Информационная часовая система с автоматической коррекцией по радиосигналам точного времени

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАН

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (6J) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено19.05.76 (21)2362408/10 (51) M. Кл (т 04 С 11/00 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет (43) Опубликовано25,03.78, Бюллетень №1 (45) Дата опубликования описания f)5, Q), tIt

Гасударственный комитет

С0ВВТВ МиниотРов СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК681,11 (088.8) В. A. Ильин, Б. Н. Коншин, Jll. А. Шаряпов, А, П. Тарасенко и Т. А. Ткачева (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

Всесоюзный заочный политехнический институт (54) ИНФОРМАЦИОННАЯ ЧАСОВАЯ СИСТЕМА С АВТОМАТИЧЕСКОЙ

КОРРЕКЦИЕЙ ПО РАДИОСИГНАЛАМ ТОЧНОГО ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к информационноизмсрительной технике и приборостроению и предназначено для автоматической коррекции электронных и электронно-механических часов, входящих В информационную систему, путем автоматического регулирования частоты задающего генератора по сигналам точного времени.

Известна инсрормационная часть системы с автоматической коррекцией по радиосигналам точного времени, содержащая приемник с кварцевой стабилизацией, антенну, усилитель, детектор, селектор импульсов и эс!екктромеханическое исполнительное устройство (1).

Недостатком известной часовой системы является низкая надежность.

Наиболее близкой по технической сунсш)сти к предложенной является информационная электрочасовая система с автоматической коррекцией пo радиосигналам точного времени, содержащая передаю!цую радиостанцн!о, канал связи и вторичные электронные часы, В состав которых входят последовательно вклю-! енные приемник, селектор и счетчик импульсов точного времени, исполнительное устройство коррекции, задающий генератор, механизм индикации времени с программным датчиком. включенным на его выходс. источник питания и, диффрснцнрующую цепь с кнопкой ручной коррекции (2).

К недостаткам известных .асов с устройством коррекции по сигналам то (ного време!!!! относятся низкая надежность, обусловленная возникновением механических деформаций нрн удара.; по часовс)му механизму B моменты проведен(я коррекLillH. и низка» экономичность но потребляемой мс:щностн, ооусловлснная 3113и (тельным расходом энергии при p;IooTc электромс.,аш!ческого !с1!сх(нит(>льного стройствя, осу!цсствл»к)щего мсхаш(чсск ло коррекцию меха!!нзмя устройства. 11ослс THcс of f)3íè 1>(ва T

)О Г(рн)!ене(шс подобного устройства «оррекции

B часах с автономным источником питания.

Цель нзобрстен !H — — повышение li3. аежностн работы н экономичности цо потребляемой

МОЦГНОСТИ.

Г5

Поставленная цель достигается тем, что предлагаемые часы снабжены индикаторным .(3ò÷ !! ко)1, фf!ксll рмloiLI н. (! пок3зан11я чiiсОВ, 1I устройством сря Внения, г;оды которого coe Llf H(. НЫ (ООТВЕТСТBB HHO С ВЫХОДОМ (. I(>Ò I»I(3 Н)1l I (1bOOB TO»HO! O B J)(>)!(HH, (11И (Н К IT()J) Hbl)1 Д 3Т ..)(! ч(!ком и через д!!фференц1!ру!о!1;ук) цепь — - с к110пкой РУчной 1(ОJ)J)(fifLIIII. соединенной дР1—

Г fl. l КОI:ЦО. 1 C II(Т() !1!!! КОМ fill (Я 1!11»: ДВ3 ВЫХОД(1 устройства с)cIBH(ff » сс)сднн Hbi (двумя ВУо. даМИ ИСПОЛН!!тСЛЬНОГО у(! рийства Коррс К!ГНИ, ВЫХОДЫ I(OTOJ)OI O (. ВЯЗ;11:.Ы (-., ГВ) )15! МП>РЯГ)ЛЯК) ЦIIМI! ВХОД3)ГИ Зс):L liO!Ii(. I 0 Г(II(. Р!IТОР3.

На фиг. 1 показана структурная схема предлагаемой информационной системы с автоматической коррекцягй по сигналам TOM?1010 Времени; па.фнг. 2„— Временные диаграммы, иллюстрирую(дне работу предлагаемой системы.

j(,3)KJ(rse электронные часы, входящие В яифо1)мационную сисгему«содержат 11121 емник 1, Н3СТРОЕННЕ«ЕЙ НЯ фНКСИ1Я)ВЗННУЮ ЧЯСТs)T)s РЯДИОCT3HUHH, ПЕРЕД3К2ПЕЕЙ СЯГН3ЛЫ ТОЧНОГО ВРЕМЕни, который через селектор 2 соединен со счет«, .1 -у ьсс. З.одн-, „дыэлем ...в И4 и 5, являкипнеся первь?м входом устрой ) Ва сравнения 6, oбьединсиы и COeд-"."-*ены C Bs x0дом счсгчика ямпул?«со?2 3. Другой вход элемента И 5, HBAя.ощяйся Вторым Входом устройcfB3 сравнения !Iepe3 HHBej)Top 7 cOeo?IHeH c другим Входом элемента И 4. При этом вход устройства сравнения cOejlllifeH c Выходом HHдикаторпОГО датчика 8, (1)иксиру?оп(его пока33иня часов. В?яход элемспта И. 4 соел??нен

Одним Входом элемента ИЛИ 9, 3 выход элемента И 5 — с оддиям входом элемента

ИЛИ 10. Вь)ходы элемен«ОБ 11ЛИ 9 я 10

ИВляюlциеся ВВ?хода IH устроиства срявнения 6, соединены сООтв(«тственнО с входами Вх. «1»

Ет jjx. «0» три?1 ера, f >?вл)1к)е(1(«г()гя исполниТЕЛЬНЫМ УСТРО?)а?СТВО «1 KOPPCKIIHH. ОДНИ ВХОДЫ

ЭЛЕ«1(«)?Т««11 1 1 1 2 и j 3 ysrr ?! «IK)H!;I(C?I TO(b«?f M

ВХОДОМ у(.т?)011ства срав??ения 6, чсрез диффеРе?ЕЦН12)«K)B(УK) 1!e!Ib j 4 сое- Е f!1(lиы c KIiorIKoH ручной I(oppei(!!?r 1.5 лру?ои 1; )?f(«ö вогорои подключен к исто«1И?«к;,«1!HTBH? 16. Др Гие

Входы эи(мefrTO И 12 !! 13 COC 11?н(«ны соОТ«В(?СЕВ()1?(О C (!Ы«0 -s! я 1 ° «)у «0» H BuX (1» триГI eра 1 1 1. OI!IxOJI элемента 11 12 соединен с(2 В roj)r«f!sf BxoqOM эл ««ме?113 1 е,?111 О 3 Ву (од элемеl?та ji f 3 — - сО Вт01)ым ВхОдОм элемента ИЛИ 10. Выходь? триггепа 11 соединены с управляемыми Входями задаю1цего leflepHTO17, OcуHICCTBJI!IiOi! (BCO пр IBO:"(MCXBII?13i(3 индикации Времени 18 N jcTOИ(и?к iIITBIfHH подклlочеи к Устро??ств7 cp3BH IIßH б индикаторному датчяку 8, триггеру 11 н 3 fJ;3r0rfIcMy генератору 17. Г1рог12(1.11«?кое устройство 19„ нап?«?)ме«Р В BHJse 3атч?ака щ)д (л?св?ает к источникуу HHTBHНИ 16 rip?re IHHK 1«ccsreKTOp 2 и

CqeT«r1rK Нмiry)rb("OВ 3 s H Е?О;?ЕМ3 p3 yrOC?fr 113

ЛОВ ТОЧНОГО ВЕ)ЕЫЕНЯ. ВКЛЮа?ЕНИЕ ЯНДЯКИТОРНОfo датчика 8 и прогоам1«1?(ого J13T!I?IK3 19 прО изводят мехаяизм индикации времени 18.

В качесгве задакицего генератора 17 может быть использОВан любой э, IBKTpOHныя или электронномеханический геясратор, имею?ций два Дискретных значения чаСтоты колебаний, а именно F>-- f -+ hf я f = f — ЛЕ, где f — номинальная частота, при которо" ошибка часов

МИНИМВЛЬН3, Jr f — абСОЛЮТНая Е1«ЕЛИ«(И?13 ОТклонения частоты от номинальноГО значения при воздействии управляющего сигнала.

В состав информационной системы могут входить до несколько десятков яли сотен электронных часов 20 и больше. Пря этом входное устройство приемника 1 каждых часов через радиоканал связи 21 связано - передающей радиостанцией 22.

Система работает следующим образом.

Программный датчик 19 через определенныа интервалы времени, например через каждый час, соответствующие интервалам между соседним циклом коррекции, иа 2 — 3 мин подключает к источнику питания 16 (фиг.. 2а) приемник 1, селектор 2 и счетчик импульсов 3.

Радиосигналы точного времени, посылаемые радиостанцией, принимаются приемником 1 . электронных часов 20, селектируются по часТоТе и длительчости селектором 2 н пересчитываются ачетчиком импульсов 3, на выходе которого формируется импульс, поступающий на первый вход устройсгва сравнения 6 в момент, соответствующий точному времени. Индикаторный датчик 8 через определенные промежутки времени, например раз в 60 мин, формирует сигнал (см. рис. 2 б), соответствуюlций показаниям часов и поступаеОщий на ВтОроя вход устройства сравнения 6, Работа индикаторного датчика 8 и программного дат- чика 19 согласуется во времени механизмом индикации времени 18 так, что прн вкл?оченном программном датчике 19 включение индикаторного датчика 8 происходит в момент, сооТвстствующий середине интервала времени {см. фиг. 2 а, б) включенного состояния программного датчика 19, а выключение — через некоторое время, например через 15 с, после

Выкл?очения IrpoFp3MMHor o датчика 19.

25 В зависимости от взаимного расположения

ВО Времени импульса точного времени и сигнала от и?1дикатор??ого датчика 8 устройство сравнения 6 вырабатывает сигнал на установку триггера 11 в соответствующее состояние, который управляет частотой задающего генеРатора 17. Высокий уровень напряжения на входе элемента И запрещает прохождение импульса, а низкий разрешает. Пусть состоянию «0» триггера j l соответствует Высокий уровень напряжения иа выходе Вых. «1», а состоянию «1 — низкий, при этом частоте колебаний f! =f,+ Мзадающего генератора 17 соотВетствуетсостояние «0»триггера 11, а частоте колебаний t =f. — М вЂ” состояние «1» того же триггера. Режим автоматического регулирования частоты задающего генератора 17 по сигна4(? лам точного времени осуществляется в том случае, когда ошибка часов (отставание нли опережение) не превосходит половины интервала времени включенного состояния программного датчика 19.

Пусть часы отстают. Это значит, что задающий генератор 17 работает с частотой f., (см. фиг. 2 и) и триггер 11 находится в состояния « I ». В этом случае первым на вход устройства сравнения 6 приходит импульс точного времени {см. фиг. 2 г). Он проходит через элемент И 5, поскольку на него в 3То время 0Т индикаторного датчика 8 подано разрешение (см. фиг. 2б), а на элемент И 4 через инвертор 7 — запрет (см. фиг. 2в), и элемент ИЛИ 10 иа вход Вх. «О» (см. фиг.2е) триггера 11. Триггер 11 перебрасывается в состояние «0» (см, фиг. 2 ж, з), что приводит к изменению значения частоты задающего генератора 17 с fz на f! (см:. фиг. 2и), и отставание часов начинает уменьшаться.

В последующие циклы коррекиии, пока сохраняется отставание, импульс точного времени по-прежнему будет проходить на вход Вх. «0»

59924g триггера 11, ие изменяя его состояния. а следовательно, и частоты задающего генератора 17.

В очередной цикл коррекции, когда отс1авание ликвидировано и часы идут с опережением, первым на вход устройства сравнения б приходит сигнал m индикаторного датчика 8, который дает запрет (см. фиг. 2б) на элемент И 5 и через инвертор 7 — разрешение (см. фиг. 2в) на элемент И 4. Пришедший импульс точного времени (см. фнг. 2г ) проходит через элемент И 4 н элемент ИЛИ 9 на вход Вх. «1» (см, фи.. 2д, ) триггера 11.

Триггер 11 перебрасывается в состояние «1» (см. Фиг. 2Ж, ЗГ), ITO приводит к изменению частоты задающего генератора 17 с f на 1, (см. фиг. 2 и ) и опережение часов начинает уменьшаться. Когда опережение ликвидируется и часы начнут отставать, описанный выше процесс повторяется.

Таким образом, в результате проведения нескольких циклов коррекции показания часов будут находиться в некоторой зоне, вблизи значения точного времени. При соответствующем выборе значений частот f1 и f2, когда Af равно или несколько больше нестабильности задающего генератора 17, погрешность часов на выбранном интервале времени между коррекцйями не будет определяться нестабильностью хода и не будет зависеть от времени, т. е. накопления ошибки часами не происходит, При этом погрешность в показаниях часов за один час равна погрешности гоказаний за сутки, за месяц, за один год н т. д.

В ряде случаев, например при плохих условиях приема радиосигналов точного времени, возможно возникновение ошибки в показаниях часов большей, чем половина интерва.ла времени, вкл1оченного состояния программного датчика 19. При этом очевидно, что прием радиосигналов точного времени невозможен, так как они будут проходить в то время, когда приемник 1 не подкл|очен к источнику питания 16. В этом случае для регулирования частоты задающего генератора 17 применяется режим оччной коррекции.

Пусть часы отстают. Это значит, что задающий генератор 17 работает с .частотой и триггер 1! находится в состоянии «1». С выхода Вых. «0» триггера 11 подан запрет на элемент И 12, а с выхода Вых. «!» — разрешение на элемент И 13. Коррекция производится однократным нажатием на кнопку ручной коррекции 15. При этом на выходе диф, ференцирующей цепи !4 формируется импульс ручной коррекции. Этот импульс проходит через элемент И 13 и элемент ИЛИ 10 на вход

Вх. «0» триггера 11 и перебрасывает его в состояние «0», что приводит к изменению значения частоты задающего генератора 17 с f на f<, и отставание часов начинает уменьшаться. Через некоторое время, когда ошибка часов уменьшится до значения, равного половине интервала времени включенного состояния программного датчика 19, часы войдут в режим с автоматическим регулированием частоты задающего генератора 17, описанный выше.

Аналогичным образом происходит процесс ручной коррекции в том случае, когда часы опер жают точное время, с той лишь разницей, что импульс ручной коррекции проходит через элемент И 12 и элемент ИЛИ 9 на вход Вх. «1» триггера 11 и перебрасывает его в состояние «1», что приводит к изменению значения частоты задающего генератора 17 с f на f„-, и опережение часов начинает уменьшаться.

Формула изобретения

1. Информационная часовая система с автоматической коррекцией по радиосигналам точного времени, содержащая передающую радиостанцию, канал связи н вторичные электронные часы, в состав которых входят последовательно включенные приемник, селектор и счетчик импульсов точного времени, исполнительное устройство коррекции, задающий ге2Е нератор, механизм индикации времени с программным датчиком, включенным иа его выходе, источник питания и днфференцирующую цель, с кнопкой ручной коррекции, отличающаяся тсм, что, с целью повышения надежности и экономичности по потребляемой мощности, втод рнчные электронные часы снабжены индикаторным датчиком, фиксирующим показания часов, и устройством сравнения, входы которого соединены соответственно с выходом счетчика импульсов точного времени, с индикаторным датчиком и через дифференцирующую цепь — с кнопкой ручной коррекции, соединенной другим концом с источником питания; два выхода устройства сравнении соединены с двумя входами исполнительного устройства коррекции, выходы готорого связаны с двумя управляющими входами зада|ощего генератора.

2. Система по п. 1, отличающаяся тем, что, с целгпо определения взаимного положени. во времени импульса точного времени и сигнала от индикаторного датчика и обеспечения возможности проведения ручной коррекции, устройство сравнения содержит на входе четыре двухвходовых элемента И и два элемента ИЛИ, выходы первого и второго элементов И соединены с выходами первого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов И сое.динены с входами второго элемента ИЛИ, выходы элементов ИЛИ являются выходами устройства сравнения; одни входы второго и третьего элементов И соединены с выходами счетчика импульсов, а выход индикаторного датчика соединен с вторым входом третьего эле»0 мента И и через инвертор — с вторым входом третьего элемента И, одни выходы первого и четвертого элементов И, соединены через дифференцирующую цепь с кнопкой ручной коррекции, другие входы этих элементов И соединены с соответствующими выходами триггера

3. Система по п; 1, отличающаяся тем, что, с целью получения сигнала, соответствующего показаниям часов, индикаторный датчик выполнен в виде замыкаемого механизмом индикации времени контактного устройства, один конец которого соединен с источником пита.

599248 пия, а друГОЙ вЂ” с Одним пз в" Онов i <. 1 ройства.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Аксельрод 3. M. Теория и проектирование приборов времени. М., «Мапп!!!остроенпе».

1969, с. 426.

2. Школянский В. A. Электрогазовые системы М. «Машиностроение» 1971. с. 386 >87.

Ill(! !И!!!!:Зя ;I i !4! О Зв тпрлж:> !2 Jo пики<к

cf),; .; .! Д!!!(, fj;,< . (v ; пкьь . -,!: ц . (: