.17. Его центральным элементом является универсальный регистр 144, устанавливаемый перед началом работы блока оценки ведущих часов 25 (в начале первого этапа функционирования системы синхронизации) в исходное нулевое состояние с помощью сигнала с внутренней клеммы (например, подаваемого оператором). Этот регистр по своему действию может быть охарактеризован как ОЗУ с числом ячеек M, причем каждая ячейка содержит столько разрядов, сколько необходимо для приема любого значения (Δгр,в_к)_n. Кроме этого, регистр 144 имеет по два информационных и тактовых входов. По первой паре информационного и тактового входов осуществляется параллельная запись информации подаваемой на вход блока вычислений 141, при этом эта информация записывается в первую ячейку памяти, содержимое первой ячейки переписывается во вторую, содержимое второй ячейки - в третью, и т.д., а содержимое последней M-й ячейки вытесняется из регистра 144. Этим обеспечивается использование (во втором режиме функционирования системы синхронизации) при анализе ведущих часов массива данных всегда одной глубины относительно анализируемого момента времени (текущего измерения). По второй паре информационного и тактового входов осуществляется циклический сдвиг содержимого регистра 144 на столько разрядов, сколько импульсов управления придет на второй тактовый вход. Такой регистр 144 может быть выполнен, например, на основе универсального регистра 564 ИР 9.

Информация о (Δгр,в_к)_n поступающая на первый информационный вход регистра 144 запишется в него по сигналу со схемы И 140 (см. фиг.16), вытеснив при этом содержимое последней ячейки и сдвинув содержимое других ячеек. Кроме этого, сигнал со схемы И 140 установит в нулевые состояния накапливающие сумматоры 144, 147 и считчики 152, 155, а также через время задержки элемента 151 (большее длительности управляющего импульса на входе блока 141) запустит генератор пачки импульсов 152, который выдает на своем выходе пачку из M импульсов. Эти импульсы поступят на тактовый вход циклического сдвига регистра 144 и тактовый вход накапливающего сумматора 145. При этом если выбрать M=2^р, где p - целое действительное число, то на выходе накапливающего сумматора 145 без учета p младших разрядов (соответствует операции деления на M) образуется значение

а регистр 14 вернется в исходное (до подачи M импульсов) состояние.

Выходные импульсы генератора пачки 152 подсчитываются счетчиком 153, который с приходом последнего М-го импульса в пачке выдает один импульс, который через время задержки элемента 154 (большее длительности импульса генератора 152) запускает другой генератор пачки импульсов 155. Этот генератор также формирует пачку из M импульсов, которые поступают на тактовый вход циклического сдвига регистра 144 и тактовый вход накапливающего сумматора 148. При этом на выходе вычитающего устройства 146 последовательно появляются значения на выходе квадратора 147 - а по окончании пачки импульсов на выходе накапливающего сумматор 148 без учета р младших разрядов

Счет числа импульсов с выхода генератора пачки 155 ведется счетчиком 156, который выдает импульс с приходом M-го импульса. Этот импульс через время задержки элемента 157 (большее длительности импульса генератора пачки 155) переписывает содержимое накапливающего сумматора 148 в регистр 149, и выдается на выход блока вычислений 141.

Таким образом, на выходах всех блоков вычисления 141 выдается соответствующие каждым ведущим часам значения в виде параллельных кодов, а также с одного из блоков вычисления 141 управляющий сигнал, сигнализирующий о том, что очередное значение определено. Эти управляющие сигналы объединяются в выходной сигнал пуска формирователя ранжирующих сообщений 27, который проходит на выход блока 25 лишь при подаче на вторую внутреннюю клемму схемы И 143 (например, оператором) по завершению определения всех.

Функциональная схема блока сортировки оценок 26 представлена на фиг.18. Блок предназначен для сортировки и расположения идентификаторов (номеров) ведущих часов в ряд в зависимости от качества их шкал (значений ), иллюстрируя это расположение выходным кодов, состоящим из последовательности номеров ведущих часов (первый номер наиболее предпочтительных часов и т.д.). Для определенности функциональная схема блока 26 приведена для случая трех ведущих часов в системе синхронизации часов, что не мешает сохранению принципа его построения и при большем числе ведущих часов. Рассмотрим его работу.

Значения поступают в виде параллельных кодов на соответствующие схемы сравнения 158. Первая из них сравнивает и вторая и а третья и . Выходные сигналы A>B и A<B этих схем полностью определяют все возможные соотношения между значениями (если А не меньше B, и в то же время не больше B, то А=B) и образуют код адресации ПЗУ 159. В каждой ячейке этого ПЗУ (многоразрядной) записана искомая последовательность (закладывается в ПЗУ разработчиками системы синхронизации) номеров ведущих часов зависящая лишь от соотношения между То есть на выходе ПЗУ 159 непосредственно выдается параллельный код ранжирования всех ведущих часов как результат сортировки значений.

Функциональная схема формирователя ранжирующих сообщений 27 представлена на фиг.19. Он предназначен для преобразования выходного кода блока сортировки оценок 26 в виде удобном для передачи по вспомогательным линиям 19 (фиг.1). Рассмотрим его работу.

С приходом импульса управления от блока оценки ведущих часов 25 на элемент задержки 180 (время задержки больше времени обработки сигналов в блоке сортировки оценок 26), ранжирующий код от блока сортировки оценок 26 записывается параллельно в регистр 163, а также еще через время задержки элемента 161 (большее чем длительность импульса с элемента 160) запускается генератор пачки импульсов 162. Число формируемых им импульсов равно числу разрядов в ранжирующем сообщении. Эти импульсы управляют последовательным выводом информации из регистра 163 и ее преобразованием в вид удобный для передачи по линиям связи 19. Преобразование производится с помощью устройства преобразования сигнала 164.

Возможность технической реализации предложения не вызывает сомнений, так как, во-первых, система-аналог по авт.св.№591800 использована в действующей системе единого времени "Время" (акт использования от 01.07.1978), во-вторых, известные, но вновь введенные элементы легко реализуются известными для инженера средствами, описанными в научно-технической литературе. В качестве опорных генераторов могут быть использованы промышленно-выпускаемые цезиевые генераторы Ч1-42(6, стр.75-76). Хранители времени легко реализуются на основе последовательного включения делителей частоты с установкой, например, на основе промышленного прибора Ч6-64. Формирователь сигналов времени может быть выполнен в виде амплитудного или фазового манипулятора, либо синтезатора частоты на основе промышленно выпускаемого синтезатора частот 41-49 /6, стр.126-127/. В качестве радиопередатчика используется обычный радиопередатчик соответствующего диапазона волн модуляция которого осуществляется от формирователя сигналов времени. Радиоприемником может служить обычный радиоприемник соответствующего диапазона волн, например, промышленно выпускаемый компаратор фазовый Ч7-4 (6, стр.145-147). Измеритель разности времен может быть выполнен из обычного счетчика, работающего в режиме измерения временных интервалов, либо промышленно выпускаемого частотомера Ч3-19 (8, стр.194-169). Коммутатор линии связи может быть выполнен на типовых элементах серии 564 (564КТЗ, а также возможно его построение на основе каналов вводов-выводов ЭВМ. Формирователь поправок и признака достоверности может быть выполнен на основе промышленно выпускаемых ЭВМ с соответствующим программным обеспечением, например, ЭКВМ "Электроника Т3-16", либо ЕС ЭВМ 1045. Возможно его построение на основе типовых дискретных элементов ИМС серий 140, 533, 133, 564, 580. Структура блоков относящихся к существу предложения раскрыта в данных материалах на уровне указанных типовых элементов, а остальные - могут быть реализованы следующим образом. Схемы памяти могут быть реализованы, например, на МДП-транзистора и типовых ИМС 564РУ2. Блоки сравнения могут быть выполнены в соответствии с описанием их работы в виде типовой схемы вычисления чисел, например, на основе двоичного реверсивного счетчика и дешифратора подключенного к выходам разрядов счетчика. Схемы логического выбора реализуются на основе типовой схемы вычитания и схемы знака. Блок определения кода часов может быть выполнен на основе таймера и запоминающего устройства, в каждой ячейке которого хранится значение поправки к шкале времени часов и код момента времени, к которым она относится. Структурные схемы формирователя управляющих воздействий, программного устройства раскрыты в материалах заявки №3061891 (защищенной авт.св. СССР №1840365) на стр.15...17 и рис.3.4.

Вновь введенные элементы также могут быть реализованы с помощью типовых средств. Их структурное и схематическое построение не вызывает затруднений для специалиста. Приведенные функциональные схемы могут быть реализованы, например, на следующих стандартных ИМС: регистрах 564ИР9, цифроаналоговых преобразователях 594ПА1, триггерах 564ТВ1, 564ТМ2,564ТМ3, 564ТР2, операционных усилителях 140УД1-УД5, мультиплексорах 564ЛС2, 564КП1-КП2, счетчиках-распределителях 564ИЕ9, сумматорах 564ИМ3, схемах сравнения 564ИП2, ПЗУ541РТ1, или аналогичных ИМС других серий.

Иллюстрируем достигаемый эффект по улучшению точности синхронизации часов в системе следующим числовым примером.

Предположено, что ведущие часы формируют свои шкалы времени по сигналам стандартов частоты водородных Ч1-44, суточная нестабильность частоты которых по данным /6/ составляет ±2.10^-13. Таким обрезом нестабильность частоты стандарта, используемого на к-х ведущих часах может лежать в пределах от 3·10^-13 до 7·10 ^-13. Это означает, что отклонение шкал времени отдельных ведущих часов за сутки относительно групповой (после рассмотренного их совмещения с групповой шкалой) может лежать в пределах от 26 до 60 нс. Следовательно, при проведении сеансов синхронизации по сигналам каждых ведущих часов один раз в сутки и использовании результатов синхронизации только от наиболее предпочтительных ведущих часов (второй режим функционирования системы) можно получить выигрыш по точности синхронизации удаленных центральных часов более чем в 2 раза (2,3 раза) по отношению к произвольному выбору ведущих часов для синхронизации (первый режим функционирования системы синхронизации совпадающей с функционированием прототипа).

Если система синхронизации уже функционировала во втором режиме, то в блоки выбора ведущих часов 17 на центральных 3 и удаленных 2 часах занесена ранжирующая ведущие часы информация. Эту информацию можно длительное время использовать для выбора ведущих часов даже при рассмотренных нарушениях в линиях связи 19 и 28, вплоть до их полного отказа, так как так называемые "скачки" частоты стандартов наблюдаются крайне редко. При этом выигрыш по точности синхронизации сохраняется. Например, при нарушении работоспособности линий связи, сроком на месяц уход шкалы времени (в наихудшем случае) наиболее предпочтительных ведущих часов составит около 780 нс относительно групповой шкалы, а для наименее предположительных - 1,6 мкс. Таким образом, можно ожидать выигрыш в точности в 2,5 раза. И такой же выигрыш можно ожидать по времени автономного функционирования удаленных и центральных часов при заданном допуске на расхождение шкал времени часов в системе и при полном выходе из строя линий связи 19 и 28.

Формула изобретения

Система синхронизации часов по радиоканалу, содержащая группу ведущих часов, группу удаленных часов и центральные часы, при этом каждые ведущие часы состоят из последовательно соединенных опорного генератора, хранителя времени, формирователя сигналов времени и радиопередатчика, а также из последовательно-соединенных блока памяти и программирующего устройства, выход которого подключен к управляющему входу хранителя времени, а второй вход - к выходу хранителя времени, каждые из удаленных часов и центральные часы состоят из последовательно соединенных опорного генератора, хранителя времени и измерителя времени, а также включают радиоприемник, выход которого подключен ко второму входу измерителя разности времени, кроме того центральные часы включают коммутатор линий связи, формирователь поправок и признака достоверности, формирователь управляющих воздействий и ключ, выход которого через линию связи подключен ко входам памяти всех ведущих часов, выход формирователя поправок и признака достоверности соединен с входом формирователя управляющих воздействий, выход которого соединен с информационным входом ключа, а выход признака достоверности соединен с управляющим входом ключа, отличающаяся тем, что, с целью повышения точности синхронизации часов в системе, а также увеличения времени автономной работы удаленных и центральных часов с необходимой точностью синхронизации при нарушении линий связи, на центральных и удаленных часах введены схема объединения, коммутатор, пульт управления, блок выбора ведущих часов и модем, при этом кодовый вспомогательный выход приемника соединен с первым информационным входом схемы объединения, а кодовый выход измерителя разности времени соединен со вторым информационным входом схемы объединения и первым информационным входом коммутатора, третий информационный вход схемы объединения подключен к первому кодовому выходу пульта управления, первый управляющий выход которого соединен с управляющим входом схемы объединения и вторым информационным входом коммутатора, второй управляющий выход пульта управления соединен с управляющим входом коммутатора, первый кодовый и второй выходы которого соединены соответственно с информационным и управляющим входами хранителя времени, второй кодовый и третий управляющий выходы пульта управления подключены соответственно к первым кодовым и первым управляющим входам блока выбора ведущих часов, кодовый и первый управляющий выходы которого соединены соответственно с третьим и четвертым информационными входами коммутатора, кодовый и тактовый выходы хранителя времени подсоединены соответственно ко вторым кодовому и управляющему входам блока выбора ведущих часов, второй управляющий выход которого подключен к управляющему входу пульта управления, кроме того, на удаленных часах, выход схемы объединения соединен с первым информационным входом блока выбора ведущих часов и входом модема, выход которого подключен ко второму информационному входу блока выбора ведущих часов, а на центральных часах, в которых, кроме того, введены блок оценки ведущих часов, блок сортировки оценок и формирователь ранжирующих сообщений, выход схемы объединения соединен с первым информационным входом блока выбора ведущих часов и первым входом формирователя поправок и признака достоверности, второй вход которого соединен с выходом модема, выход формирователя ранжирующих сообщений подключен к входу модема и вторым информационным входам блока выбора ведущих часов, дополнительный выход формирователя поправок и признака достоверности соединен со входом блока оценки ведущих часов, кодовые выходы которого подключены к соответствующим входам блока сортировки оценок, кодовым выходом соединенного с информационным входом формирователя ранжирующих сообщений, управляющий выход которого подключен к управляющему выходу блока оценки ведущих часов, при этом двунаправленный вход-выход модема соединен с двунаправленным входом-выходом коммутатора линий связи, другие двунаправленные входы-выходы которого с помощью вспомогательных линий связи подключены к двунаправленным входам-выходам модемов соответствующих удаленных часов.

РИСУНКИ