Устройство для привязки шкал времени к сигналам точного времени

 

««ц 553585

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 20.10.75 (21) 2182769/10 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 05.04.77. Бюллетень № 13

Дата опубликования описания 26.05.77 (51) М. Кл С 04С 11/02

Гасударственный комитет

Совета Министров СССР па делам иэааретений и открытий (53) УДК 681.11(088.8) (72) Авторы изобретения

В. К. Кошелев и Э. С. Кирицев

«В Г1 т (71) Заявитель

Ф1 1 Д дЙЛЫц3 (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПРИВЯЗКИ ШКАЛ ВРЕМЕНИ

К СИГНАЛАМ ТОЧНОГО ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для синхронизации шкал времени приемных пунктов по импульсным радиосигналам, например по сигналам, и может быть установлено в установках службы времени, имеющих поьышенные требования к точности и надежности и надежности привязки при сокращенном объеме аппаратуры.

Известны устройства автоматической привязки шкал времени, осуществляющие привязку местной шкалы времени к радиосигналам точного времени и содержащее опорный генератор, радиоприемник, хранитель времени, средства обработки радиосигналов и средства управления местной шкалой. Однако такие устройства не обеспечивают высокой точности и помехозащитности за счет использования только амплитудной информации, а в случае использования фазовой информации сигнала требуют предварительного использования фазометрических устройств, что в конечном счете приводит к существенному росту объема и стоимости аппаратуры (1).

Наиболее близким по технической сущности является устройство для привязки шкал времени к сигналам точного времени, передаваемым радиостанциями в режиме амплитудной манипуляции (2). Оно содержит радиоприемник, подключенный к блоку первичной обработки сигнала по фазе несущей, содержащему формирователи сигнального и опорного стробов и схему совпадения, блок вторичной обработки сигнала по фазе огибающей, сос5 тоящий из последовательно соединенных коммутатора каналов, счетчиков-накопителей, логического устройства и схемы команд, а также последовательно соединенных коммутируемого управляемого делителя частоты, счет10 чика времени и счетчика опроса, подключенных к выходу схемы команд, и опорный генератор, подключенный через хранитель времени к управляемому делителю частоты и отсчетному устройству, которое связано также с

15 управляемым делителем частоты, а счетчик опроса связан со схемой команд и коммутатором каналов.

Недостатком устройства является необходимость предварительной привязки местной шкалы по фазе несущей и по фазе огибающей высшей частоты манипуляции, Цель изобретения — обеспечение привязки к амплитудно-модулированным сигналам времени, передаваемым по любым программам с неизвестной фазой несущей частоты и огибающей при наличии шумов, без ухудшения точности и надежности привязки и без использования дополнительных фазо метрических уст30 ройств.

553585

Это достигается тем, что устройство для привязки шка I Вре 1!с!!(! с!!абжс!!о IBA"мя формирователями опорных сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соединенных регистра сдвига и распределителя импульсов, хранитель времени через первый формирователь опорных сигналов подключен к блоку первичной обработки сигнала, управляемый делитель частоты через второй формирователь опорных сигналов подключен к коммутатору каналов, схемой И и узлом задержки, первый вход схемы И подключен к блоку первичной обработки сигналов непосредственно, второй вход схемы И соединен с блоком первичной обработки сигнала через узел задержки, выход схемы И соединен с блоком вторичной обработки сигнала, счетчиком циклов, вход которого соединен с выходом второго формирователя опорных сигналов, а выход — со входом коммутатора каналов.

На фиг. 1 показана структурная схема устройства автоматической привязки шкал времени к сигналам точного времени; на фиг. 2, 3 — временные диаграммы работы устройства.

Радиоприемник 1 (фиг. 1) соединен с блоком первичной обработки сигнала 2 по фазе несущей, состоящим из формирователей сигнального 3 и опорного 4 стробов, выходы которых подключены к входам схемы совпадения 5. Опорный генератор 6 подключен к хранителю времени 7, один выход которого соединен с первым формирователем опорных сигналов 8, содержащим регистр сдвига 9, выходы разрядов которого подключены к входам распределителя импульсов 10. Выход последнего соединен с входов! формирователя опорных стробов, вход формирователя сигнальных стробов 3 соединен с выходом радиоприемника 1. Выход схемы совпадения 5 блока 2 непосредственно и через узел задержки 11 подключен к входам схемы И12, выход которой соединен с коммутатором каналов 13 блока вторичной обработки сигнала 14 по фазе огибающей. Выходы коммутатора каналов 13 подключены к соответствующим входам счетчиков-накопителей 15, выходы которых через логическое устройство 16 подключены к схеме команд 17. Другой выход хранителя времени 7 соединен с входом коммутируемого управляемого делителя частоты 18, выход которого подключен к последовательно соединенным счетчику времени 19 и счетчику опроса 20 и к входу регистра сдвига 21 второго формирователя опорных сигналов 22. Выходы регистра сдвига 21 подключены к входам распределителя импульсов 23, выход которого подсоединен к выходам коммутатора 13 и счетчика циклов 24. Выход схемы команд 17 соединен с коммутатором каналов 13, счетчиком циклов 24, счетчиками времени 19 и опроса 20 и делителем частоты 18. Выход счетчика опроса 20 г:одключен также к коммутатору каналов 13 и схеме команд 17. Отсчетное устройство 25 подключено к хранителю времени 7 и управляемому делителю частоты 18.

Устройс!во работает следующим образом.

Радиопр !емник 1 принимает программу амплитудно-модулированных (АМ) сигналов точного времени. Сигнал в смеси с шумом (фиг. 2a) с выхода радиоприемника 1 поступает на формирователь сигнальных стробов 3, 10 с помощью которогг ь моменты перехода напряжения через н) ль формируются стробы (фиг. 2б) определенной длительности. Импульсная последовательность (фиг. 2в), формируемая с помощью хранителя времени 7

)5 из частоты опорного генератора 6 и кратная несущей частоте сигнала, поступает на регистр сдвига 9 первого формирователя 8, с выходов которого снимаются импульсы, сдвинутые последующий относительно предыдуще20 го на период входной последовательности. Эти импульсы имеют частоту следования, соответствующую частоте взятия проб отсчета, согласованной с полосой пропускания радиоприемника 1, а число разрядов регистра сдвига 9

25 выбирается, исходя из желаемой точности фазирования опорного и сигнальных стробов.

Распределитель импульсов 10 последовательно один за другим подключает выходы регистра сдвига 9 к формирователю опорных стро30 бов 4, нормирующему импульсы по длительности (фиг. 2г). Таким образом, на выходе формирователя 4 формируется последовательность, импульсы которой сдвинуты относительно друг друга на период, кратный периоду несущей сигнала, плюс п!.риод следования входных импульсов регистра сдвига 9. При этом за период взятия проб Т„,,, по крайней мере, один опорный строб совпадает с сигнальным стробом, сформированным из нуль40 перехода напряжения смеси сигнала и шума, так как временное положение опорных стробов (фиг. 2г) относительно сигнальных (фиг.

2б) последовательно изменяется на величину периода входных сигналов регистра сдвига 9.

Сформированные с помощью схемы совпадения 5 единицы кода (фиг. 2д), несущие полезную информацию о сигнале и имеющие регулярный характер появления в силу регулярности сигнала, а также ложные единицы ко50 да, полученные в результате совпадения опорных стробов с сигнальными стробами шума и появляющиеся случайно, поступают на схему

И12 непосредственно и через узел задержки

11, с помощью которого происходит задерж55 ка единиц кода на период взятия проб Т„„ (фиг. 2е). При этом единицы кода, несущие полезную информацию о сигнале и регулярные по частоте появления, подтверждаются на выходе схемы И12 (фиг. 2ж), а формирова00 ние ложных единиц кода на выходе И12 носит случайный характер из-за случайности момента пересечения нуль-уровня напряжением шума. При этом количество единиц кода, соответствующих смеси шума и сигнала, больше количества единиц кода, соответствующих

553585

55 б0

65 шуму и при анализе временных интервалов выявление канала, которому соответствует сигнал, становится возможным. Делитель частоты 18, запускающийся импульсами хранителя времени 7, формирует импульсную последовательность (фиг. За), кратную частоте следования AM сигналов времени, например, соответствующих программе передачи радиостанции Госслужбы времени РВУ (фиг. Зб).

Эта импульсная последовательность (фиг.За) поступает на вход регистра 21 второго формирователя опорных сигналов 22, на выходах которого формируются импульсы, сдвинутые последующий относительно предыдущего на период следования входных импульсов. Эти импульсы имеют период следования, равный периоду АМ сигналов времени, к которым производится привязка, а число разрядов регистра 21 выбирается в соответствии с требованиями точности привязки. С помощью распределителя импульсов 23 формирователя 22 выходы регистра сдвига 21 последовательно подключаются к входам коммутатора 13 и счетчика циклов 24. Таким образом, на выходе распределителя 23 формируется последовательность (фиг. Зв), определяющая анализируемые временные интепвалы для обнаружения сигнала времени. Импульсы последовательности (фиг. Зв) сдвинуты относительно друг друга на период, кратный периоду следования AM сигналов, плюс период входных сигналов регистра сдвига 21. Номера каналов накопления обозначены на фиг. Зв над соответствующими каналами накопления импульсами. При этом олин из импульсов (на фиг.

Зв это импульс 10) совпадает с АМ сигналом времени независимо от степени синхронизации шкалы управляемого делителя 18 и огибающей AM сигнала. Сигналы с выхода распределителя импульсов 23 (фиг. Зв) определяют начало цикла анализа. С их помогцью в коммутаторе каналов 13 формируются импульсы (фиг. Зг), предназначенные чля анализа периода следования AM сигналов времени в течение одного цикла. С помощью счетчика циклов 24 производится оцифровка импульсов входной последовательности коммутатора каналов 13. С выходов счетчика циклов 24 снимается код, несущий информацию о порядковом номере импульса, т. е. I(03 счетчика 24 сообщает коммутатор каналов 13 какой выход регистра пиклов 21 через распределитель импульсов 23 подключен к коммутатору 13. В зависимости от кода счетчика циклов 24 и на основании рек ррентности импульсов (фиг. Зг), анализирующих период АМ сигналов времени в течение одного цикла и входной послеяовательности (фиг. 2в), импульсы (фиг. Зг) подключаются к соответствующим каналам накопления. В коммутаторе каналов 13 производится распределение единиц кода (фиг. Зд) по сформированным импульсами (фиг. Зг) каналам накопления.

Счетчики-накопители 15 воспринимают единицы кода с выходов коммутатора каналов 13.

На фиг. 3 (e, ж, з) изображены единицы кода, гопал:Iorrr»c в 1, 2 и 10 к"..í::ëû накопления.

При этом счетчик времени 19 с помощью счета импульсов делителя 18 определяет время, необходимое для обнаружения АМ сигнала времени в одном из каналов накопления с заданной надежностью. По истечении этого времени включается счетчик опроса 20, с помощью которого производится доз аполнение счетчиков-накопителей 15. В счетчик-накопитель, соответствующий сигналу времени, за время накопления поступает достаточное количество единиц кода, превышающее порог накопления, и сигнал с этого счетчика через логическое устройство 16, которое объединяет выходы каналов накопления, поступает на схему команд 17. Схема 17 формирует сигнал (фиг. Зи), который устанавливает делитель

18 к началу временного интервала, соответствующего импульсу (фиг. Зв), который совпадает с ЛМ сигналом времени, также обнуляет счетчики времени 19, опроса 20 и циклов 24 и коммутатор каналов 13, производит установку -.мкостей счет иков и коммутацию выходного сигнала управляемого делителя 18 лля работы устройства по сигналу более низкой частоты следования. Коммутатор каналов

13 воспринимает импульсы регистра сдвига

21, синфазные привязанной опорной шкалой управляемого делителя 18. Для этого, например, распределитель 23 подключает к коммутатору 13 только выход регистра, формирующий синфазные импульсы. Это обусловлено тем, что потребность в последовательном сдвиге входных импульсов коммутатора канала относительно принимаемых сигналов времени отпала, так к.-к неопределенность по фазе oI íáàþùåé устранилась на предыдущем этапе работы. Вновь с помощью коммутатора каналов 13 фор. .пруются импульсы, соответствующие каналаъ и,".копления, временное положение одного из которых совпадает с АМ сигналами времегнь Единицы кода коммутируются по этим импульсам и в дальнейшем работа устройства не отличается от описанной выше. Если же за время анализа ни в одном из счетчиков-накопителей 15 порог не будет превышен, то схема команд 17 под воздействием сигнала с выхода счетчика опроса 20 сформирует сигнал, производящий обнуление устройства и запускающий его вновь, и этап работы повторяется.

Формула изобретения

Устройство для привязки шкал времени к сигналам точного времени, передаваемым радиостанциями в режиме амплитудной манипуляции, содержащее. радиоприемник, подключенный к блоку первичной обработки сигнала по фазе несущей, включающему формирователи сигнального и опорного стробов и схему совпадения, блок вторичной обработки сигнала по фазе сгнбающей, состоящий из последовательно соединенных коммутатора каналов, счетчиков-накопителей, логического бло553585

Фиг. 1 ка и схемы команд, а также из последовательно соединенных коммутируемого управляемого делителя частоты, счетчика времени и счетчика опроса, подключенных к выходу схемы команд, и опорный генератор, подклю- 5 ченный через хранитель времени к управляемому делителю частоты н отсчетному блоку, который связан также с управляемым делителем частоты, а счетчик опроса связан с коммутатором каналов, о т л и ч а ю щ е е с я тем, 10 что, с целью обеспечения привязки к сигналам времени с неизвестной фазой несущей частоты и огибающей, устройство снабжено двумя формирователями опорных сигналов, каждый из которых состоит из последовательно соеди- 1 ненных регистра сдвига и распределителя импульсов, хранитель времени через первый формирователь опорных сигналов подключен к блоку первичной обработки сигнала, управляемый делитель частоты через второй формирователь опорных сигналов подключен к коммутатору каналов, схемой И и узлом задержки, первый вход схемы И подключен к блоку первичной обработки сигнала непосредственпо, второй вход схемы И соединен с блоком первичной обработки сигнала через задержки, выход схемы И соединен с блоком вторичной обработки сигнала, счетчиком циклов, вход которого соединен с выходом второго формирователя опорных сигналов, а выход — со входом коммутатора каналов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США № 3751300, 58/24 Я, 14.08,73.

2. Авт. свид. СССР № 443360, G 04С 11/02, 03.09,74, 553585

У 6 7 8 9 IO

9!ЯУ7 (ОгФУ

Уюг,7

Составитель А. Иванов

Редактор О. Филиппова Техред М. Семенов

Корректор Т. Добровольская

Заказ 1069/11 Изд. № 20 Тираж 560 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, ир. Сапунова, 2