Кварцевые часы с радиокоррекцией

 

Союз Советским

Социалистическим республик

ОП ИСАНИЕ(10822138

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61 ) Дополнительное к авт. свид-ву № 517874 (51) М. Кл.

5 04 С 11/02 (22) Заявлено 28.04.79 (2l ) 2773075/18 10 с присоединением заявки ¹â€”

Гюсудврстееннье квинтет ссср са делам нэобрвтеннй н аткрытнй (23) Приоритет

Опубликовано 1-5.04 81 Бюллетень № 14

Дата опубликования описания 17.04.81 (SS) УДК 681.11 (088.8) (72) Авторы изобретения

Э. С, Кирицев, В, К. Кошелев и В. В. Фалько (71) Заявитель (54) КВАРБЕВЫЕ ЧАСЫ С РАДИОКОРРЕКЦИЕЙ

Изобретение относится к радиотехнике, в частности к средствам автономного хранения и регулировки точного времени на приемных пунктах службы единого времени. Оно может быть испо5 льзовано для длительного автономного хранения высокоточной шкалы времени, периодически проверяемой по эталонным сигналам.

По основному авт. св. % 517874 известны кварцевые часы с раднокоррекцией, содержащие кварцевый генератор, корректор положения начальной фазы колебаний,.-хранитель времени, фазоизмеритель; радиоприемник, устройство ottpegeления поправки временной шкалы, блок динамической коррекции, формирователь управляющего сигнала поправки, устройство управления и корректор частоты 1 .

Недостатком устройства является то, что как при анализе фазовых измерений, так и временных, в нем используется информация лишь от пары измерейий, т.е. от: сравнения текущего значения (фазы

2 или временного положения шкалы) с предыдущим, а весь ранее накопленный массив данных в совокупности не используется. Кроме того, регулирование кварцевых часов происходит только при наличии эталонного сигнала.

Цель изобретения — повышение надежности временной синхронизации кварцевых часов.

Это достигается тем, что в кварцевые часы с раднокоррекцией введены второй корректор частоты, второй кварцевый генератор, схема ИЛИ и блок автономного управления, который выполнен в виде последовательно соединенных блока слит ения, блока экстраполяции и блока выработки решений, причем выход блока сличения подключен ко второму входу блока выработки решений, первый и второй входы блока сличения подключены соответственно к выходам, второго и первого кварцевых генераторов, второй вход блока экстраполяции подключен к первому выходу устройства управления, а второй выход

Ф соединен со входом второго корректора, го 12 корректоров частоты подсоединены выход которого подключен ко входу второ- ко входам соответственно первого го кварцевого генератора, выход блока втоРого 11 кваРцевых генеРатоРов. Вы выработки решений подключен к первому ход второго кварцевого генератора 11 входу схемы ИЛИ, второй вход которои 5 подключен к первому ахопу блока 15 слиподключен к выходу устройства управле- чения, второй выход блока 16 экстрапония, а выход — к третьему входу коррек- ляции соединен со входом второго корректора положения начальной фазы колеба- тора 12 частоты, а выход блока 17 выний. работки решений подключен к первому вхоНа фиг. 1 приведена структурная схе- 10 ду схемы ИЛИ 10, второй вход которой ма кварцевых часов; на фиг. 2 — времен- соединен с выходом устройства 7 управная диаграмма работы часов. лен ия.

Устройство содержит первый кварцевый Кварцевые часы с радиокоррекцией

1 генератор 1, корректор 2 положения на- работают следующим образом. чальной фазы колебаний, хранитель 3 вре- 1з Сигналы эталонной частоты с выхода мени, фазоизмеритель 4, блок 5 динамиче- радиоприемника 13 поступают на фазоизской коррекции, формирователь 6 управля- .меритель 4, где сравнивают по фазе с ющего сигнала, устройство 7 управления, сигналами первого кварцевого генератора первый корректор 8 частоты, блок 9 авто — 1, поступающими через корректор 2 по-. номного управления, схему ИЛИ 10, второй >о ложения начальной фазы колебаний и хракварцевый генератор 11,второй корректор нитель 8 времени. С выхода фазоизмери12 частоты, радиоприемник 13, определи- теля 4 сигнал, соответствующий разности тель 14 поправки временной шкалы, блок 15 фаз эталонного сигнала и сигнала первосличения, блок 16 экстраполяции и блок го кварцевого генератора 1, поступает в

17 выработки решений. g5 блок 5 динамической коррекции, на котоВыход первого кварцевого генератора рый также поступает сигнал с радиоприl соединен со вторыми входами корректо- емника 13. Блок 5 динамическои коррекра 2 положения начальной фазы колебаний ции запоминает текущее значение измеи блока сличения 15, выход определителя ренной разности фаз, сравнивает с резуль14 поправки временной шкалы подключен татом последующего измерения и формико вторым входам корректора 2 положе- рует сигнал, поступающий на формирования начальной фазы колебаний и форглиро- тель 6 управляющего сигнала, когда точвателя 6 управляющего сигнала поправки. ность измерений разности фаз удовлетвоВыход корректора 2 положения начальной ряет заданной. На формирователь 6 упфазы колебаний соединен со входом храни- равляющего сигнала поступает также сигз теля 3 времени, à его axon подключен к нал, выработанный устроиством 14 опревыходу схемы ИЛИ 10, Второй вход хра- деления поправки на временную шкалу, нителя 3 времени подключен ко второму который соответствует величине расхожвходу радиоприемника 13 и к первому дения временной шкалы хранителя 3 вревходу определителя 14 поправки времен- мени и эталонного сигнала, причем выра40 ной шкалы, ко второму входу которого ботка этого сигнала происходит безотноподсоединен выход радиоприемника 13, сительно к эталонной частоте, Формироваподключенный также:ко второму входу тель 6 управляющего сигнала запоминает фазоизмерителя 4. Первый вход фазоизме- текущее значение поправки, сравнивает рителя 4 соединен с первым выходом хра- с последующим значением, как и фазовыи нителя 3 времени. Первый и Bl opoé выхо- отсчет в блоке 5 динамической коррекции, 45 ды фазоизмерителя 4 соединены соответст- . проводит взаимный анализ результатов венно с первым и вторым входами блока фазовых измерений и измерений величи5 динамической коррекции. Первый выход ны поправки на временную шкалу и выраблока 5 динамической коррекции соединен батывает управляющее воздействие по ре-. с первым входом формирователя 6 управ- 5О зультатам анализа. Если частота первого ляющего сигнала поправки, а второй вы- кварцевого. генератора 1 ниже эталонной ход - с первым входом устройства 7 уп- частоты и нарастает со временем, то черавления, второй вход которого подключен рез интервал наблюдения с блока 5 динак выходу формирователя 6 управляющего мической коррекции в формирователь 6 упсигнала. Первый выход устройства 7 упра- >5 равляюшего сигнала поступает сигнал развления соединен со входом первого коррек- ницы первоначального и текущих: значений тора 8 частоты и вторым входом блока 6 разности фаз, а также текущая поправка экстраполяции. Выходы первого 8 и второ- на временную шкалу хранителя 3 времени, 822138 6

5 о

iQ которая уменьшается со временем до момента, пока частота первого кварцевого, генератора 1 не становится равной эталонной. Пока текущее значение поправки на временную шкалу уменьшается относительно своего первоначального значения, на выходе формирователя 6 управляющего сигнала сигнал отсутствует и регулирвания часов не происходит. Как только частота первого кварцевого 3 енератора 1 достигает и превышает эталонную, формирователь 6 управляющего сигнала выработает сигнал, характеризующий динамическую ошибку частоты первого кварцевого генератора 1 и шкалы времени, величину ухода частоты генератора относительно эталоннс и и разницы хода генератора. Этот сигнал поступает на устройство 7 управления и. подстраивает частоту первого кварцевого генератора 1 через первый корректор частоты, а через схему ИЛИ, 10 и корректор 2 положения начальной фазы колебаний — положение шкалы времени. Одновременно с процессом сравнения частоты первого квар цевого генератора 1 с эталонной происхо.дит сличение частот первого и второго кварцевых генераторов с помощью блока

15 сличения. Сигнал с выхода блока сличения поступает на блок 16 экстраполяции, где накапливается информация о ходе кварцевых генераторов между собой и ходе первого кварцевого генератора относчтел но эталонных сигналов. На основе анализа этой информации вырабатывается сигнал управления частотой второго кварцевого генератора 1 1, как правило, идентичного по своим техническим характеристикам первому кварцевому генератору, поступающий на второй корректор 12 частоты.

На фиг. 2 показан условно ход частоты обоих кварцевых генераторов. В течение отрезка. времени 1 происходит прием эталонных сигналов и накопление массива данных о взаимном ходе частот генераторов. В момент (, ъ прекращается прием эталонных сигналов и начинается режим автономного хранения частоты и времени. При этом сигнал с обоих выходов устройства 7 управления пропадает, подстройка частоты первого кварцевого генератора 1 прекращается, и он выбирается ведущим по отношению ко второму кварцевому генератору 11. При этом по результатам работы блока 15 сличения, частота второго кварцевого генератора

11 продолжает подстраиваться под частоту первого кварцевого генератора 1. С первого выхода блока 16 экстраполяции на блок 17 выработки решений поступает сигнал, характеризующий предлагаемый ход генераторов, выработанный на основе анализа массива данных, полученных в режиме сличения частоты первого кварцевого генератора по эталонным сигналам.

На второй вход блока 17 выработки решений поступает текущее значение разности фаз колебаний обоих генераторов.

Если эти два значения не отличаются друг or друга больше, чем на наперед заданную величину, то вырабатывается сигнал управления, который через схему

HllH 10 поступает на корректор положения начальной фазы колебаний для корректировки шкалы времени хранителя. Если значение сигналов, поступающих на блок

17 выработки решений, разнятся более допустимой величины, то формируется сигнал, запрещающий управление корректором

2 положения начальной фазы колебаний и сигнализирующий о снижении надежности временной синхронизации и необходимости

- 35 сличения частоты первого кварцевого ге-.. нератора 1 по эталонным сигналам.

На фиг. 2 показан интервал времени, когда при автономном хранении частоты спрогнозированные значения вза3Q много ухода частот обоих генераторов совпадают с действительным. йалее рассмотрены два случая, когда взаимный уход частот генераторов увеличивается со временем (1 ) и уменьшается (II ). При

35 этом ход частоты второго Генератора условно считается совпадающим с прогнозированным. Тогда в первом случае (1 ) .I в момент времени Ф 4 измеренное расхождение частот генераторов отлично от !

4 спрогнозированного и в этот момент времени необходимо начать прием эталонных сигналов для сличения частоты первого кварцевого генератора. В этом случае автономное хранение частоты находится

45 в интервале 4 t 4 . Когда частота первого генератора изменяется по закону 1 ", то измеренное значение расхождения частот отлично от спрогнозированного в момент т g и интервал автономного хранения частоты составит < g 5

Таким образом, повышение надежности синхронизации достигается введением в устройство часов второго корректора частоты, второго кварцевого генератора, схемы ИЛИ и блока автономного управления, выполненного в виде последовательно соединенных блока сличения, блока экстраполяции и блока выработки решений.

822138

Наибольший выигрыш может быть обеспечен при использовании идентичных кварцевых генераторов. Возможность сравнить выработанный предполагаемый ход råèåраторов с действительным обеспечивает надежный KQHTpoJlb функционирования часов при отсутствии эталонных сигналов. формула из обретен ия

Кварцевые часы с радиокоррекцией по авт.св.%517874, отличаю шие с я тем, что, с целью повышения на-, дежности временной синхронизации, в них 15 .введены второй корректор частоты, второй кварцевый генератор, схема ИЛИ и блок автономного управления, который выполнен в виде последовательно соединенных блока сличения, блока экстраполяции и блока вы- 20 работки решений, причем выход блока сличения подключен ко второму входу блока

1 выработки решений„при этом первый и второй входы блока сличения подключены соответственно к выходам второго и первого кварцевых генераторов, второй вход блока экстраполяции подключен к первому выходу устройства управления, а второй выход соединен со входом второго корректора, выход которого подвлючен ко входу второго кварцевого генератора, выход блока выработки решений подключен к первому входу схемы ИЛИ, второй вход которой подключен к выходу устройства управления, а выход — к третьему входу корректора положения начальной фазы колебаний.

Источи ики инфор мац ни, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 517874 кл. Q 04 С 11/02, 1974 (прототип).

1 азиз.2

Составитель И. Сломинский

Редактор Л, Конецкая Техред А.Савка Корректор H. Швыдкая

Заиаа 1851/72 Тираж 457 Поаоисиоа

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб„д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4