Селектор радиосигналов точного времени

 

1. СЕЛЕКТОР РАДИОСИГНАЛОВ ТОЧНОГО ВРЕМЕНИ, содержащий .узкопслосный фильтр, выход которого соединен с входом амплитудного детектора, триггер, счетчик импульсов, формирователь сигнала коррекции, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что,- с целью повышения точности определения начала шестого сигнала точного времени , введены узел автоматического регулирования усиления, узел контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени, узел формирования огибающей сигналов точного времени, элементы И, дешифратор и элемент, ИЛИ, при этом выход узла автоматического регулирования усиления через узкополосный фильтр соединен с входом узла формирования .огибающей сигналов точного времени, выход которого соединен с первым входом узла контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени, первый выход которого соединен с установочным входом триггера и с первым -входом первого элемента И, второй выходузла контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени соединен со сбросовым входом триггера, а третий выход - с первым входом второго элемента И и с первым входом третьего элементаИ , второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера, второй вход второго элемента И соединен с прямым выходом триггера, вторым входом первого элемента И и вторым входом узла контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени, выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соеi динен с выходом первого элемента И, выход элемента ИЛИ соединен со сброг (О совым входом счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход через дешифратор подключен к первому входу формирователя сигнала коррек- . ции, второй вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, с: вход узла автоматического регулирования усиления является входом уст00 ройства. 2. Селектор по п. 1, отличающийся тем, что узел контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени содержит генератор прямоугольных -ммпульсов, программируемый таймер.и инверторы, выход генератора прямоугольных импульсов подключен к соответствующим счетным входам программируемого таймера , первый стробирующий вход через первый инвертор подключен к второму стробирующему входу програм

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК (191 (11)

159 4 С 04 С 11/02

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Лк0 &. 4 "

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГПФ (21) 3782458/24-09 (22) 01.08.84 (46) 07.12.85. Бюл. У 45 (71-) Всесоюзный научно-исследовательский институт электромеханики (72) Э.С.Подлесный и Л.В.Титкина (53) 681.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 871145, кл.. G 04 С 11/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

Ф 802911, кл. G 04 С 11/02, 1981. (54)(57) 1. СЕЛЕКТОР РАДИОСИГНАЛОВ

ТОЧНОГО ВРЕМЕНИ, содержащий узкополосный фильтр, выход которого соединен с входом амплитудного детектора, триггер, счетчик импульсов, формирователь сигнала коррекции, выход которого является выходом устройства, отличающийся тем, что,, с целью повышения точности определения начала шестого сигнала точного времени, введены узел автоматического регулирования усиления, узел контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени, узел формирования огибающей сигналов точного времени, элементы И, дешифратор и элемент ИЛИ, при этом выход узла автоматического регулирования усиления через узкополосный фильтр соединен с входом узла формирования огибающей сигналов точного времени, выход которого соединен с первым входом узла контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени, первый выход которого соединен с установочным входом триггера и с первым входом первого элемента И, второй выход узла контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени соединен со сбросовым входом триггера, а третий выход — с первым входом второго элемента И и с первым входом третьего элемента

И, второй вход которого соединен с инверсным выходом триггера, второй вход второго элемента И соединен с прямым выходом триггера, вторым входом первого элемента И и вторым входом узла контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени, выход третьего элемента И соединен с первым входом элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходом первого элемента И, выход элемента ИЛИ соединен со сбро-. совым входом счетчика импульсов, счетный вход которого подключен к выходу второго элемента И, а выход через дешифратор подключен к первому входу формирователя сигнала коррек- . ции, второй вход которого подключен к выходу амплитудного детектора, вход узла автоматического регулирования усиления является входом устройства.

2. Селектор по п. 1, о т л и— ч а ю шийся тем, что узел контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени содержит генератор прямоугольныхимпульсов, программируемый таймер.и инверторы, выход генератора прямоугольных импульсов подключен к соответствующим счетным входам программируемого таймера, первый стробирующий вход через первый инвертор подключен к второму стробирующему входу програм1! 96801 мируемого таймера, выходы которого входами узла контроля временных соединены с входами второго, третье- параметров огибающей сигналов точного и четвертого инверторов, причем го времени, выходами которого являпервый и третий стробируЮщие входы ются выходы второго, третьего и четпрограммируемого таймера являются вертого инверторов.

I г

Стабилизированные по амплитуде сигналы поступают на вход узкополосного фильтра 3, осуществляющего.1

Изобретение относится к электронной хронометрии и может быть исполь-. зовано в автономных системах единого времени, корректируемых по радиосигналам точного времени. 5

Цель изобретения — повышение точности определения начала шестого сигнала точного времени.

- На фиг. 1 представлена структурно, электрическая схема селектора радио,сигналов точного времени; на фиг. 2схема узла контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени; на фиг. 3 — схема автоматического регулирования усиления; на фиг. 4 — .схема узла формирования огибающей сигналов точного времени; на фиг. 5 — схема амплитудного детектора; на фиг. 6 — временные диа-. граммы, поясняющие работу устройст- 20 ва.

Селектор радиосигналов точного времени содержит узел 1 АРУ, узел 2 контроля временнных параметров огибающей сигналов точного времени, 25 узкополосный фильтр 3, триггер 4, амплитудный детектор -5, узел 6 формирования огибающей сигналов точного времени, элементы: И 7-9, дешифратор

10, счетчик 1 1 импульсов, элемент 30

ИЛИ 12, формирователь 13 сигнала коррекции.

Узел 2 контроля временных параметров огибающей сигналов точного времени содержит генератор 14 прямоугольных импульсов, программируе.мый таймер 15, инверторы 16-19.

Узел 1 АРУ содержит конденсаторы

20-22, резисторы 23-30, полевой транзистор 3 1, усилители 32 и 33, 4О диод 34.

Узел 6 формирования огибающей сигналов точного времени сопеожит конденсаторы 35-37, резисторы 3843, транзисторы 44 и 45, диоды 46 и 47, оптрон 48.

2

Амплитудный детектор 5 содержит резисторы 49-52, транзисторы 53 и

54, оптрон 55.

Формирователь сигнала коррекции . может быть реализован с помощью

D-триггера.

Временные диаграммы:.а " сигналы точного времени радиотрансляционной сети, поступающие на вход устройства; б — сигналы точного времени на выходе узкополосного фильтра 3; в выходной сигнал узла 6 формирования; г — .сигнал на выходе амплитудного де- тектора 5; д — сигнал на первом выходе, е — сигнал на третьем выходе, ж — сигнал на втором выходе узла 2 контроля временных; параметров; э — сигнал на прямом выходе триггера 4.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы точного времени!от радиотрансляционной сети поступают на вход узла 1 АРУ. С помощью интегрирующего усилителя, выполненного на основе усилителя 33, конденсатора

22, резисторов 26, 28-30 и полевого транзистора 31, организуется отрицательная обратная связь, позволяющая застабилиэировать амплитуду сигналов на выходе узла 1 АРУ, поскольку в зависимости от величины амплитуды сигнала на входе интегрирующего усилителя на его выходе формируется отрицательный уровень напряжения, который через резистор 30 задает смещение на затворе полевого транзистора 31, что приводит к регулированию амплитуды сигнала на входе инвертирующего усилителя, выполненного на основе усилителя 32, резисторов

24, 25 и 27. з 1196 выделение и усиление 1 кГц сигналов, которые далее поступают на вход узла 6 формирования и на вход амплитудного детектора 5 .

С помощью узла 6 формирования осу- ществляется интегрирование 1 кГц последовательности импульсов, в результате чего. формируется огибающая сигналов точного времени в виде импульса и паузы прямоугольной формы 1р

ТТЛ-уровня.

При появлении 1 кГц посылки на конденсаторе 37 узла 6 формирования возникает отрицательное напряжение, .запирающее транзистор 45, при этом на выходе оптрона 43 появляется единичный сигнал.ТТЛ.-уровня. Дли- . тельность импульса на выходе оптроиа складывается иэ длительности . 1 кГц радиопосылки и времени разряда конденсатора 37 через резисторы 41 и 42. Суммарная длительность импульса и паузы вьщеленной огибающей . сигналов точного времени равна 1 с., С помощью амплитудного детектора

5 осуществляется детектирование, И а также преобразование в ТТЛ-уровни.

Транзистор 54 (фиг. 5) включен по схеме усилителя с общим эмиттером, работает в режиме ключа и используется для. управления оптроном 55.

При отрицательном полупериоде сигнала на входе амплитудного детектора 5 оба транзистора: 53 и 54 закрываются и на выходе оптрона 55 формируется единичный сигнал TTJj-уровня.

С помощью резистора 49 задается пороговый уровень напряжения, при которомзакрывается транзистор 53.

Выделенная огибающая сигналов.точного времени поступает на первый вход узла 2 контроля временных параметров, основу которого составляет программируемый таймер 15 (фиг. 2), который может быть выполнен на БИС КР580ВИ53, включающий три независимых 16-разрядных счетчика.

Программируемый таймер 15 работает от генератора 14. Выходные сигналы этого генератора используются в качестве тактирующих импульсов, которые поступают на счетные. входы программируемого таймера. 15.

Сигнал с выхода узла 6 формирования поступает на первый стробирую- >> щий вход программируемого таймера

15 и на вход, первого инвертора 16. Инвертированный сигнал огибающей

801 4 сигналов точнога времени с выхода пер ваго инвертора 16 подводится к второму стробирующему входу программи-. руемого таймера 15, на третий стра-, бирующий вход которого поступает сигнал с прямого выхода триггера 4.

Ведущая микро-ЭВМ перед началом работы устройства должна запрограммировать счетчики программируемого таймера 15 в режиме работы генера-торов импульсов с периодом следования, равным определенным контрольным длительностям. Так, периоды следования импульсов на первом и втором выходах программируемого тайме" ра 15 устанавливаются равными минимально допустимым длительностям соответственно импульса и паузы выделенной огибающей сигналов. точного времени. С помощью программируемого таймера 15 контролируется и минимально допустимый временной интервал, отсчитываемый с момента формирования сигнала на первом выходе программируемого таймера 15 до появления следующего импульса выделенной огибающей сигналов точного времени. Соотношение между программируемыми периодами следования выходных сигналов определяются временными параметрами радиосигналов точного времени (фиг. 6 а) и временем разряда конденсатора 37 (фиг. 4). При конкретных параметрах схемы узла Ь формирования периоды следования импульсов на выходе.программируемого таймера 15 были запрограммированы равными 150, 750 и

950 мс.

Сигнал с первого выхода программируемого таймера 15 через второй инвертор 17 поступает на установоч ный вход триггера 4 и на первый вход первого элемента И 7. Сигнал с второго выхода программируемого таймера 15 через четвертый инвертор

19 подается на первый вход второго элемента И 8 и первый вход третьего элемента И 9. Через третий инвертор

18 сигнал с третьего выхода програм" мируемого таймера 15 поступает на сбросовый вход триггера 4. Инверторы 17-19 используются, кроме формирования необходимой полярности .сигна™ лов, для умощнения выходных сигна-. лов БИС программируемого таймера

15 КР580ВИ53.

Распознавание сигналов точного времени производится следующим обра1196801 эом. При появлении импульса огибающей сигналов точного времени начинает работать первый счетчик программируемого таймера 15 и, если длительность этого импульса окажется равной или больше (но не превышает в 2 и более раз) запрограммированного периода следования выходных импульсов, на первом выходе программируемого таймера 15 сформируется нулевой сигнал распознавания импульсов. По заднему фронту инвертированного с помощью инвертора 17 сигнала с первого выхода программируемого

Таймера 15 триггер 4 устанавливается в состояние факта распознавания импульса. По разрешающему уровню на прямом выходе триггера 4 запускается первый счетчик программируемого таймера 15, отсчитывающий контроль-, ную длительность, по завершении которой допускается появление очеред ного импульса огибающей сигналов точного времени. Почти одновремен- д5 но начинает работать второй счетчик программируемого таймера 15, так как на смену импульса приходит пауза огибающей сигналов точного времени. Если длительность .паузы окажется равной или больше (но не превышает в 2 и более раз) запрограммированного периода . следования выходных импульсов, на втором выходе программируемого таймера 15 сформируется сигнал распознавания паузы, который через инвертор 19 и второй элемент

И 8 проходит на счетный вход счетчика 11 импульсов.

Контрольная длительность паузы во втором счетчике программируемого таймера 15 соответствует минимально допустимой длительности паузы огибающей сигналов точного времени.

Контрольная же длительность третьего

45 счетчика программируемого таймера

15 фактически несколько превьппает максимально допустимую длительность паузы огибающей сигналов точного времени. Поэтому сброс триггера 4

50 по сигналу с выхода третьего инвертора 18 возникает позже формирования сигнала на выходе четвертого инвертора 19. Аналогично распознаются следующие один за другим остальные пять сигналов точного времени. При подсчете счетчиком 11 импульсов пяти сигналов распознавания паузы на выходе дешифратора 10 и, соответственно, на первом входе формирователя

13 сигнала коррекции возникает потенциал разрешения раньше, чем появится шестой сигнал точного времени на втором входе формирователя 13 сигнала коррекции. При появлении на выходе амплитудного детектора 5 фронта первого сигнала, соответствующего шестой 1 кГц посылке сигналов точного времени, на выходе формирователя 13 сигнала коррекции формируется сигнал коррекции. Формирователь сигнала коррекции может быть реализован с помощью D-триггера, на информационный вход которого подводится сигнал с выхода дешифратора 10, а на вход синхронизации — сигнал с выхода амплитудного детектора 5.

Сброс D-триггера может осуществляться программно после обработки сигнала коррекции ведущей микро-3ВМ.

Рассмотрим работу устройства во время произвольных радиопередач в промежутках между передачей сигналов точного времени. В этом случае возможны следующие ситуации. Например, огибающая сигнала точного времени имеет импульс, длительность которого превышает контрольную, запрограммированную в программируемом таймере 15, в два и более раз. В этом случае на первом выходе програм. мируемого таймера 15 сформируется два и более сигналов распознавания импульсов. Первый сигнал распознавания через второй инвертор 17 устанавливает триггер 4 в состояние запоминания факта распознавания импульса, который запускает третий счетчик программируемого таймера 15.

Второй и .следующие за ним сигналы распознавания проходят на сброс счетчика 11 импульсов через первый элемент И 7 до тех пор, пока триг-,-.. гер 4 не сбросится в исходное (нулевое) состояние по сигналу с выхода третьего инвертора 18.

Рассмотрим случай, когда огибающая сигналов точного времени имеет паузу, длительность которой превышает контрольную в два и более раз.

На втором выходе программируемого таймера 15 формируется два и более сигналов распознавания паузы. Если случайно перед паузой огибающей распознался импульс, т.е. триггер 4 установился в состояние запоминания факта распознавания импульса и за7 1 пустился третий счетчик программируе- мого таймера 15, то IIQ первому сигналу ,, распознавания паузы сформируется прибавление в счетчике 11 импульсов, а второй и последующие эа ним сигналы пройдут на вход сброса счетчика

11 импульсов через третий элемент

И 9, так как триггер 4.к моменту формирования второго и последующих эа ним сигналов распознавания паузы находится в сброшенном исходном. состоянии. Если огибающая сигналов точного времени имеет длительность импульса или паузы меньше контроль196801 8 ной, то программируемый таймер 15 не сформирует сигнал распознавания

Таким образом, исключается воэможность формирования ложного сигнала у коррекции.

Устройство может работать не только от радиотрансляционной сети, но и от линейного выхода радиоприемника (переносного или стационарного)

10 классом не хуже II . Для этога во входной цепи необходимо включить усилитель низких частот, вход кото. рого подключается к входу устройства, а выход — к узлу 1 АРУ.

1196801

ll96801

1196801

Cruc 6

ВНИИПИ Заказ 7561/44 Тираж 405 Подписное

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