Устройство для синхронизации часов по радиоканалу

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ((t(591806 (6!) Дополнительное к авт. свил-ву (22) За явлено05.05,7 6 (21)235567 3/18-1

2 (51) М. Кл. с присоединением заявки № (23) Приоритет

Cv 04 С 13/02

Гааударатвенный камнтет

Совета й(нннатрав СССР по делам нэооретеннй н аткрытнй (43) Опубликовано 05.02.78. Бюллетень №5 (45) Дата опубликования описания.24.01.78 (53) УДК681.11 (ОВВ.Я) (72) Авторы изобретения

Э, И. Бауман, И, Я, Гумин, Г, М. Ильин, Э. С. Кирицев

В, К. Кошелев и Л. М, Шур (73) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАБИИ ЧАСОВ

ПО РАДИОКАНАЛУ

Изобретение относится к области синхронизации часов по радиоканалу и может бытьприменено в системах единого времени, в которых осуществляется передача сигналов точного времени дпя потребителей. 5

Известны системы синхронизации часов

$1), содержашие эталонные часы с атапонной мерой частоты и формирователем шкалы вре« мени, средства дпя пеоедачи сигналов этапотеных часов по радиоканалу, группу удален-(О иых вторичных часов, каждые из которых включают радиоприемник сигналов эталонных часов, опорны и генератор, формирователь шкалы времени и средства сравнения принятых и местных сигналов времени с цепью (5 определения рассогласования времени шкал, Однако известные системы синхронизации часов обладают пониженной помехоустоичивостью и точностью из à испопьзова» ния только амппитудных ïoñîáîà передачи 20 временной информации, Среди известных технических решений наиболее близким предлагаемому явпяется устройство дпя синхронизации часов .по радиоканалу f2.). Известное устрой- И ство содержит ведущие часы, вкпючаюшие эЪ апонную меру частоты, которая через хранитель времени и формироватепи частотностаРипизированного !сигнапа-и импупьсного сигнала времени подключена к радиопередатчику, и группу удапенных часов, каждые пз которых содержат меру частоты и хранитель времени, посгедоватепьно соединенные радиоприемник и счетчик, поспедоватепьпо соединенные фазовращатепь и регистратор вре менного параметра (самописец фазы), причем мера частоты через фазоврашатепь подключена к хранителю времени и непооредственно — к счетчику, соелиненному с хранителем времени, и регистратору временного параметра, связанному с радиоприемником.

Недостатки известного устройства, закпючаются в невысокой надежности синхронизация и сложности эксплуатации.

Бель изобретения - повышение належности синхронизации.

Поставленная цель постигается тем, что в устройстве дпя синхронизации часов по радиоканапу, содержашем велушпе ччгы и группу удаленных часов, в котором каждые

55 из ведущих часов включают меру частоты и хранитель времени, радиопередатчик и формироватепи частотно — стабипизировснного сигнапа и импульсного сигнала времени f а каждые из удаленных часов - поспедоватепьио соединенные радиоприемник и счетчик, последовательно соединенные фазовращатепь и регистратор временного пареметра, причем мера частоты подключена через фазоврааатепь к хранителю времени <о и непосредственно - к счетчику, соедиi ненному с хранитепем времени, и регис-! тратору временного параметра, связанному с радиоприемником, одни иэ удаленных часов снабжены последовательно соединенными между собой коммутатором, вычисли тельным бпоком и вспомогатепьным канапом связи, вычислительный блок связан с выходом регистратора временного и ареметра, а коммутатор через вспомогательные 20 каналы связи соединен с группой удаленных часов.

Не чертеже изображена структурная схема предлагаемого устройства дпя синхронизации часов. 25

Ведущие часы 1 содержат меру частоты

2, которая через хранитель времени 3 и формироветепи частотностабипизированного сигнапа 4 и импульсного сигнала времени

5 подкпючена к радиопередатчику 6. Каждые О удаленные часы 7 имеют меру частоты 8, подкпюченную к счетчику 9;.фезоврешатепю

10 и регистратору временного параметра

11. Фазоврашетепь 1О подкпючен к регистратору временного параметра 11 и через хра-, нитель времени 12 - к счетчику 9. Радиопередатчик 13 связан с регистратором временного параметре 11 и счетчиком 9.

Йля упрощения показан состав одних из удаленных часов 7, снабженных коммутатором 1, выход которого подключен к вычис1 4, питепьному устройству 15, связанному также с выходом, регистраторе временного параметра 1 1Õ. Выходы регистраторов временно- го параметре. других удаленных часов 7 связаны с входами коммутатора 14, например, по телеграфному иди тепефонному кеналу.

Предпегаемое устройство для синхронизации часов работает следующим. образом.

Из сигналов меры частоты 2 и хранителя времени 3 ведущих часов 1 с помощью формирователя частотностебипиэированного сиг нала 4 формируется синусоидельный сигнап, частоте которого определяется используе мыми для передачи сигнепов средствами.

Зтот сигпеп может содержать набор этепон ных частот, который заранее определяется при создании системы, 4 помощью формирователя сиг иле времени 5 формируется им» м- бо пупьслый сигнал (видео — или радио -), 4 синфазный с упомянутым частотностабипизированным сигналом и имеющий заданные частоты повтоРениЯ, непРимеР f Щ, Радио передатчик 6 излучает эти сигналы в тече-. ние времени, достаточного для точной временной синхронизации по фазе частотностабипизированного сигнала и устранения неоднозначности точных отсчетов по импульсным сигналам времени, Временная шкала транспортируемых атомных часов устанавливается на ведущих часах

, поспе чего транспортируемые часы доставпякл ся на удаленные часы 7 для установки местно- шкал времени. Эти шкалы формирутся с помощью сигналов меры частоты 8 в хранителе времени 12. После этого производится. сеанс синхронизации по радиосигнаHBM ведущих часов 1, во время которого на каждых из удаленных часов 7 производят прием импульсных сигналов времени и частотностабипизированного. сигнапа. Фаза поспеднего фиксируется регистратором временного параметра 11 относительно фазы местного сигнапа на выходе фазовращатепя

10, Таким образом, в регистраторе 11 формируется информация относительно рассогпасования ведущих 1 и удаленных часов 7, полученная но радиосигнапам непосредственно после установки местной шкапы по шкале фанспортируемых часов. Принятый импупьсный сигнал времени поступает с радиоприем.ника и включает счетчик 9, а метка удаленных часов 7, сформкрованнея с помощью хранителя времени, выкпючает его. Мера частоты 8 удаленных часов 7 обеспечивает счетчик.9 тактовыми импульсами, поэтому в.нем поспе сеанса синхронизации хранится значение рассогласования импульсных сигнапов ведущих 1 и удапенных 7 часов. При этом обеспе чивается однозначный переход к точным значениям рассогласования по фазе частотностебилизировенного сигнала и достаточная степень устранения многозначности например до 1 Гц. Это значение совместно с величиной разности .фаз фиксируется в регистраторе 11 и определяет величину задержки сигнапа на распространение от ве» душих 1 до удаленных 7 часов, которая может быть i скомпенсирована с помощью фазоврашатепя 10 или же должна учитываться в поспедующих сеансах синхронизации.

П оспе компенсации задержки на распространение удапенные "часы 7 периодически синхронизируются по радиосигналам ведущих часов, П и ри этом все показания счетчике 9 и регистратора временного параметра 11 К- -Ч"к р аждых удаленных часов передаются по вспо могете ьному канапу связи (тепефонному, телеграфному и т. п.)не одни из удаленных часов 7, которые снабжены коммугетором

14 и вычислительным устройством 15 По а 1 а зания 1 « -Т. последних подаются непосред но в вычислительное устройство 15, а ком мутатор 14.,последовательно подключает ,к нему выходы других удаленных часов 7. ,С помощью вычислительного устройства 18 формируется усредненное значение- Г(3 ° Т

1Ч1 характеризующее групповую шкалу времени устройства Это значение используется для контроля синхронизации Ведущих 1 и удал иых часов 7 . При атом для контроля щдутцих ч сов.1 используется разность Г(Г 1Г«) а Л

«< контролиудаленных - разнссть Г(. ч т и « - Ф

ЖОФО 5ая сообщается на - тые удаленные .часы. В том случае пои сбое ведущих часов

1 значение разностей Г (Г )- Г изменяется несущественно или остается неизменным. Обряботкй серии результатов измерений Т„ -Т каждых удаленных часов 7 с помощью вычислительного устрой . стро ства, 15 позволяет определить изменение взаимного положения временных шкал вФ ящ 1 и удаленных часов 7, устайовить

1 шик 1 истОчник ОшибОк и пОВысить тОчнОсть и надежность синхронизации устройства. Кроме того, точность повышается за счет уменьшения случайной ошибки при усреднении результатов в процессе формирова ния групповой шкалы времени, так как

2 4 2

Д

Х Г где g;, - число удален-: ных часов 7 чтя определения и устранения ошибок, связанных с задержкой распространения радиосигналов для i — тых часов 7, вносимых ошибками транспортируемых атомных часов, значение Г«; Г которое Определяется по результатам сеанса, непосредственно следу|ощего после компенсации задержки на распространение, с помощью коммутатора 14 подключается к вычислительному устройству 15. С помощью пос леднего Определяется разность между Г -г И P

И, - Г . Если величина этой разности не превосходит допустимой величины

Ошибки распространения, вносимой транспортируемыми часами, это означает, что транспортируемые часы не подвергались .сбоям, и величина задержки на ряспрос "рапение между - тым 7 и ведущими часами Г опр.делена с достаточной точностью.

Oб этом сообщается на - тые часы 7.

Если величина указанной разности превосходит допустимую ошибку, ее значение и

5 знак сообщаются с удаленных часов 7 на - тые часы, где производится компенсация этой ошибки с помо1лью фязовряшатели 10 или же при обработке рвзультят Оп «;; лер(?Нийф 1 стi:oòл н11О, что 011релеле»

t ка- ние разности 1", - Г и Г -Г может у гоч3

Отвея- няться при усреднении ряда измерений в последующих сеансах синхронизации. I a 1/ хим Образом, ня удаленных часах 7 формируется информация Об ошибках зядерж« ки распространения сигналов для Всех

) < удаленных часов 7, которая предотяращает ложные регулировки частоты и шкалы и1 т поддерживает синхронность в системе. Зядерж ен- 1о ка расйространения для часов 7 должна быть

& Определена с возможно большей точносля тью. Однако затраты на это существенно меньше, чем на периодическую синхронизацию всех удаленных часов 7 транспортируемы15 ми часами, которая используется в прототяпе, общее число полетов сокращается, так как маршруты транспортировки могут быть произвольными и кратчайшими для системы часов в целом, что позволяет снизить

20 требования к условиям перевозки транспортируемых часов, f

С помощью удаленных часов 7 обеспечивается также надежная синхронизации устройства за счет метрологического конт25 роля радиосигналов, вяключяющегося в контроле качества ведущих часов 1. Йля этого с коммутатора 14 в вычислительное устройство 15 последовательно.подаются результаты измерений(Т -V ) ряда зо

« и сЪансов> синхронизации на всех удаленных часах 7 и срявниваютси с аналогичными ре| зультатами предыдуших сеансов, которы хранятси в вычислительном устройстве 15 или вводятся в него изне. Они сравниваются

35 также с результатами формирования групповой шкалы времени. Если разность между

1Л Б И-4 Т „ Х ) и(Г„;-ТД невелика для большей части удаленных ча" îâ 7 (т. е.fl (9 T )J-P

«1 У4 ((„; "1, Ц„невелика), это Означает, что ведущие часы работают правильно. Если же на ведущих часах произошел сбой шкалы, то разность(Г -1 ) -P -У ) для

У1B yjял удаленных часов 7 будет велика, я разность „(1 „;; Г, ) - Р„; останется небольшой (т е. групповая шкала устройства сохраняется ! но не синхронизирована с ведущими часами. и Г (Т,;"Г ) -. V больше допустимой Величины). По йолучении таких результа-! тов с удаленных часов 7 сообщается по вспомогательным каналам связи ня все удаленные часы 7, что ня ведущих чясвх произошел сбой и регулировки частоты и шкалы проводить не следует. Пр«веденные выше операции могут выполняться также по результатам нескольких сеансов.

Для контроля положе..1ия временных шкал удаленных часов 7 «о отношен«к; к ведущим 1 с помощью вычисл«телы Огo у::.ТройстВя 15 и коммутатора 14,1я удчленпых часах 7.сравнивая>тся резун»1ят 1Т <1 " т ) / 311 У

58 Х900

Т мТ,, (Т ; Т„ )-Т„по двум или нескольким сеансам синхронизации. Если два соседних результата у-P Ф )-Т несущественно отличаются друг от дру1 а . (что указывает на синхронизацию групповой циклы с ведушими часами Ц, 1 а,результаты 1 (T", Т )-Ч имеют отлйчйе; сравнимое с заданной ошибкой синхронизации, . причем, например, подобное отличие наблюдает

Ф 1 ся и при сравнении величин: „= Ц MQ-Ty< то это означает, что (- тые часы 7 действительно выходят иэ синхронизации с ведуши ми часами 1, Эта информация позволяет произвести своевременное регулировки фавовращателяна (, - тых часах и обеспечить их синхронизацию с повышенной на15 дежностью. сигнала и импульсного сигнала времени, а каждые иэ удаленных часов-последовательно соединенные радиоприемник и счетчик, последовательно соединенные фазоврашатель и регистратор временного параметра, мера частоты подключена через фазоврашатель к хранителю времени и непосредственно к счетчику, соединенному с хранителем времени, и регистратору временного параметра, связанному с радиоприемником, о т л ич а ю п е е с я тем, что, с целью повышения надежности синхронизация, одни из удален-, ных ч асов снабжены последовательно соединенными между собой коммутатором, вычислительным блоком и вспомогательным каналом связи, вычислительный блок связан с выходом регистратора временного параметра, а куммутатор через. вспомогательные каналы связи соединен с группой

20 удаленных часов.

Устройство nns синхронизации часов ао радиоканалу, содержашее ведушие часы и Группу удаленных часов, причем каждые из ведуших часов содержат меру частоты

25 и хранитель времени, радиопередатчик и формирователи частотностабилизированного

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Патент США % 3756012, кл. 58-24, 1973.

2. Патент США Ж 3751900, кл. 5824, 1973.

° й»

Формуле изобретения

ЦНИИПИ 3 58М38

Тнраж 542 Подписное

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4