Шифратор-дешифратор

 

(72) Авторы изобретения

В.Д. Кутернега и А.В. Лапина (71) Заявитель (54) ШИФРАТОР-ДЕШИФРАТОР

Изобретение относится к радионавигации и может использоваться s устройствах последетекторной обработки запросной информации, в частности декодирования-кодирования импульсных посылок высокоточного дальномерного тракта. систем ближней навигации и посадки.

Известно устройство, содержащее генератор стабильной частоты, соеди1О ненный с первым счетчиком, регистр сдвига, первый и второй блоки управления, содержащие формирователь стробимпульса, блок ввода и формирователь признака информации подключенные

35 выходами ко входам регистра сдвига, выходы которого соединены с входами блока вывода. Выходы формирователей строб-импульсов присоединены соответственно к первому входу элемента. И, причем выход формирователя стробимпульса второго блока управления допоЛнительно присоединен к управля= ющему входу второго счетчика; выхо2 ды элементов И блоков управления соединены с входом формирователей строб импульсов и первыми входами ключей блоков ввода и вывода, причем выход элемента И первого блока управления соединен с входом формирователя признака информации, выход которого присоединен к соответствующему входу регистра, второй вход элементов и блоков управления присоединены: первого - к входной шине устройства, а второй -, к соответствующему выходу регистра 11.

Однако устройство беэ ввода дополнительных блоков, элементов и связей не приемлемо для выполнения операции декодирования-кодирования.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство шифратор"дешифратор, который содержит элемент ИЛИ, линию задержки, вход которой подключен к нормализатору сигналов, а соответст-. вующие выходы - к входам основного

3 10052 блока декодирования, дополнительный блок декодирования, входы которого подключены к соответствующим дополнительным выходам линии задержки, а выход к первому входу элемента И, второй вход которого соединен с выходом основного блока декодирования.

Блок декодирования выполнен в виде последовательно соединенных эле- lô мента .И, триггера и формирователя, причем входы элемента И и второй вход триггера являются входами блока декодирования, вьиодом которого является выход формирователя 52). 1s, Недостатком этого устройства является большой объем оборудования при построении устройства с высокой точностью и стабильностью времени 20 обработки. Например, в настоящее время в качестве высокоточных линий задержек используют цифровые линии задержки, выполненные на регистрах сдвига. 2S

Для получения высокой точности задержки входного импульса (внешнего) необходимо иметь высокую частоту синхронизации регистра сдвига, что требует большого числа ячеек в щ регистре сдвига.

С другой стороны, повышение частоты синхронизации регистра сдвига имеет ограничение сверху, в части допустимой рабочей частоты синхрони" зации для выпускаемых регистров сдвига.

Цель изобретения - повышение точности и стабильности времени обра" ботки запросной информации и упрощения устройства °

Для достижения укаэанной цели в шифратор-дешифратор, содержащий генератор, подключенный к входу первого счетчика, два регистра сдвига, блок декодирования, введены три блока управления, два блока вывода, блок ввода, формирователь строб"импульсов, блок элементов ИЛИ, второй счетчик и дешифратор нуля, при этом вход формирователя строб-импульса ,подключен к выходу блока декодирования, подключенного входами к выходу первого регистра сдвига, выход формирователя строб-импульсов подсоединен к первому входу элемента И, другой вход которого подкпочен к конечному выходу первого регистра сдви" га, выход элемента И подсоединен к входу второго регистра сдвига, к соответствующим отводам которого присоединены входы первого и второго блоков управления и блока вывода, выходы которых подключены к соответствующим входам блока элементов ИЛИ., подключенного выходами к входам параллельной записи второго счетчика, к одному из входов которого подключен выход генератора, поразрядные выходы второго счетчика подключены к входам . дешифратора нуля, выход первого счетчика подключен к входам синхрочизации первого и второго регистров сдвига, выход третьего блока управленйя подключен к второму входу блока ввода, подключенного первыми входами к поразрядным выходам первого счетчика, выходы блока ввода подключены к соответствующим входам первого регистра сдвига, второй вход первого блока управления подключен к входу устройства, вторые входы второго и третьего блоков управления подключены к соответствующим выходам блока вывода.

В данном шифраторе-дешифраторе блоки управления содержат формирователь строб-импульса и элемент И, при" чем входы элемента И подключены к вхо-. ду блока и выходу формирователя строб" импульса, вход которого подключен к выходу элемента И и выходу блока управления.

При этом блоки ввода и вывода вы" полнены в виде двухвходовых элемен- .. тов И, первые входы которых подклФР чены к первым входам блока, а вторые объединены и подклочены к второму входу блока, выходы элементов И подключены к выходам блока.

На. чертеже представлена функциональная схема устройства.

Шифратор-дешифратор содержит вход 1 блок управления 2, содержащий формирователь строб-импульса 3, элемент И 4, стабильный генератор 5, первый счетчик 6, блок ввода, содержащий weменты И (ключи ) (7-1 ) - (7-3), первый регистр сдвига 8, блок декодирования 9, формироватеЛь 10 строб".импульса, элемент И ll (ключ), второй регистр сдвига 12, два блока вывода, содержащие элементы И (13-1)-(13-и) и (14-1) -(14-3), соответственно1 блоки управления 15, 16, содержащие элементы И 17, 18 и формирователи 19 и 20 строб-импульсов; блок элементов ИЛИ, содержащий элемен5 10052 ты ИЛИ (21-1) -(21-4 ); второй счетчик 22, дешифратор нуля 23.

Вход 1 присоединен к первому входу элемента И 4 блока управления 2, второй вход элемента 4 связан с вы- з ходом формирователя строб-импульса 3, вход которого присоединен к выходу элемента 4 и первым входам блока ввода, т.е. к элементам И(7-12 (..7-4), вторые входы которых присо- 11 единены к выходам разрядов счетчи. ка б, вход которого связан с генератором 5. Выход счетчика связан с

::входами синхронизации 24 регистра 8 и выходом 25 регистра 12, причем 26 .И вход устройства, 27 - выход устройства. Выходы блока ввода присоединены к соответствующим. входам регистра 8, а к соответствую(цим выхо- . дам его подключен блок декодирования 9.

Выход блока декодирования 9 соединен с формирователем 10, выход которого подключен ко входу элемен" та И 11, другой вход которого под- И ключен ко входу элемента И 11, другой вход которого связан с последним выходом регистра.

Выход элемента И 11 присоединен к входу 26 второй части 12 регистра рв сдвига, к соответствующим выходам которого присоединены первые входы элементов И блоков вывода, и первые входы элементов И 17, 18 блоков управления 15 и 16. Вторые входы элементов И (13-1) - (13-3) и вход формирователя 19 присоединены к выходу элемента И 17, второй вход которо.го подключен к выходу формирователя 19, выход которого подклочен к первому входу элемента ИЛИ 21-4 блока элементов ИЛИ. Вторые входы элементов и (.14-1) -(14-3) и вход формирователя 20 присоединены к выходу элемента И 18, второй вход которого подключен к выходу формирователя 20, . вход которого также подключен к вто-. рому входу элемента И 21-4 блока элементов ИЛИ.

Выходы элементов ИДИ (21-1) -(21-3 присоединены к входам записи информации в счетчик 22. Выход элемента ИЛИ

21-4 подключен к входу разрешения работы счетчика 22.

Счетный вход счетчика 22 подключен к выходу генератора 5. Выходы разрядов счетчика 22 присоединены к входам дешифратора нуля 23, выход кото- . рого служит выходом 27 устройства.

95 6

Рассмотрим работу устройства при отсутствии информации на входе устройства.

При отсутствии вхьдного импульса на входе 1 элемент И 4 открыт потенциалом с выхода Формирователя строб-: импульса 3 и по первым входам элемен та И (7-1)-(7-4) запрещены. Блок де- кодирования.не формирует импульсов, элемент И 11 закрыт.

В регистр 8 информация не записывается (так как отсутствует признак . информации - на выходе элемента

И 7-4 тоже нулевая информация).

На выходах блоков вывода и элементов И (13 1) (13-3) и (14"1) 04-3) и дешифратора нуля информации и импульсы соответственно отсутствуют.

Рассмотрим работу устройства при поступлении импульсов посылки запросной информации.

Первый, а затем и последующие импульсы посылки "Запрос" поступают через открытый вход элемента И 4 блока управления 2 на первые входы элемен" тов И (7-1)-(7;4) и блока ввофа из элементов И (7-1)-(7-4) и вход фор" мирователя 3 строб-импульса..

Посредством .блока ввода будет переписана в соответствующие разряды регистра 8 информация с разрядов счетчика 6, соответствующая величине времени привязки входнбго импульса к импульсу синхронизации (тактовому) регистра 8, поступающего с вы" хода счетчика 6, а также будет переписан признак информации, сформированный элементом И 7-4,-так как на его выходе в момент воздействия импульса на входе устройства формируется импульс, т.е. второй вход всегда разрешен.

После записи информации в регистр и ее сдвига импульсами синхронизации блок ввода из элементов И (7-1)-(7"4) готов к приему очередного импульса.

Величина времени сдвига записанной информации зависит от объема записанной информации.

Объем записанной информации зави". сит от заданной точности привязки (стабильности задержки ), т.е. частоты генератора 5 и частоты синхрони" зации регистра сдвига 8.

Для исключения возможного наложе" ния информации в регистр 8 сдвига от последующих входных импульсов блок управления 2 закрывает вход для прохождения входных импульсов на вход

7 1005295 8 блока ввода и элементов И (7-12-(7-4) путем подачи запрещающего строб-импульса по второму входу элемента И 4.

Длительность строб-импульса выбирается не менее величины времени, S необходимого для сдвига И-разрядов записанной информации в регистр 8.

Записанная информация в регист-, ре 8 последующими импульсами синхронизации регистра 8 продвигается по регистру.

При достижении импульсами признаков информаций, соответствующих импульсам посылки "Запрос", соответствующих выходов регистра 8, к которым присоединен блок декодирования 9; блок декодирования сформирует импульс.

Декодированный импульс с выхода блока декодирования 9 запускает фор- 20 мирователь 10 строб-импульса, который разрешает прохождение информации через элемент И ll с последнего выхода регистра 8 на вход 26 регистра 12. Длительность строб-им- И, пульса выбирается не менее времени; необходимого для сдвига-разрядов записанной информации в регистр 8, и не более времени максимально допустимого отклонения принимаемых 3Q интервалов посылки "Запрос" от "номинала" разных летательных аппаратов на данном коде.

При достижении импульсом признака информации первого импульса посылки "Запрос" соответствующего выхода регистра 12, к которому присоединен блок управления 15, вход элемента И 17. Импульс признака информации запускает через открытый элемент И 17 формирователь 19 строб-импульса, который запрещает прохожде" ние последующих импульсов через эле" мент 17. Сформированный импульс переписывает информацию величины вре-. мени привязки входного импульса к импульсам синхронизации регистров 8 и 12 с выходов разрядов регистра 12 посредством элементов И(13-1)-(13"3)через первые входы соответствующих элементов ИЛИ блока из элементов ИЛИ (21-1)"(21-4 ) на входы счетчика 22.Причем строб-импульс с выхо" да формирователя 19, воздействуя через вход элемента ИЛИ 21-4 блока эле-SS ментов ИЛИ на управляющий вход счетчика 22, разрешает работу счетчикаосуществление записи информации по его входам и осуществления счета входных импульсов с выхода генератора 5.

В момент переполнения (обнуления ) счетчика 22 дешифратор 23 формирует импульс, который поступает на выход устройства. Длительность строб-, импульса формирователей 19 и 20 выбирается постоянной, равной или .более числу периодов импульсов синхро- низации регистра 8 и 12 соответствующему числу разрядов счетчика 22.

Выход регистра 12, к которому присоединяется первый вход элемента И 17 блока управления 15, соответствует мо4 менту времени формирования первого импульса посылки "Ответ".

Длительность времени до соответствующего отвода определяется

С, т n+R, где t - задержка во времени до мо" мента формирования первого (второго) импульса посылки

"Ответ"

Т - период импульсов синхрониза. ции регистра; и . - число целых периодов укЛадывающих целое число раз в заданной величине задержки;

R. - время привязки входного импульса к импульсу синхрони" зации регистров 8 и 12;

При достижении импульсом признака информации первого импульса посылки

"Запрос" соответсвующего выхода регистра 12, к которому присоединен блок управления 16,вход элемента И 18.

Импульс признака. информации запускает через открытый элемент 18 формирователь 20 строб-импульса; который запрещает прохождение последующих импульсов через элемент И 18.

Сформированный импульс переписывает информацию величины времени привязки входного импульса (первого импульса посылки запрос) к импульсам синхронизации регистров 8 и 12 с выходов разрядов регистра 12 посредством элементов И (17-1}-(!7-3) через входы соответствующих элементов ИЛИ

i(21-1),(21-4) блока на входы счетчика 22.Причем строб-импульс с выхода

:формирователя 20,воздействуя через

;другой вход элемента ИЛИ 21-4 блока .элементов ИЛИ 21 на управляющий вход

-счетчика 22,разрешает работу счетчика аналогично, как и в первом случае.

В момент переполнения (обнуления ) счетчика 22 дешифратор 23 формирует

9 1005295 10

5$ импульс, который поступает на выход . сом посылки "Запрос" и вторым импуль устройства. сов посылки "Ответ".

Выход регистра .12, к которому при- В известных устройствах определясоединяется первый вход элемента И 18 ется в начале посылка "Запрос" поблока управления 16, соответствует ф средством блока декодирования, замоменту времени формирования второго тем декодированный импульс поступает импульса посылки "Ответ". Длительность наформирование посылки "Ответ". Этим времени до соответствующего отвода on- искажается информация о первоначальределяется по приведенной выше фор- ном моменте привязки первого импульмуле. 11 са.

Разрешающая способность предлага- В прототипе указанная информация емого устройства определяется выбо- не искажается, но для реализации алром периода импульсов синхронизации горитма работы прототипа на устройрегистров 8 и 12 и числа разрядов - . стве задержки в устройстве резко воэ.счетчика 6. И растает объем. оборудования.

Объем информации, соответствующий 8 предлагаемом устройстве наливеличине времени привязки входного. we в тракте обработки запросной инимпульса и импульсу синхронизации ре- формации определяется посредством дегистров 8 и 12, зависит от требуемой кодирования блоком декодирования имточности привязки входного импульса 2е пульсов признака информации посыли допустимой величины разрешающей спо-. ки (приВязки). Если декодирование собности устройства. признака произошло разрешается даль.

Так, например, если требуемая точ- нейшее распространение информации ность привязки pasHa + 12,5 нс и час" по регистру 12, в противном случае тоте генератора 5 соответственно д информация теряется.

40 ИГц и разрешающей способности В предлагаемом устройстве отсчет устройства равной 1 мкс. Яри частоте времени обработки и формирование имсинхронизации регистров 8 и 12, рав- пульсов посылки "Ответ" происходит ной 5 ИГц» объем информации кода при- - по моменту фиксации первого импульвязки составляет 4 разряда. 3О са посылки "Запрос" (использование

Изложенное должно удовлетворять его кода привязки) и затем .осущестследующему соотношению при двоичном . вляется добавлением времени, соответкодировании информации ствующего коду привязки при формироК

2к,. „@+1), (2) . вании первого, а затем и второго имТ = 2 диск-период синхронизации, пульсов посылки "Ответ.". где Т - требуемая разрешающая способ" Предлагаемое устройство позволяет

+ г ность устройства; увеличить точность и стабильность

К+ 1 - число разрядов информации; - времени обработки запросной инфор„ „- частота привязки входного им- мации; уменьшить объем оборудования, пульса.

40 в частности объем регистра сдвига при

Ha ocHose соотношений (1> (2) ож- .сохРанении высокой точности пРивЯзно опт,ально выполнить требования ки» »УСТРойство полмостью можно вык построению шифратора-диФратора. поить на Д "Ретных ""ментах ши

Использование делителя частоты свя-. Woêoão пРименениЯ» напРимеР» фоРмиРо-, занного с генератором 5 позволяет снять ограничение по частоте привяв- P Ггерах пу е поДключениЯ ки и частоте синхронизации регистра .его входов к соответств регистра сдвига; получить высокую

Снижение частоты синхронизации точность и стабильность времени обрегистра сдвига ведет к ме ьшен ю Работки запРосной инф Рмации не пРи

У н и - Е б а числа ячеек регистра с ига при вы- егая к использованию высокочастотсокой точности привязки.

В принципе измерения дальности радиотехнической системы РСБН по- формула изобретения ложено, что в наземном радиомаяке время обработки запросной информа- . 1 ° ШифРатор-дешифратор, содержа- ции от летательного аппарата должно щий генератор, подключенный к входу . поддерживаться постоянным с вшсо- первого счетчика, два регистра сдви-кой точностью между первым импуль- га, блок декодирования, о т л и11

1005 чающийс я тем, что, с целью повышения точности и стабильности времени обработки кодоимпульсной ин формации, в него введены три блока управления, два блока вывода, блок ввода, формирователь строб-импульсов, блок элементов ИЛИ, второй счетчик и дешифратор нуля, при этом вход формирователя строб-импульсов подключен к выходу блока декодирования, 1р подключенного входами к выходу первого регистра сдвига, выход формирова" теля строб-импульсов подсоединен к первому входу элемента И, другой вход которого подключен к конечному выходу первого..регистра сдвига, выход элемента И подсоединен к входу второго регистра сдвига, к соответствующим отводам которого присоединены входы первого и второго блоков управления и блока вывода, выходы которых подключены к соответствующим входам блока элементов ИЛИ, подключенного выходами к входам параллельной записи второго счетчика, к одному из 5 входов которого подключен выход генератора, поразрядные выходы второго счетчика подключены к входам дешифра тора нуля, выход первого счетчика под-. ключен к выходам синхронизации первого и второго регистров сдвига, вы30 ход третьего блока управления подключен к второму входу блока ввода, подключенного первымй входами к пораз295 12 рядным выходам .первого счетчика, выходы блока ввода подключены к соот" ветствующим входам первого регистра сдвига, второй вход первого блока управления подключен к входу устройства, вторые входы второго и третьего блоков управления подключены к соответствующим выходам блока вывода, 2. Шифратор-дешифратор по и. 1, отличающийся тем, что блоки управления содержат Формирователь строб-импульса и элемент И, причем входы элемента И подключены к входу блока и выходу формирователя стробимпульса, вход которого подключен к выходу элемента И и выходу блока управления.

3. Шифратор-дешифратор по и. 1, отличающийся тем, что блок ввода и блоки вывода выполнены в виде двухвходовых элементов И, первые входы которых подключены к первым входам блока, а вторые объединены и подключены к второму входу блока, выходы элементов И подключены к выходам блока °

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР и 884111, кл. Н 03 К 5/!53, 28.03.80

2. Авторское свидетельство СССР

У .573867, кл. M 03 K 5/159, 02.03.76 (прототип}.

ВНИИПИ Заказ 1924/76 Тираж 934 Подписное

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