Система отсчета точного времени

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик

<»>648936 с

1 т (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено07.1076 (21) 2410089/18-10 (И) М. Кл.

04 С 13/00 с присоединением заявки № (23) Приоритет

Государственный комитет

СССР по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.11 (088.8) Опубликовано 250279, Бюллетень № 7

Дата опубликования описания 25,0279 (72) Авторы изобретения

В.Г.Ильин, Ю.А.Федоров, В.Я.Большаков, В П.Денисов, Н.А.Насидзе и С.В.Шустров (71) Заявитель (54) СИСТЕМА OTC JETA ТОЧНОГО ВРЕМЕНИ

Изобретение относится к области приборостроения и предназначено для измерения времени и частоты в системах.отсчета точного времени, используемых для создания и индикации эталонного времени.

Известны системы отсчета точного времени в виде электронных приборов времени, содержащие хранитель частоты (генератор, вырабатывающий высоко® частотный опорный временной сигнал), последовательно связанные между собой делители и электронные часы, состоящие из последовательно подключенных делителей, вырабатывающих низкочастотные сигналы, несущих временную информацию (11 .

Однако известные устройства не позволяют повысить точность, надежность и, увеличить помехоустойчивость из-за отсутствия достаточного числа элементов резервирования и контроля.

Известны также системы отсчета точного времени, содержащие по крайней мере три комплекта часов, сос25 тоящих из независимых идентичных хранителей частоты, выходы которых подключены к фазируемым делителям частоты, формирователи точного времени, выполненные в виде цифровых часов, индикатор на электроннолучевой трубке и канал связи (2) .

Недостаток известных систем отсчета времени — низкая точность и надежность.

Цель изобретения — повышение точности и надежности.

Поставленная цель достигается тем, что в систему отсчета точного времени, содержащую три комплекта часов, состоящих из независимых идентичных хранителей частоты, выходы которых подключены к фазируемым делителям частоты, формирователи точного времени, выполненные в виде цифровых часов, индикатор на электроннолучевой трубке и канал связи, дополнительно введены два анализатора интервалов времени, первые входы которых подключены к выходам соответствующих фазируемых делителей частоты и к входам первых и третьих цифровых часов, анализатор сдвига фаз, выход которого подключен к вторым входам анализаторов интервалов времени и к входу вторых цифровых часов, входы анализатора сдвига фаз подключены к выходам делителей частоты во втором комплекте часов, выходы первого и второго анализаторов интер648936 валов времени соответственно соединены с входами фазируемых делителей частоты в первом и третьем комплекте часов, анализатор сбоя часов, входы которого соединены с выходами всех цифровых часов, а выходыс корректируемыми входами тех же цифровых часов, распределителем кода точного времени, вход которого подключен к анализатору сбоя часов, а выходы соединены с индикатором и каналом связи, счетчик сбоя, входы которого соединены с корректируемыми входами всех цифровых часов, блок формирования знаков, три входа которого соответственно соединены с входами трех цифровых часов, четвертый вход которого соединен с выходом второго хранителя частоты, и телевизионный приемник, входы которого соединены с выходами блока формирования знаков.

Блок формирования знаков выполнен в виде синтезатора частот, устройства формирования знаков по горизонтали, устройства формирования знаков по вертикали и смесителя, вход синтезатора частоты подключен к выходу второго хранителя частоты, а его выходы подключены к входам устройства формирования знаков по вертикали, устройства формирования знаков по горизонтали и смесителя, выходы обоих устройств формирования знаков соединены с входами смесителя, выход смесителя и выход синтезатора частот подключены к входам телевизионного приемника, при этом три входа устройства формирования знаков по горизонтали соединены с соответствующими входами трех цифровых часов.

На чертеже представлена структурная схема системы отсчета точного времени.

Система содержит хранители частоты 1-3, фазируемые делители 4-8, анализатор 9 сдвига фаз, анализаторы

10 и 11 интервалов времени, устройство 12 формирования знаков, состоящее из синтезатора частот 13, формирователя 14 знаков по горизонтали, смесителя 15 и формирователя 16 знаков по вертикали, телевизионный приемник 17, цифровые электронные часы

18,19 и 20, счетчик сбоев 21, анализатор 22 сбоя часов и распределитель

23 кода точного времени.

Выход счетчика сбоев имеет вывод для подключения аварийной сигнализации, а выходы распределителя кода точного времени снабжены выводами для подключения высокочастотного и низкочастотного каналов связи и внешних индикаторов.

Выход хранителя .частоты 1 подключен к одному входу фазируемого делителя 4, другой вход которого соединен с выходом анализатора интервалов времени 10.. Выход фазируемого

65 делителя подключен к одному из входов анализатора 10 интервалов времени входу 1 Гц цифровых электронных часов 18. Выход последних подключен к одному из трех входов анализатора 22 сбоя часов, соответствующий корректировочный выход которого подсоединен к другому входу цифровых электронных часов 18 и к одному из входов счетчика сбоев 21.

Выход хранителя частоты 2 подключен к входу фазируемых делителей 5-7.

Выход каждого фазируемого делителя

5-7 соединен с одним из трех входов анализатора 9 сдвига фаз, выход которого подключен к другим входам анализатора 10 и 11 интервалов времени и к входу 1 Гц цифровых электронных часов 19. Выход последних подключен к одному из входов анализатора 22 сбоя часов, соответствующий корректировочный выход которого подсоединен к другому входу цифровых электронных часов 19 и к одному из входов счетчика сбоев 21 °

Выход хранителя частоты 3 подключен к одному входу фазируемого делителя 8, другой вход которого соединен с выходом анализатора интервалов времени 11. Выход фазируемого делителя 8 подключен к одному из входов анализатора 11 интервалов времени и к входу 1 Гц цифровых электронных часов 20, выход -которых подключен к одному из входов анализатора 22 сбоя часов ° Соответствующий корректировочный выход анализатора 22 подсоединен к другому входу цифровых электронных часов 20 и к одному из входов счетчика сбоев 21, выход которого снабжен выводом для подключения аварийной сигнализации.

К каждому входу 1 Гц всех трех цифровых электронных чосов 18, 19 и 20 подключен один из трех независимых входов устройства 12 формирования знаков, четвертый вход которого подключен к хранителю частоты 2, а выходы — к телевизионному приемнику 17.

В устройстве 12 к первому, второму и третьему входам подключены соответствующие входы формирователя 14 знаков по горизонтали, а к четвертому входу — вход синтезатора частот 13.

Один из пяти выходов синтезатора частот 13 подключен к соответствующему входу формирователя знаков 14 по горизонтали, второй выход — к одному из семи входов смесителя 15, два других выхода — к соответствующим входам формирователя 16 знаков по вертикали, а пятый выход синтезатора частот 13 соединен с тем из двух выходов устройства 12 формирования знаков, который подключается к входу устройства синхронизации

648936

Далее с выхода анализатора сдвига фаз 9 сигнал частотой 1 Гц, который принят за опорный сигнал, поступает на один из входов анализаторов 10 и

11 интервалов времени. Причем в анализаторе 10 происходит сравнение мо55 ментов выходного опорного секундного сигнала с выходным сигналом фазируемого делителя 4, и в случае несовпадения фаз секундных сигналов на выходе анализатора 10 возникает число- 60 импульсный код расхождения, с помощью которого выравнивают фазу выходного сигнала делителя 4 относительно опорного секундного сигнала. Аналогичным образом работает анализатор 65 развертки телевизионного приемника

17.

Каждый из трех независимых выходов формирователя 14 знаков по горизонтали и каждый из трех независимых выходов формирователя 16 знаков по вертикали соединен только с одним из входов смесителя 15, а выход смесителя соединен с тем выходом устройства 12 формирования знаков 12, который подключается к катоду ЭЛТ телевизионного приемника. 30

Система работает следующим образом.

Синусоидальные сигналы частотой

100 кГц с выходов хранителей частоты 1,2 и 3 поступают на фазируемые делители 4-8 ° Фазируемые делители реализованы, например, в виде последовательно соединенных триггеров с входной логикой, где сигнал на вход первого триггера проходит через фазовращатель, например БИФ-118, предназначенный для линейного изменения фазы от 0 до 360 вручную или автоматически — посредством шагового двигателя, например ЩЦ-5, обмотки которого переключаются посредством электронного коммутатора. При подаче на его вход число-импульсного кода, выходные сигналы хранителя частоты

1 делят.фазируемым делителем 4 до частоты 1 Гц. Выходные сигналы хранителя частоты 2 делят фазируемыми делителями 5,6, и 7 до частоты 1Гц, и затем в анализаторе 9 сдвига фаз происходит сравнение выходных сигналов фазируемых делителей 5 и 6, 6 и 7, 5 и 7. Анализатор 9 сдвига фаз реализует, например, при помощи триггеров, схем И-ИЛИ-НЕ и RC-цепочек, соединенных так, что выделяют минимум два совпадающих по фазе сиг- 40 нала частотой 1 Гц, и в случае несовпадения фаз всех трех входящих сигналов частотой 1 Гц на выход анализатора сдвига фаз проходит выходной сигнал только одного фазируемо- 45 го делителя, принятого за ведущий.

Выходные сигналы хранителя частоты

3 делят фазируемым делителем 8 до частоты 1 Гцll c той лишь разницей,что выравнивает фазу выходного сигнала делителя 8

Анализатор интервалов времени реализуют, например, при помощи измерителя интервалов времени с выхода которого параллельный двоично-десятичный код подают на преобразователь кода.

Условную шкалу расхождения секундных сигналов в виде знаков прямоугольной формы и разного цвета, формируют с помощью устройства 12 формирования знаков, состоящего из синтезатора частот 13, формирователя 14 знаков по горизонтали, смесителя 15, формирователя 16 знаков по вертикали и отображают на экране телевизионного приемника 17.

Синтезатор частот 13 при подаче на его вход синусоидального сигнала частотой 100 кГц вырабатывает на одном выходе строчные импульсы синхронизации (частота 15625 Гц, длительность 5 мкс) и объединенные с ними кадровые импульсы синхронизации (частота 50 Гц, длительность 20 мкс), а на четырех других выходах — прямоугольные импульсы с частотами

500 кГц, 125 кГц, 15 625 Гц и 50 Гц °

Синтезатор частот реализуют, например, при помощи соответствующим образом соединенных умножителя на 5 и триггерных делителей частоты при подаче на их вход с выхода умножителя частоты 500 кГц (500 кГц : 4 =

=125 кГц; 125 кГц : 4 = 31250 Гц;

31250 : 2 = 15625 Гц; 15625 : 625

20 Гц); причем импульсы синхронизации получают путем объединения импульсов с частотами 15625 Гц и 50 Гц на схеме ИЛИ, предварительно сформировав нужную длительность импульсов.

Формирователь 14 знаков по горизонтали выдает на каждом выходе импульсы с частотой 15625 Гц, сформированные из входных импульсов с частотой 500 кГц. Причем на первом выходе появляются импульсы, фаза которых совпадает с фазой секундных сигналов, поданных на цифровые электронные часы 18, на втором — импульсы с фазой секундных сигналов, поданных на цифровые электронные часы

19, и на третьем — импульсы с фазой секундных сигналов, поданных на цифровые электронные часы 20.

Формирователь знаков по горизонтали реализуют, например, при помощи трех независимых триггерных делителей частоты при подаче на их вход импульсов с частотой 500 кГц (500 кГц:

16 = 31250 Гц, 31250 : 2 15625 Гц), а сброс делителей производят соответствующим секундным сигналом.

На формирователь 16 знаков по вертикали с выходов синтезатора частот 13 подают прямсугольные импульсы с частотами 15625 Гц и 50 Гц, при этом на одном из выходов получают

648936 задержанные относительно начала каждого кадра (на 64 телевизионные строки) прямоугольные, импульсы, на другом выходе — прямоугольные импульсы, задержанные на 128 телевизионных строк, и на третьем- прямоугольные импульсы, задержанные на 256 телевизионных строк. Формирователь знаков по вертикали реализуют, например, при „помощи последовательно соединенных двух триггерных делителей на 8 и кольцевого триггерного регистра сдвига, в котором выход младшего разряда подключается к входу старшего 10-ro разряда (кольцевая обратная связь ) и при этом однажды записанная логическая 1 будет )5 последовательно передаваться из разряда в разряд. На вход первого делителя на 8 подают импульсы с частотой

15 625 Гц, в сброс делителей и регистра сдвига в исходное состояние производят импульсами с частотой

50 Гц.

Выходные импульсы с частотой

15 625 Гц и с фазой, равной фазе соответствующих секундных сигналов, с формирователя знаков по горизонтали подают на входы смесителя 15, на другие входы которого поступают импульсы с выходов формирователя 16 знаков по вертикали и,кроме этого на один из входов смесителя 15 по дают импульсы с частотой 125кГц (от синтезатора частот) для получения электронных меток в виде вертикальных линий. Смеситель реализуют, например, при помощи трех независи х 35 диодно-резистивных схем И-ИЛИ, каждая из которых объединяет импульсы частотой 15 625 Гц с фазой секундных сигналов определенных цифровых электронных часов и импульсы одно- 40 го из выходов формирователя знаков по вертикали. Причем к выходу диодно-резистивной схемы И вЂ И, на один из входов которой поданы импульсы с фазой опорных секундных сигналов, 45 подсоединяют катод красного цвета (электронно- лучевой трубки) телевизионного приемника 17. На этой же диодно-резистивной схеме объединяют и импульсы электронных меток с часто- 50 той 125 кГц.

Выходы двух других диодно-резистивных схем И-ИЛИ, на один из входов которых поданы импульсы с фазой двух других секундных сигналов подключа1 55 ют к катоду зеленого цвета ЭЛТ телевизионнвго приемника 17. Смеситель 15 содержит также делители частоты, аналогичные делителям в формирователе знаков по горизонтали, служащие для создания боковых граничных полос и сфазированные соответствующим образом. Причем выходные импульсы этих делителей подают на катод синего цвета ЭЛТ телевизионного приемника 17, на вход устройства 65 синхронизации которого подана синхросмесь с выхода синтезатора частоты

13.

Таким образом, на экране телевизионного приемника 17 формируются: знак прямоугольной формы красного цвета (в середине верхней части экрана), отображающий значение фазы опорного секундного сигнала; расположенные ниже два знака прямоугольной формы зеленого цвета, отображающие значение фазы двух остальных секундных сигналов; электронные метки красного цвета (тонкие вертикальные полосы, расстояние между двумя соседними полосами равно 8 мкс) и две вертикальные полосы синего цвета, расположенные по краям телеэкрана и обозначающие дозволенные границы расхождения фаз.

В случае использования чернобелого телевизионного приемника все выходы диодно-резистивных схем и делителей чаСтоты подают на катод черно-белой ЭЛТ. Все формированные знаки можно наблюдать как на фоне обычныхтелепередач,так и без них, для чего видеосигнал на катод ЭЛТ заводится через переключатель на два положения, позволяющий отключать видеосигнал от катода ЭЛТ.

Далее секундные сигналы подают на цифровые электронные часы 18,19 и 20, которые отсчитывают текущее время суток. Цифровые электронные часы реализуют, например, при помощи последовательно соединенных двоично-десятичных пересчетных схем, позволяющих вводить и считывать параллельный двоично-десятичный код.

Параллельный двоично-десятичный шестиразрядный код с выхода каждых цифровых электронных часов поступает на анализатор 22 сбоя часов, который сравнивает показания времени этих часов для каждого десятичного числа и выбирает по двум совпадающим показаниям времени значение точного времени, при этом сравниваются часы 18 и 19, 19 и 20, 18 и 20.

В случае сбоя каких-либо часов анализатор 22 сбоя часов определяет в каких часах произошел сбой и корректирует эти часы по всем разрядам.

Анализатор сбоя часов реализуют, например, при помощи триггеров и схем

И-ИЛИ-ЙЕ так, чтобы производилось сравнение показаний времени каждых часов с каждыми и далее на выход проходили только правильные показания часов в шестиразрядном параллельном двоично-десятичном коде.

Количество сбоев для каждых часов подсчитывает счетчик сбоев 21 который при расхождении показаний текущего времени всех трех часов выдает сигнал на аварийную сигнализацию.

Счетчик сбоя реализуют, например, при помощи двоично-десятичных декад

648936

10 с индикацией для каждых часов и схем совпадения, определяющих аварийную ситуацию.

Параллельный шестиразрядный двоично-десятичный код (1-2-4-8) точного времени суток с выхода код точного времени анализатора 22 5 сбоя часов подают на вход распределителя 23 кода точного времени, который реализуют, например, при помощи преобразователя кода высокочастотного преобразователя кода низко- 10 частотного и коммутатора индикатора на тиристорных ключевых схемах. Причем выход преобразователя кода высокочастотного соединен с первым выходом распределителя кода 23, выход }я преобразователя кода низкочастотного — co вторым выходом распределителя кода 23, а выход коммутатора индикаторов — с третьим выходом распределителя кода 23. 20

С первого выхода распределителя

23 кода точного времени получают последовательный шестиразрядный двоично-десятичный код (1-2-4-8 ), co второго выхода распределителя 23 последовательный шестиразрядный двоично-десятичный код (1-2-4-8), преобразованный для передач по телефонным и телеграфным каналам связи, с третьего выхода распределителя — параллельный шестиразрядный двоично-десятич30 ный код (1-2-4-8), аналогичный входному. Но этот выход обладает большим коэффициентом разветвления и позволяет подключать параллельно большое число внешних индикаторов °

Таким образом, предложенная система отсчета точного времени позволит повысить точность и надежность при одновременном улучшении помехоустойчивости, путем автоматизации 40 фазировки момента эталонной секунды и автоматизации коррекции: сбоев часов. Кроме того, она позволит отображать условную шкалу расхождения секундных сигналов на экране ЭЛТ .всех 45 типов телевизионных приемников.

Формула изобретения

1. Система отсчета точного вре- 50 мени, содержащая по крайней мере три комплекта часов, состоящих иэ независимых идентичных хранителей частоты, выходы которых подключены к фазируемым делителям частоты, формиро- 5 ватели точного времени, выполненные в виде цифровых часов, индикатор на электроннолучевой трубке и канал связи, отличающаяся тем, то, с целью повышения точности и

60 надежности, в нее введены два анализатора интервалов времени, первые входы которых подключены к выходам соответствующих фазируемых делителей частоты и к входам первых и третьих цифровых часов, анализатор сдвига фаз, выход которого подключен к вторым входам анализаторов интервалов времени и к входу вторых цифровых часов, входы анализатора сдвига фаз подключены к выходам делителей частоты во втором комплекте часов, выходы первого и второго анализаторов интервалов времени сооТ ветственно соединены с входами фазируемых делителей частоты в первом и третьем комплекте часов, анализатор сбоя часов, входы которого соединены с выходами всех цифровых часов, а выходы с корректируемыми входами тех же цифровых часов, распределителем кода точного времени, вход которого подключен к анализатору сбоя часов, а выходы соединены с индикатором и каналом связи, счетчик сбоя, входы которого соединены с корректируемыми входами всех цифровых часов, блок формирования знаков, три входа ко †сро соответственно соединены с входами трех цифровых часов, четвертый вход которого соединен с выходом второго хранителя частоты, и телевизионный приемник, входы которого соединены с выходами блока формирования знаков.

2. Система по и. 1, о т л и ч а ю щ а я сятем,,что блок формирования знаков выполнен в виде синтезатора частот, устройства формирования знаков по вертикали, устройства формирования знаков по горизонтали и смесителя, вход синтезатора частоты подключен к выходу второго хранителя частоты, а его выходы подключены к входам устройства формирования знаков по вертикали, устройства формирования знаков по горизонтали.и смесителя, выходы обоих устройств формирования знаков соединены с входами смесителя, выход смесителя и выход синтезатора частот подключены к входам телевизионного приемника, при этом три входа устройства формирования знака по горизонтали соединены с соответствующими входами трех цифровых часов.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство

Р 235636, кл. r, 04 С 11/00, 1966.

2. Школянский В.А. Чернягин Б.М.

Электрические приборы времени, М °

1963, с. 210-214.

648936 автсаытаяу с/язи

cmobs с&ли им арам

Заказ 555/43

Составитель A-Иванов

Редактор Т.Иванова Техред N. Петко Корректор Е.Папп

Тираж 501 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4 5

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