Устройство для автоматической привязки шкал времени по радиосигналам

 

(11)

ИЗОБРЕТЕ Н И Я

Союз Советских

Сацнапнстнческнх

Республик (1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6l) Дополнительное к авт. свпд-ву— (22) Заявлено 20.06.75 (21) 2146566, 10 (51) М.Кл G 04 С 11/02 с присоединением заявки № — .

Государственный комитет

Совета Министров СССР по делам изобретений и открытнй (23) Приоритет— (43) Опубликовано 15.10.76. Бюллетень ¹ 38 (45) Дата on> o,a оваппя описания 21.10.76 (53) УДК 681.11 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. К. Кошелев, Э. С. Кирицев и И. С. Маркин (7! ) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ПРИВЯЗКИ ШКАЛ ВРЕМЕНИ ПО РАДИОСИ ГНАЛАМ

Изобретение относится к области синхронизации временных шкал по радиосигналам точного времени с известной фазой несущей частоты, передаваемого в режиме амплитудной манипуляции (АМ), и может быть использовано в аттпаратуре приемных пунктов службы времени и систем навигации, осуществляющих хранение времени с периодической коррекцией по радиосигналам.

Известные устройства для привязки шкал времени, содержащие опорный генератор, хранитель времени, радиоприемник, электронно-лучевой фазометр и средства управления шкалой, имеют н изкую точность и невысокую надежность при превышении сигнала шумом, обусловленные осциллографическим методом привязки и субъективными ошибками оператора.

Известны также устройства для автоматической привязки шкал времени, содержащие опорный генератор, подключен ный через хранитель времени к блоку первичной обработки сигнала, другой вход которого соединен с выходом радиоприемника, коммутатор каналов, счетчики-накопители, подключенные через логическую схему к командному блоку, упра вляемый делитель частоты, подключенный к хранителю, времени, коммутатору каналов и к соединенным последовательно счетчикам времени и опроса, и отсчетный блок, подключенный к управляемому делителю и хрансителю времени, причем выход командного блока соединен с управляемым делителем частоты, с счетчиком времени и с счетчиком опроса, 5 выход которого соединен с коммутатором каналов (1).

Для обеспечения надежности привязки шкал в предлагаемом устройстве каждый выход коммутатора каналов снабжен пнвертоpai»m и двумя схемами объединения единиц кода, причем все выходы коммутатора каналов подключены через первые схемы объедспнения единиц кода к суммирующим входам соответствующих счетчиков-накопителей, а через включенные последовательно инверторы и вторые схемы объединения единиц кода— к вычитающим входам счетчиков-накопителейй.

Кроме того, каждая схема объединения единиц кода может быть выполнена в виде последовательно соединенных сумматора кана10B, узлов задержки и схемы ИЛИ, а к входу последней подключена схема совпаде.ния.

На фнг. 1 приведена структурная схема варианта описываемого устройства с четырьмя каналами накопления; на фиг. 2 — временные диаграммы сигналов в некоторых точках устройсгва.

Зо Опорный генератор 1 подксночен к храни532077

65 телю 2 времени, в котором осуществляется запоминание фазы высокочастотного заполнения радиосигналов, проводимое на этапе работы, предшествующем приему амплитудномодулированных (АМ) сигналов времени.

Выход хранителя 2 соединен с одним входом блока 8 первичной обработки сигнала, другой вход которого под ключен к выходу радио.приемника 4. Другой выход хранителя 2 подключен к входу управляемого делителя 5 частоты. Выход последнего соединен с входом счетчика времени б, определяющего длительность процесса привязки шкал времени и подключенного выходом к счетчику опроса 7.

Входы коммутатора 8 каналов подключены к выходам счетчика опроса 7 и управляемого делителя 5. Каждый выход 9 коммутатора 8 каналов снабжен инверторами и двумя схемами объединения единиц кода (для упрощения на фиг. 1 показаны инверторы 10 и первая 11 и вторая 12 схемы объединения еди ниц кода первого канала). Последние содержат последовательно соединенные сумматоры 18, 14 каналов узлов задержки 15, 16 и схемы

ИЛИ 17, 18, к входам которых подключены схемы совпадения 19, 20 для первого и второго устройств соответственно, Выходы 9 коммутатора каналов подключены к суммипующим входам реверсивных счетчиков-накопителей 21 через первые схемы объединения единиц кода, а через инверторы и вторые схемы объединения единиц кода — к вычитающим входам соответствующих счетчиков-накопителей.

Выходы 9 второго, третьего и четвертого каналов, коммутатора 8 подключены к сумматору 13 и через инверторы 10 к сумматору

14 каHBJIQIB, а выход 9 первого канала подключен к схеме совпадения 19 непосредственно, а к схеме совпадения 20 — через инвертор 10. Выход схемы ИЛИ первой схемы объединения единиц кода 11 соединен с суммирующим входом счетчика-накопителя 21, выход схемы ИЛИ 18 — с его вычитающим входом. Выходы счетчиков-накопителей 21 соединены с логической схемой 22, выходы которой подключены к командному блоку 23, осуществляющему управление работой устройства и соединенному со счетчиками вре»ени б и опроса 7 и с управляемым делителем

5 частоты. Выход блока 3 подключен к входам схем совпадения 19, 20. Отсчетный блок

24 подключен к хранителю времени 2 и ynpBBJI5ip>1oUt) делител1о 5 H запускается пульсами последнего, определяя величину рассогласова ния времеHHûõ шкал устройства и точного, времени.

Работа устройства oсущестзляется сле дующим образом.

На блок 8 по"тупает напряжение смеси сигнала времени с шумом (фиг. 2а), выделенное с помощью радиоприемника 4, и опорные стробы от хранителя времени 2, совмещенные по фазе с высокочастотным заполнением сигнала, например,,с момента перехода через

l5

55 нуль сигнала. При отсутствии сигнала от воздействия шума также формируются единицы сигнала, .которые считаются ложными. Их среднее количество, взятое за определенный единичный промежуток времени, например,,период повторения радиоимпульсов, меньше среднего, количества единиц кода, несущих полезную информацию, за такой же промежуток времени. Это обусловлено тем, что фаза ,шума случайна, а фаза смеси сигнала и шума носит регулярный характер. Однако эта разница при малом соотношении сигна1/шум невелика. Единицы кода, несущие как полезную, так и ложную информацию, поступают на схемы совпадения 19, 20 и сумматоры каналов

18, 14 схем объединений единиц кода (фиг.

26).

При помощи управляемого делителя частоты 5 формируется опорная, временная шкала, подлежащая привязке к радиосигналам точного времени. Импульсы управляемого делителя 5 поступают в коммутатор 8 каналов, при помощи которого на выходах 9 коммутатора каналов формируются импульсы (фиг.

2в,г,д,е), равные длительности радиоимпульсов времени. Временное положение этих импульсов соответствует каналам накопления, в одном из которых находится искомый сигнал.

При этом число каналов может быть любым определяется требуемой точностью привязки. Если бы единицы кода непосредственно распределялись по каналам накопления, то разница:между количеством их в канале сигнала (фиг. 2в) н другими каналами, напри;tep (фиг. 2г), была бы малой, так,как. единицы кода, соответствующие смеси сигнала с шумом и несущие полезную информацию, попадали бы в эти каналы и являлись бы ложными по отношению к каналу сигнала. Для случая, приведенного на фиг. 2, разница между единицами кода первого (фиг. 2в) и второго (фиг. 2г) каналов за период повторения радиоимпульсов составляла бы один импульс.

В устройстве при помощи схемы совпадения 19 формируют единицы кода, совпадающие с импульсом данного, выхода коммутатора 8 каналов. Для первого выхода 9 коммутора каналов это единицы кода (фиг. 2ж), совпадающие с импульсом (фиг. 2в). При помощи сумматора каналов 13 первой схемы

I1 объединения единиц кода на его выходах формируются единицы кода (фиг. 2з,и), попа дающие во временные интервалы, которые соответствуют совпадению импульса данного канала с импульсами других каналов. Для первого выхода 9 коммутатора каналов это временные интер валы, соответствующие соВпаде;1н1о импульса (фиг. 2в), поочередно с

11мпульсамп (/III",. 2 г, д, в). С помощью узлов задержки 1б совокуп ность единиц кода объединенных каналов задерживается относительно ед1шиц кода на выходе (фиг. 2ж) схе-. мы совпадения 19,.и на выходе схемы ИЛИ

17 формируются единицы кода (фиг. 2к), непосредственно присутствующие во зремя дей532077 ствия импульса данного канала накопления в других .каналах. Эти импульсы поступают на суммирующий вход счетчика накопителя.

С помощью второй схемы совпадения 20 формируются единицы кода (фиг. 2л), совпадающие с инвертированным импульсом выхода коммутатора, а сумматор каналов 14 второй схемы (2 объединения единиц кода форми.рует на своих выходах единицы кода (фиг.

2л, н), попадающие во временные интервалы совпа дения инвертированных импульсов других каналов с инвертированными импульсами данного выхода. Объединенная схемой ИЛИ

18 второй схемы объединения 12 совокупность единиц кода с выхода сумматора каналов 14, содержащихся в других каналах кода, с выхода схемы совпадения 20 поступает на вычитающий вход счетчика-накопителя (фиг.

2n). При этом на выходе 9 канала, соответствующем радиосигналу времени, на суммирующий вход счетчика-накопителя 21 поступают единицы кода, несущие полезную информацию о сигнале, содержащиеся во всех каналах на копления, а на,вычитающий вход— единицы кода, образованные Воздействием шума; тем самым, количество информации в кампале увеличивается за счет использования единиц кода, несущих полезную информацию .в других каналах. На выходе 9 канала накопления, не соответствующего сигналу, например второго канала, на суммирующий вход счетчика-накопителя 21 поступают единицы кода, соответствующие части сигнала и шума, содержащиеся во всех каналах во время,действия импульса (фиг. 2г) данного канала, на вычитающий вход — единицы кода от совпадения оставшейся части сигнала и шума, так как инвертированный ичпульс канала перекрьпвает часть сигнала, которую не перекры,вает импульс канала 9. При этом часть еди ниц кода, несущих полезную информацию, но являющихся ложными для канала и записанных по суммирующему входу счетчика, компенсируется единицами кода, несущими полезную информацию и записанными по вычитающему, входу счетчика-накопителя.

3а время, определяемое счетчиком времени 6, в счетчике-нако пителе,,соответствующем ка налу сигнала, накопится существеHHQ большее количество единиц кода, чем в других счетчиках-накопителях. Выходной импульс счетчика врем=ни 6 включает счетчик опроса

7, при помощи которого производится доза.полнение счетчиков-накопителей 21, и первым с высокой достоверностью заполнится счетчик канала, которому соот1ветствует сигнал. При помощи логической схемы 22, объединяющей выходы счетчиков-накопителей 21, устанавли вается номер KBiHBла, которому соответствует заполненный счетчик-накопитель 21, и сигнал с выхода логической схемы 22 поступает на ,командный блок 28, осуществляющий установку шкалы управляемого делителя частоты

6 под принимаемый радиосигнал времени и переключающий устройство в целом на следующий цикл работы, то есть привязку шка;Ibl к радиосигналам более низкой частоты следования. При этом устанавливаются необходимые емкости счетчиков времени 6 и опроса 7 и частота импульсов управляемого делителя 5, синхронизирующего коммутатор каналов 8. !

О

При работе устройства по радиосигналам

Времени с малым уровнем шумов, когда вероятность правильного обнаръ жения сигнЯла можаT Возрастать, устройство при необходи-!

5 мости может быть дополнено простой схемой управления, которая должна производить до.;ол1п1тгльно адаптивное сокращение времени процесса привязки (в зависимости от соотношения сигнал — шум) путем изменения емкости

20 сч тчика Времени If,!и счетчикоВ-накопителеЙ.

Формула изобретения

1. Устройство для автоматической привязки

25 шкал Времени по радиосигналам точного:времени, содержащее опорный генератор, подключенный через;ранитель времени к блоку первичной сор аботки сигHB:IB, Qpx o!f Вход Icoторого соедингH с Bllxодом радиоприемника, ксмм) татор кягlа,1оВ, счет 1икиснякопители, подключенные через логическую схему к командному блоку, управляемый делитель частоты, подключенный к хранителю времени, к коммутатору канаloB и к соедине1гпым последовательно счетчикам Времени и опроса, и отсчетный блок, подключенный к управляемому делителю и хранителю времени, причем

Выход командного блока соединен с управляемым делителем частоты, с счетчиком времени

40 и с счетчиком опроса, выход которого соедин=н с коммутатором каналов, о тл и ч à 10щ е = - я тем, что, с целью обеспечения надежност11 привязки, кажись|и Выход коммутатораа каналов снабжен инверторами и двумя

45 схемами объсд1гпения единиц кода, причем все выходы коммутатора каналов подключены через первые схемы объединения единиц кода к суммирующим входам соответствующих счетчиков-накопителей, а через включен50 ные последовательно инверторы и вторые схемы объединения единиц кода — к вычита1ощим входам счетчиков-накопителей.

2. Устройство по п. 1, отличающе еся

55 Tем, что каждая схема объединения единиц кода выполнена в виде последовательно соедин.нных сумматора каналов, узлов задерж I1 и схемы ИЛ11. а к входу,.1оследней Но:лючена схема совпадения.

Источники информации, принятые во внимание пo:.I экспеот11зе заявки.

1. АВт. сзпд ¹ 443360, М.. Кл. G 04 С 11/02, 65 1974.

532077 7иг.1

1 (! г

2 1 .В Озсипзц и ь и 1 ) 1

1 и

У г2

Составитель А. Иванов

Техред Л. Кочемирова

Редактор С. Хейфиц

Корректор В. Гутман

Тип. Х ар ьк. фил. пред. «Па тент»

Заказ 925/1218 Изд. ¹ 1676 Тираж 575 Подписное

ЦНИ1тПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, ?К-35, Раушская наб., д. 4/5