Устройство коррекции шкалы времени

 

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в синхронизирующих устройствах а автономных хранителях времени. Сущность изобретения: устройство содержит генератор 1 импульсов, фазосдвигающий блок 2, делитель 3, триггер 4 знака, счетчик 5 поправки, блоки управления делителем 6 и счетчиком поправки 7. 2 ил.

СОВХОЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 6 04 С 11/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР,i

- -:". :.".. ИВ

Г:::., ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4856711/21 (22) 01.08.90 (46) 07.11,92. Бюл, № 41 (71) Конструкторское бюро завода "Россия" (72) В,B.Êåäo (56)1. Авторское свидетельство СССР № 1095431, кл. G 04 С 11/02, 1982.

2. Авторское свидетельство СССР № 1363509, кл. 6 04 С 11/02, 1984.

3, Авторское свидетельство СССР

¹ 1506570, кл. 6 04 С 11/02, 1987, „„ Ы„„ТПЮО7 Al (54) УСТРОЙСТВО КОРРЕКЦИИ ШКАЛЫ

ВРЕМЕНИ (57) Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в синхронизирующих устройствах а автономных хранителях времени. Сущность изобретения: устройство содержит генератор 1 импульсов, фазосдвигающий блок 2, делитель 3, триггер 4 знака, счетчик 5 поправки, блоки управления делителем 6 и счетчиком поправки 7.

2 ил.

1774307

Изобретение относится к радиотехнике и может использоваться в синхронизирующих устройствах и автономных хранителях времени.

Известно устройство для коррекции шкалы времени, в котором коррекция осу-. ществляется за счет использования в качестве фазосдвигающего блока делителя с переменным коэффициентом деления К+1, что дает возможность вводить коррекцию любого знака (1). К недостаткам данного устройства следует отнести малый диапазон и большое время коррекции. . Известно устройство коррекции шкалы времени, предназначенное для точной коррекции времени внутри секундного интервала и использующее в качестве инструмента коррекции схему сравнения для выделения момента обнуления делителя, когда на кодовых шинах последнего появляется код, равный коду коррекции. Благодаря этому осуществляется укорочение цикла пересчета в делителе и происходит сдвиг фазы, соответствующий величине коррекции, Устройство имеет более рациональную по сравнению с предыдущим схему (2). К его недостаткам следует отнести малый диапазон и большое время коррекции.

Наиболее близким к заявляемому решению является устройство для коррекции шкалы времени, реализующее коррекцию времени за счет использования делителя с переменным коэффициентом деления. Устройство содержит генератор, фазосдвигающий блок, делитель. частоты, реверсивный счетчик, регистр сдвига, преобразователь кода коррекции, два элемента И, счетчик, дешифратор, два формирователя одиночных импульсов, формирователь сигналов управления, два RST-триггера, 0-триггер, генератор пачки импульсов, два элемента

ИЛИ, элемент ИЛИ-НЕ, мультиплексор (3), Благодаря использованию мультиплексора, регистра сдвига, реверсивного счетчика, триггера знака в устройстве используется режим точной и грубой коррекции. Соответственно обеспечиваются высокая точность и широкий диапазон коррекции, Однако устройство-прототип обладает большими затратами времени на коррекцию, обусловленными тем, что для смещения шкалы времени затрачивается время, в

k раз больше, чем величина времени коррекции. Определяется это тем, что для смещения шкалы времени на один дискрет (один такт опорного генератора) затрачивается один цикл времени пересчета в фазосдвигающем блоке, выполненном на делителе с

35 торого соединен с входом разрешения счета

40 поправки и с управляющим входом блока

55 переменным коэффициентом деления, равным К 1.

Цель изобретения — сокращение еремени коррекции.

Достигается цель тем, что в устройство коррекции шкалы времени, содержащее генератор импульсов, фазосдвигающий блок, делитель и триггер знака, причем выход генератора импульсов соединен с тактовым входом фазосдвигающего блока, прямой выход триггера знака соединен с первым управляющим входом фазосдвигающего блока, выход делителя соединен с выходом устройства, введены счетчик поправки, блок управления делителем, блок управления счетчиком поправки, при этом выход генератора импульсов дополнительно соединен со счетным .входами делителя и счетчика поправки, информационная магистраль кода коррекции соединена с информационными входами фазосдвигающего блока и счетчика поправки, вход знака поправки соединен с 0-входом триггера знака, командный вход устройства подключен к счетному входу триггера знака, входом записи фазосдвигающего блока и счетчика поправки, первому входу блока управления счетчиком поправки, выход фаэосдвигающего блока подключен к второму входу блока управления счетчиком поправки и входу переноса блока управления делителем, прямой выход триггера знака дополнительно соединен с входом поправки блока управления делителем, инверсный выход триггера знака соединен с вторым управляющим входом фазосдвигающего блока, выход счетчика поправки подключен к третьему входу блока управления счетчиком поправки, выход коуправления делителя, выходы направления счета и разрешения счета блока управления делителем соединены с соответствующими входами делителя.

При этом фазосдвигающий блок состоит из счетчика прямого счета, реверсивного счетчика. ЗК-триггера. трех двухвходовых и двух трехвходовых элементов И, двух элементов ИЛИ, элемента НЕ, причем счетный вход блока соединен со счетными входами обоих счетчиков и JK-триггера, информационный вход блока соединен с информационным входом реверсивного счетчика, первый управляющий вход блока подключен к входу направления счета реверсивного счетчика и первому входу первого трехвходового элемента И, второй управляющий вход блока соединен с первым входом второго трехвходового элемента И, вход записи блока соединен с входом записи реверсивного

1774307 счетчика и первым входом первого элемента ИЛИ, выход счетчика прямого счета соединен с первыми входами первого и второго двухвходовых элементов И, выход переноса реверсивного счетчика подключен к вторым входам трехвходовых элементов И, К-входу

JK-триггера и через элемент НЕ к второму входу первого и первому входу третьего двухвходовых элементов И, прямой выход

JK-триггера соединен с третьими входами трехвходовых и вторым входом третьего двухвходового элементов И, инверсный выход триггера соединен с вторым входом второго двухвходового элемента И и входом разрешения счета счетчика прямого счета, выход первого двухвходового элемента И соединен с J-входом триггера, выход третьего двухвходового элемента И соединен с входом разрешения счета реверсивного счетчика, выходы первого трехвходового и второго двухвходового элементов И через второй элемент ИЛИ подключены к выходу блока, выход второго трехвходового элемента И через первый элемент ИЛИ соединен с R-входом триггера.

Таким образом, отличительной особенностью заявляемого устройства является использование максимальной тактовой частоты (частоты задающего генератора) для коррекции состояния делителя, На фиг.1 представлена блок-схема заявляемого устройства; на фиг.2 — временные диаграммы работы устройства.

Заявляемое устройство коррекции шкалы времени содержит генератор 1 импульсов; фазосдвигающий блок 2, делитель 3, триггер 4 знака, счетчик 5 поправки, блок 6 управления делителем, блок 7 управления счетчиком поправки. Выход генератора 1 соединен со счетными входами фазосдвигающего блока 2. делителя 3 и счетчика 5 поправки, Информационная магистраль кода коррекции соединена с информационным входом фазосдвигающего блока 2 и счетчика 5 поправки. Вход знака поправки устройства соединен с D-входом триггера 4 знака, а командный вход устройства подключен к счетному входу триггера 4 знака, входам записи фазосдвигающего блока 2 и счетчика

5 поправки и первому входу блока 7 управления счетчиком поправки. Выход фазосдвигающего блока 2 подключен к второму входу блока 7 управления счетчиком поправки и входу переноса блока 6 управления делителем. Прямой выход триггера 4 соединен с входами знака поправки фазосдвигающего блока 2 и блока 6 управления делителем, инверсный выход триггера 4 соединен с вторым управляющим входом фазосдвигающего блока 2. Выход счетчика 5 поправки подключен к третьему входу блока

7 управления счетчиком поправки, выход которого соединен с входом разрешения счета счетчика 5 поправки и с управляющим входом блока 6 управления делителем, Выходы направления счета и разрешения счета блока 6 управления делителем соединены с соответствующими выходами делителя 3.

Фазосдвигающий блок 2 содержит счет10 чик 8 прямого счета, реверсивный счетчик 9

JK-триггер 10, элементы И 11 — 15, элемент

НЕ 16, элементы ИЛИ 17, 18, Счетный вход блока соединен со счетными входами счетчиков 8, 9 и триггера 10, информационный вход блока соединен с информационным входом реверсивного счетчика 9, первый управляющий вход блока подключен к входу направления счета реверсивного счетчика 9 и первому входу элемента И 13, второй управляющий вход блока соединен с первым входом элемента И 15, вход записи блока соединен с входом записи реверсивного счетчика 9 и первым входом элемента ИЛИ

18. Выход счетчика 8 соединен с первыми входами элементов И 11 и 12, выход переноса реверсивного счетчика 9 подключен к вторым входам элементов И 13 и 15, К-входу триггера 10 и через элемент НЕ 16 к входам элементов И 11 и 14. Прямой выход триггера

10 соединен с третьими входами элементов

И 13 и 15 и вторым входам элемента И 14, инверсный выход триггера 10 соединен с вторым входом элемента И 12 и входом разрешения счета счетчика 8 прямого счета.

Выход элемента И 11 соединен с J-входом триггера 10, выход элемента И 14 соединен с входом разрешения счета реверсивного счетчика 9, выходы элементов И 12, 13 через элемент ИЛИ 17 подключены к выходу блока, выход элемента И 15 через элемент ИЛИ

18 соединен с R-входом триггера 10.

Блок 6 управления делителем состоит из элемента НЕ 19, элемента И 20, элементов ИЛИ 21, 22. Вход переноса блока соединен с первыми входами элементов ИЛИ 21, 22 и через элемен; НЕ 19 с первым входом элемента И 20, вход знака поправки блока соединен с вторым входом элемента И 20, выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ 21, управляющий вход блока подключен к второму входу элемента ИЛИ

22. Выходы элементов ИЛИ 21, 22 соединены соответственно с выходами направления счета и разрешения счета блока 6.

Блок 7 управления счетчиком поправки состоит из элемента ИЛИ-НЕ 23, элемента

И 24 и элемента HF 25. Первый и второй входы блока 7 через элемент ИЛИ-НЕ 23 подключены к первому входу элемента И 24, а третий вход блока через элемент НЕ 25—

1774307 к второму входу элемента И 24, выход которого соединен с выходом блока.

Устройство работает следующим образом.

Генератор 1 является источником импульсов с периодом повторения Т (фиг.2а).

В отсутствие сигналов управления коррекцией фазосдвигающий блок 2 выполняет функции делителя с коэффициентом деления К1 (например, К1 = 10), соответственно делитель 3 производит деление на К2. При появлении на управляющем входе сигнала записи (фиг.2в) осуществляется установка триггера 4 знака в состояние. соответствующее знаку поправки, например "1" (фиг.2к), и запись в реверсивный счетчик импульсов

9 кода точной коррекции. например "3". Во время действия импульса записи реверсивный счетчик 9 становится нечувствительным к импульсам на счетном входе, Одновременно с этим через элемент ИЛИ 18 подтверждается установка триггера 10 в "0", с инверсного выхода которого на вход разрешения счета счетчика 8 поступает разрешающий сигнал (фиг,2е), С записью кода точной коррекции е счетчик 9 с его выхода пропадает сигнал переноса (фиг,2г), а его инверсия с элемента HE 16 разрешает про1 хождение сигнала переноса через элемент

И 11 со счетчика 8 Hà J-вход триггера t0.

Управляемый сигналом с триггера 10 счетчик 8 досчитывает после записи до первого переполнения. Сигнал переноса (фиг,2б) через элементы И 12 и ИЛИ 17 поступает на входы блоков 6, 7 управления, По спаду импульса переноса происходит запись "1" в триггер 10 (фиг.2д,е). в результате запрещается счет в счетчике 8 и разрешается в счетчике 9. При наличии "1" на входе направления счета происходит добавление к числу "3", записанному в счетчик

9 по сигналу записи. В результате сигнал на выходе фазосдвигающего блока 2 появляется не через 10 тактов, а через 7, когда в результате наличия логических "1" на всех трех входах элемента И 13 (фиг,2г,д,к) появляется импульс на его выходе (фиг.2з) и соответственна выходе элемента ИЛИ 17 (фиг.2л). Сигнал со счетчика 9 поступает также на К-вход триггера 10, в результате чего по первому синхроимпульсу происходит возврат триггера 10 в "нулевое" состояние, соответствующее обычному режиму работы блока с коэффициентом деления К(в данном случае К = 10), когда управляющие сигналы триггера 10 разрешают счет в счетчике 8 и запрещают в счетчике 9.

Таким образом, происходит сдвиг шкалы на три дискрета влево за счет однократ5

55 ного сокращения коэффициента деления с

10 до 7, В правой части фиг.2 (после разрыва) показана точная коррекция шкалы времени в обратном направлении, вправо, В этом случае в триггер 4 знака записывается "0", Соответственно после переключения триггера 10 счетчик 9 в отличие от выше описанного варианта работает на вычитание до обнуления счетчика, Кроме того, сигнал переноса со счетчика 9 не проходит на выход, а переключение триггера 10 в "нулевое" состояние производится по R-входу импульсом переноса счетчика 9, прошедшим элементы И 15, ИЛИ I8.

Таким образом, цикл пересчета удлиняется на число дискретов, записанное в счетчик 9. Точную коррекцию можно интерпретировать и как коррекцию в младших разрядах делителя. Грубая коррекция в заявляемом устройстве осуществляется практически независимо и параллельно с точной коррекцией.

Одновременно с записью кода коррекции в счетчик 9, определяющего точную коррекцию, производится запись старших разрядов кода коррекции в счетчик 5 поправки, определяющего грубую коррекцию непосредственно в делителе 3.

Наличие сигнала переноса на выходе фазосдвигающего блока 2 обеспечивает работу делителя 3 в обычном режиме: сигнал с блока 2, проходя через элемент. ИЛИ 21, обеспечивает прямой счет (добавление) в делителе 3, выполненном как реверсивный счетчик, и запрещает счет в счетчике 5 поправки через элементы ИЛИ вЂ” НЕ 23 и И 24.

В отсутствие сигнала с блока 2 направление счета в делителе 3 определяется логическим уровнем сигнала, поступающего с триггера 4 знака на элемент И 20. Отсутствие сигнала с блока 2 снимает запрет счета с реверсивного счетчика 5 поправки. Если при этом в счетчике 5 ненулевая комбинация, то на его выходе отсутствует сигнал переноса. В отсутствие сигналов переноса на выходе блока и счетчика 5 на выходе элемента И формируется сигнал разрешения счета, поступающий непосредственно на вход разрешения счета счетчика 5 и через элемент ИЛИ 22 на вход разрешения счета в делитель 3.

Таким образом, все счетные импульсы (фиг.2м) могут использоваться для грубой коррекции устройства, При обнулении (работа B режиме вычитания) счетчика 5 на его выходе появляется сигнал переноса, снимающий сигнал разрешения счета с выхода элемента И 24, чем и завершается грубая коррекция.

1774307

Эффективность заявляемого устройства можно определить путем сравнения времени, затрачиваемого на коррекцию шкалы времени на одну и ту же величину устройством-прототипом и заявляемым устройст- 5 вом. Пусть эта величина

A t - Кфсб Кд . Т, где Кфсб — коэффициент деления, реализуе- 10 мый фазосдвигающим блоком;

Кд — коэффициент деления делителя;

Т вЂ” минимальный дискрет коррекции, равный периоду генератора 1.

В этих условиях можно записать 15 шпрот Кфсб КдТ (Кфсб + 1).

Поскольку в заявляемом устройстве, процесс точной и грубой коррекции осуще- 20 ствляется параллельно и независимо, то время коррекции для него будет определяться максимальной из двух величин

1точн.заяа И тгруб.заяе

25 тточн.заяе 2 Кфсб Т:

1груб заяа фсб

Так как обычно Кд» Кфсб, то можно

ПРИНЯТЬ ааааа = отруб.заяе И ОПРЕДЕЛИТЬ ОТНОшение

Сп от

Р впаяв сб К Т К сб 1 К сб

Кф,б К, Т

=(Кфсб + 1)(Кфсб — 1) =(Кфсб 1)

Приведенные расчеты доказывают эффективность заявляемого устройства по сравнению с устройством-прототипом.

Формула изобретения

Устройство коррекции шкалы времени, содержащее генератор импульсов, фаэосд-. вигающий блок, делитель и триггер знака, прямой выход которого соединен с первым управляющим входом фазосдвигающего блока, выход генератора импульсов соединен с тактовым входом фазосдвигающего блока, а выход делителя соединен с выходом устройства, о т л и ч а ю щ ее с я тем, что, с целью сокращения времени коррекции, в устройство введены счетчик поправки, блок управления делителем, блок управления счетчика поправки, выход генератора импульсов соединен со счетными входами делителя и счетчика поправки, информационная магистраль кода коррекции соединена с информационными входами фазосдвигающего блока и счетчика поправки, вход знака поправки соединен с 0-еходом триггера знака. командный вход устройства подключен к счетному входу триггера знака, входу записи фазосдвигающего блока и счетчика поправки, первому входу блока управления счетчиком поправки, выход фазосдвигающего блока подключен к второму входу блока управления счетчиком поправки и входу переноса блока управления делителем, прямой выход триггера знака дополнительно соединен с входом знака поправки блока управления делителем, инверсный выход триггера знака соединен с вторым управляющим входом фазосдвигающего блока, выход счетчика поправки подключен к третьему входу блока управления счетчиком поправки, выход которого соединен с входом разрешения счета счетчика поправки и с управляющим входом блока управления делителем, выходы направления счета и разрешения счета блока управления делителем соединены с соответствующими входами делителя, фазосдвигающий блок содержит счетчик прямого счета, реверсивный счетчик, J К-триггер, три двухвходовых и два трехвходовых и два трехвходовых элемента И, два элемента

ИЛИ, элемент НЕ, счетный вход фазосдвигающего блока соединен со счетными входами реверсивного счетчика и счетчика прямого счета и с тактовым входом JKтриггера, информационный вход блока соединен с информационным входом реверсивного счетчика, первый управляющий вход фазосдвигающего блока подключен к входу направления счета реверсивного счетчика и к первому входу первого трехвходового элемента И, второй управляющий вход фазосдвигающего блока соединен с первым входом второго трехвходового элемента И, вход записи фазосдвигающего блока соединен с входом записи реверсивного счетчика и первым входом первого элемента

ИЛИ, выход счетчика прямого счета соединен с первыми входами первого и второго двухвходовых элементов И, выход переноса реверсивного счетчика подключен к вторым входам трехвходовых элементов И, к входу

JK-триггера и через элемент НЕ к второму входу первого и первому входу третьего двухвходовых элементов И, прямой выход

JK-триггера соединен с третьими входами трехвходовых и вторым входом третьего двухвходового элемента И, инверсный вы1774307

12 IlulllllLIllliØØØØøÿ

Г Ляb

0 Си

Составитель О, Скворцов

Техред М.Моргентал Корректор С, Пекарь

Ре,цактор С. Кулакова

Заказ 3926 Тира>к Подписное

БНИИПИ Государственного комитета flo изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 ход J К-триггера соединен с вторым входом второго двухвходового элемента И и входом разрешения счета счетчика прямого счета, выход первого двухвходового элемента И соединен с J-входом триггера, выход треть- 5 его двухвходового элемента И соединен с входом разрешения счета реверсивного счетчика, выходы первого трехвходового и второго двухвходового элементов И через второй элемент ИЛИ подключены к выходу 10 фазосдвигающего блока, выход второго трехвходового элемента И через первый элемент ИЛИ соединен с В-входом JK-триггера, блок управления делителем содержит второй элемент НЕ, дополнительный эле- 15 мент И и третий и четвертый элементы

ИЛИ, вход переноса блока управления делителем соединен с первыми входами третьего и четвертого элементов ИЛИ и через второй элемент HE — с первым вхо- 20 ,цом дополнительного элемента И, вход знака поправки блока управления делителем соединен с вторым входом дополнительногр элемента И, выход которого подключен к второму входу третьего элемента ИЛИ, управляющий вход блока управления делителем подключен к второму входу четвертого элемента ИЛИ, выходы третьего и четвертого элементов ИЛИ соединены соответственно с входами направления счета и разрешения счета блока управления делителем, а блок управления счетчиком поправки состоит из элемента ИЛИ вЂ” НЕ, вспомогательного элемента И и третьего элемента Н Е, первый и второй входы блока управления счетчиком через элементы

ИЛИ вЂ” НЕ подключены к первому входу вспомогательного элемента И, а третий вход блока управления счетчиком поправки через третий элемент НЕ соединен с вторым входом вспомогательного элемента И, выход которого соединен с выходом блока.