Устройство групповой тактовой синхронизации (его варианты)

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН 11% 1111 Зс 59 Н 04 1, 7/02 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ 1 ОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ(56) 1. Мартынов Е.М. Синхронизацияв системах передачи дискретных сообщений. М "Связь", 1972, с.532. Авторское свидетельство СССРВ 646453, кл. Н 04 Ь 7/02, 1977 (прототип),(54) УСТРОЙСТВО ГРУППОВОЙ ТАКТОВОЙСИНХРОНИЗАЦИИ (ЕГО ВАРИАНТЫ).(57). 1.Устройство групповой тактовойсинхронизации, соцержащее коммутатор,входы которого являются информационными входами устройства, генератортактовых импульсов, фазовый дискримиЙатор и счетчик кода времени, к вхбдугкоторого подключен первый выход генератора тактовых импульсов,о т л и ч а ющ е е с я тем, что, с целью сокращения времени вхождения в синхронизм,введены последовательно соединенныесумматор кода времени, блок памяФии регистр, а также датчик констант,счетчик адреса, элемент НЕ и последовательно соединенные блок сдвига,полусумматор и элемент И, выход, которого подключен к входу записи блокапамяти, второй выход элемента И объединен с входом записи блока сдвига иявляется входом записи устройства,приэтом второй выход генератора тактовыхимпульсов. подключен к входам счетчика адреса и элемента НЕ, выход которого подключен к тактовым входам бло-.ка сдвига и регистра,а выход счетчикаадреса подключен к адресным входам коммутатора, блока памяти и блока сдвига, к информационному входу которого и к информационному входу полу- сумматора подключен выход коммутатора, причем выход полусумматора подключен к тактовым входам фазового дискриминатора, к вторым входам которого подключены инверсные выходы счетчика кода времени, прямые выходы которого подключены к входам текуще 3 го кода времени сумматора кода времени к входам констант которого подключены выходы датчика констант, причем выходы фазового дискриминатора и полусумматора являются выходамиустройства,2. Устройство групповой тактовой синхронизации, содержащее коммутатор входы которого являются информационными входами устройства, генератор тактовых импульсов, фазовый дискриминатор и счетчик кода времени, к входу которого подключен первый выход генерафора тактовых импульсов, о т л и ч аю щ е е с я тем,что с целью сокращейия времени вхождения в синхронизм и повышения помехоустойчивости, введены узел устранения дроблений, последовательно соединенные сумматор кода времени, бйок памяти и регистр, а также датчик констант, элемент НЕ, счетчик адреса и последовательно соединенные блок сдвига, полусумматор и элемент И, выход которого подключен к .входу записи блока памяти, второй вход элемента И объединен с входами записи блока, сдвига и узла устранения дроблений и является входом записи устройства,при этом второй выход генератора тактовых импульсов подключен1096760 ж оставитель С.Осм ехред И,Асталош вскийК актор А.Мотыл ктор В.Синицкая каз 3842/ Подписное СССР комитет ткрытий о и 35, Раушская аб илиал г д Тираж 635 ВНИИПИ Государств по делам изобрете 113035, Москва, Ж Патент", г. Ужгород, уа. Проектная,1096760 к входам счетчика адреса и элемента НЕ, выход которого подключен ктактовым входам блока сдвига, регистра и узла устранения дроблений, а выход счетчика адреса подключен к адресным входам коммутатора, блока памяти, узла устранения дроблений иблока сдвига, к информационному входукоторого, а также к информационномувходу полусумматора подключен выходузла устранения, дроблений, к информационному входу которого подключен выход коммутатора, причем выходкоммутатора подблючен к тактовымвходам фазового дискриминатора, квторым входам которого подключеныинверсные выходы счетчика кода времеИзобретение относится к связи и может быть применено для согласования работы многоканального приемника с удаленными передатчиками,Известно .устройство групповой так-. 5 товой синхронизации, содержащее задающий генератор, промежуточный преоб разователь, первый вход которого соединен с выходом задающего генератора, второй вход - с выходом управляю щего элемента, а выход - с входом дискриминатора, другой вход которого подключен к входу устройства,.а выход - к входу управляющего элемента 11.Недостатком устройства является 13 сложность его построения, так как оно имеет индивидуальное оборудование на каждый канал (промежуточные преобразователи и управляющие элементы).Наиболее близким к предлагаемому 20 является устройство групповой тактовой синхронизации, содержащее коммутатор,входы которого являются информа" ционными входами устройства, генератор тактовых импульсов, фазовый дискрими натор и счетчик кода времени, к .входу которого подключен генератор тактовых нмпульсов 1.2).Недостатками известного устройства групповой тактовой синхронизации ЗО являются достаточно большое время вхождения в сннхронизм, так как синхро. низация осуществляется поочередно по каждому каналу, и низкая помехоусни, прямые выходы которого подключенык. входам констант которого подключены выходы датчика констант, причемвыходы фазового дискриминатора являются выходами устройства.Э, Устройство по п,2, о т л н ч аю щ е е с я тем, что узел устранения дроблений содержит щ блоков сдвига,объединенных по входам адреса и тактовым входам, причем выход каждого блокаподключен к информационному входу последующего блока сдвига и к соответствующему входу сумматора, выход которого является выходом узла устранения дроблений, информационным входомкоторого является информационный входпервого блока сдвига,тойчивость в виду того, что синхронизация в пределах сообщения присутствует только для одного канала,информация остальных каналов несинхрониэируется и соответственно будет рассогласование работы приемникас удаленным передатчиком, и следовательно, снижение помехоустойчивостипринимаемой информации,Цель изобретения - сокращениевремени вхождения в синхронизм, атакже повьппение помехоустойчивости.Указанная цель достигается тем,что в устройство групповой тактовойсинхронизации, содержащее коммутатор,входы которого являются информационными входами устройства, генератортактовых импульсов, фазовый дискриминатор и счетчик кода времени, квходу которого подключен первый выходгенератора тактовых импульсов, введены последовательно соединенныесумматор кода времени, блок памяти ирегистр, а также датчик констант,счетчик адреса, элемент НЕ и последовательно соединенные блок сдвига, полу.сумматор и элемент И, выход которогоподключен к входу записи блока памяти,второй вход элемента И объединен свходом записи блока сдвига и являетсявходом записи устройства, при этомвторой выход генератора тактовыхимпульсов подключен к входам счетчикаадреса и элемента НЕ, выход которогоЭподключен к тактовым входам блока сдвига и регистра, а выход счетчика дреса подключен к адресным входам коммутатора, блока памяти и блока сдвига, к информационному входу которого Й к . 5 информационному входу полусумматора подключен выход коммутатора, причем выход полусумматора подключен к тактовым входам фазового дискриминатора, к вторым входам которого подключены инверсные выходы счетчика кода времени, прямые выходы которого подключены к входам текущего кода времени сумматора кода времени, к входам констант которого подключены выходы датчика констант, причем выходы фазового дискриминатора и полусумматора являются выходами устройства. 1096 10 В устройство групповой тактовой синхронизации, содержащее коммутатор, входы которого являются информационными входами устройства, генератор тактовых импульсов, фазовый дискриминатор и счетчик кода времени, к входу которого подключен первый выход генератора тактовых импульсов, введены узел устранения дробпений, последовательно соединенные сумматор кода времени, блок памяти 30 и регистр, а также датчик констант, элемент НЕ, счетчик адреса и после:довательно соединенные блок сдвига, полусумматор и элемент И, выход которого подключен к входу записи блока памяти, второй вход элемента И объединен с входами записи блока сдвига и узла устранения дроблений и является входом записи устройства, при этом второй выход генератора 40 тактовых импульсов подключен к входам счетчика адреса и элемента НЕ, выход которого подключен к тактовым входам блока сдвига, регистра и узлФ устранения дроблений, а выход 45 счетчика адреса подключен к адресным, входам коммутатора, блока памяти, узла устранения дроблений и блока сдвига к информационному входу которого, а также к информационному входу 50 полусумматора подключен выход узла . устранения дроблений,к информационному входу которого-подключен выход коммутатора, причем выход коммутатора под- ф ключен к тактовым входам фазового 55 дискриминатора, к вторым входам которого подключены инверсные выходы счетчика кода времени, прямые выходы ко 760 4торого подключены к входам текущего кода времени сумматора кода времени, к входам констант которого подключены выходы датчика констант, причем выходы фазового дискриминатора являются выходами устройства,При этом узел устранения дроблений содержит в блоков сдвига, объединенных по входам адреса и тактовым входам, причем выход каждого блока подключен к информационному входу последующего блока сдвига и к соответствующему входу сумматора, выход которого является выходом узла устранения дроблений, информационным входом которого является информационный вход первого блока сдвига.На фиг. 1 представлена функциональная схема первого варианта устройства групповой тактовой синхронизации, на фиг.2 - то же, второго варианта устройства групповой тактовой синхронизации, на фиг.3 - временная диаграмма формирования сигнала "Запись" в блок памяти, на фиг,4 - временная диаграмма синхронизации многоканального приемника с удаленными передатчиками, на фиг.5 - временная диаграмма работы блока устранения дроблений импульсного сигнала в И -канальной системе.Устройство групповой тактовой синхронизации по первому варианту содержит коммутатор 1, счетчик 2 адреса, генератор 3 тактовых импульсов, счетчик 4 кода времени, сумматор 5 кода времени, блок 6 памяти, регистр 7, фазовый дискриминатор 8, датчик 9 констант, блок 10 сдвига, полусумматор 11, элемент И 12, элемент НЕ 13, блок 10 сдвига содержит элемент 14 фпамяти и триггер 15.Устройство, групповой тактовой синхронизации по второму варианту содержит коммутатор 1, счетчик 2 адреса, генератор 3 тактовых импульсов, счетчик 4 кода времени, сумматор 5 кода времени, блок 6 памяти, регистр 7 фазовый дискриминатор 8, датчик 9 фконстант, блок 10 сдвига, полусумматор 11, элемент И 12, элемент НЕ 13, блок 10 сдвига содержит элемент 14 памяти, триггер 15, узел 16 устранения дроблений 11 блоков 17 сдвига, сумматор 18, каждый блок 17 сдвига содержит элемент 19 памяти и триггер 20.Разрядность счетчика 2 адресаопределяется по формуле М= 2 ф,где 8 - количЕство информационныхканалов,- количество разрядов двоич 5ного счетчика 2 адреса,Цикл работы счетчика 4 кода времени .определяется длительностью двухбинарных посыпок (например, при ско;рости . 1200 бод она составит 1 О832 х 2=1664 мкс), так как выявлениесигнала по каждому каналу осуществляется путем сравнения значений двухкодов времени, соответствующих фронту принимаемого сигнала, 15На временной диаграмме (фиг.З) показана работа устройства при формировании сигнала "Запись" в блок 6 памяти и пространственно-временной методприема информации. 20Входная информация (фиг,5 а) повторому варианту по М каналам стробируется пространственно-временнымметодом на коммутаторе 1 в соответствии с адресным кодом, которыйпоступает циклически со счетчика 2адреса. На формирователе фронта, состоящем из блока 10 сдвига и полусумматора 11, также в соответствииа адресным кодом формируются фронты 30входных сигналов со сдвигом во времени и пространстве. По фронту сигнала со счетчика 4 кода временисчитывается текущий код времени ина сумматоре 5 кода времени к немуприбавляется константа. Полученнаяточка отсчета в двоичном коде записывается в блок 6 памяти. В следующемцикле в том же адресном коде предыдущее значение точки отсчета .считываетОся в регистр 7 и поступает на первыевходы фазового дискриминатора 8, навторые входы которого подается инверсное значение текущего кода времени.В фазовом дискриминаторе 8 осуществляется вычитание текущего кодавремени по фронту сигнала из вычисленной в предыдущем цикле точки отсчетав двоичном коде, Таким образом,в фазовом дискриминаторе 8 вычисляется рассогласование текущего и предыдущего фронтов посылки по данномуадресному коду и выявление посылкипо длительности. Устройство групповой тактовой синхронизации по первому варианту работает следующим образом. Распределение адресов на каждый канал осуществляется счетчиком 2 адреса, на вход которого поступает тактовая серия с генератора 3 тактовых импульсов, а на выходах (фиг.За,б) Формируется код адреса каждого канала, таким образом каждому значению кода соответствует подключение одного канала, а цикл повторения кода соответствует циклу обращения к данному каналу (фиг,Зд,е). Следовательно, входная информация с М каналов, поступающая на входы коммутатора 1, на выходе собирается в групповой тракт для дальнейшей обработки в соответствии с индивидуальным адресом.По индивидуальным адресам информация с выхода коммутатора 1 записывается в элемент 14 памяти блока 10 сдвига сигналом "Запись" (фиг.Зг). В следующем цикле сигналом "Считывание" (фиг.Зв) по тому же адресу предыдущая информация переписывается в триггер 15 и с его выхода подается на вход полусумматора 11, на другой вход которого поступает текущая информация с выхода коммутатора 1. Сигналом "Запись" (фиг.Зг) в том же адресе она записывается в элемент 14 памяти блока 1 О сдвига. На выходе Fолусумматора 11 будет присутствовать единичный сигнал, если на его входах предыдущая и последующая информации будут иметь различные значения (фиг.Зж), что соответствует фронту сигнала на данную временную позицию,На счетчике 4 кода времени, который является 1 -разрядным двоичным . регистром, может быть записано 8=2 отличающихся друг от друга кодов. На оси времени (фиг.4 а,.б,в,г) эти коды могут быть изображены в виде ряда из 8=2 " равномерно распределенных точек, заполняющих ось времени с определенным циклом повторения,для простоты рассмотрения принято , =4, (фиг.4 д), следовательно, каждой точке на оси времени соответствует определенное значение кода.Если по фронту сигнала к соответствующему ему коду времени прибавить константу, которая составля-, ет 3/4 длительности элементарной бинарной посылки, и результат сравнить с кодом времени, соответствующим последующему фронту, то можно опреде- лить одно- или двукратную длительность760 35 10,96принимаемой посылки (фиг.4 с - посылка однократной длительности, фиг.4 о -посылка двукратной длительности).Наличие единичного сигнала на выходе фазового дискриминатора(фиг.4 1 по 5фронту входного сигнала соответствует посылке однократной длительностиЭа нулевого сигнала - посылке двукратной длительности.. При этом константа выбирается, исходя из возможных искажений элементарной посылки (фиг.4 а,б,в,г,д,е), переднему фронту сигнала (Фиг.4 а) соответствует код времени 1000, константа на счетчике 4 кода времени 15для скорости 1,2 кГц составит 0110,заднему фронту сигнала (фиг,4 а) соответствует код времени 1010.При сложении 1000+ 2001101110 точка отсчетаполученная сумма на оси времени определяет точку, относительно которой покоду, соответствующему последующему 25 Фронту, определяется длительностьпосылки.При искажении посылки (фиг.4 а)менее 507 она будет принята, как посылка однократной длительности. Для 30этого из полученной суммы необходимовычесть код времени последующегофронта (фиг.4 д) или прибавитьего инверсное значение 1110+01011000перенос.В этоь". случае на выходе дискриминатора 8 присутствует единичный сигнал (перенос) и таким образом зафик 40сирована посыпка однократной длительности. Див посылки однократной длительности соответствуют бинарной единице.Аналогичные выкладки можно сде 45лать для сигнала (фиг.4 б) код времени переднего фронта О 00, константа 0110, код времени последующего Фронта 0101.При сложении 0100 000150+ +0110 10100001 1011 переносотсутствует.В этом случае на выходе фазовогодискриминатора присутствует нулевойсигнал по фронту входного сигнала,следовательно, принята посылка двукратной длительности, соответствующая бинарному нулю,Отсюда очевидно дальнейшее .преобразование и прием входной информацииодновременно по Й каналам с исправляющей способностью, тек как смещениефронтов сигналов менее 502 не меняетрезультата определения длительностипосылок,Датчик 9 констант формирует .константу в виде двоичного кода, вели-чина значений которого меняется только от частоты принимаемой информации(1,2-2,4 кГц). Например, входная информация поступает с частотой1,2 кГц (длительность 832 мкс), .тогдаоднократная посылка составит 476 мкс,если допустить, что она стробируется 4 раза, то длительность интервала составит 104 мкс, отсюда частота переключения счетчика 4 кода времени должна быть 614,4 кГц (длительность 104 мкс). Следовательно, интервалы кода времени составят 104 мкс,тогда интервал от кода времени 1000до интервала 0100 составит 104 мкс(фиг.4 в,г,д).Константа в данном случае выбирается 3/4 длительности посылки исоставит в двоичном коде времени0110, считая от 0000.В предлагаемом устройстве 1 рупповой тактовой синхронизации(фиг. 1,3,4) код времени и константасуммируются на сумматоре 5 кода времени, а результат записывается сигналом "Запись" с выхода элементаИ 12 в блок 6 памяти по фронту сигнала.В следующем цикле сигналом "Считывание" с выхода элемента НЕ 13 изблока 6 памяти результат переписывается в регистр 7 и суммируется нафазовом дйскриминаторе 8 с инверснымзначением текущего кода времени,соотг=ветствующего последующему фронту принимаемого сигнала. На выходе фазового дискриминатора ь при приеме посылки однократной длительности по фронтам входного сигнала присутствует единичный сигнал, а при приеме посылки двукратной длительности по фронтам входного сигнала нулевой сигнал.Устройство групповой тактовой синхронизации по второму варианту работает следующим образом (фиг.2-5).35 50 Выход сумматора 18 00011110 П р и м е р 2. При т4, сигнал сдроблением,Блок 17,1 сдвига 0110100Блок 17.2 сдвига 0011010Блок 17.3 сдвига 0001101Блок 17.е сдвига 0000110 Выход сумматора 0001110 Распределение адресов на каждый канал осуществляется счетчиком 2 адре. са, на вход которого поступает тактовая серия с генератора 3 тактов, а на выходах счетчика 2 адреса фор мируется код адреса каждого канала таким образом, что каждому значению (Фиг.5 в,в,г) временных позиций 1-го, 2-го и М-го каналов кода соответствует подключение одного канала, а цикл повторения .кода соответствует циклу обращения к данному каналу. Входная информация с й каналов, поступающая на входы коммутатора 1, на выходе собирается в групповой 15 тракт в соответствии с кодом адреса. С выхода коммутатора 1 информация по временным позициям записывается сигналом "Запись" в элемент 19 памяти блока 17.1 сдвига узла 16 устра нения дроблений.В следующем цикле информация сигналом "Считывание" переписывается в триггер 20 блока 17. 1 сдвига, а сигналом "Запись" текущая информация запишется в элемент 19 памяти блока 17,1 сдвига. При этом информация предыдущего цикла той же временной позиции запишется в элемент 19 памяти блока 17.2 сдвига с триггера 20 30 блока 17.1 сдвига и т.д. Таким образом, на выходах блоков 17.1,. 17 щ сдвига присутствуют пробы сигналов одного канала на временную позицию, которые суммируются на сумматоре 18 с прибавлением предыдущего значения пробы сигнала (фиг.2 и 5 д,е,ж, з,и,к).На выходе сумматора 18 (фиг.5 л,м, н,п,р,с), где единичные и нулевые ю импульсы для наглядности показаны раздельно по каждому каналу, дробления входного сигнала устраняются,П р и м е р 1, При щ )4, сигнал без дроблений, 45Блок 17.1 сдвига 01111000Блок 17.2 сдвига 00111100Блок 17.3 сдвига 00011110Блок 17,М сдвига 00001111 Из примера 2 видно, что дробления сигнала исключатся и на выходе сумматора 18 информация присутствует без дроблений. С выхода сумматора 18 информация непосредственно и через блок 10 сдвига поступает на входы полусумматора 11, на выходе которого будет присутствовать единичный сигнал, если на его входах предыдущая и последующая информации будут иметь различное значение на конкретную временную позицию, что соответствует фронту сигнала на данную временную позицию (фиг,5 т, у,ф).Таким образом, в предлагаемом устройстве код текущего времени суммируется с константой на сумматоре 5 кода времени, полученная сумма параллельным кодом записывается в блок 6 памяти сигналом Запись" в блок 6 памяти, который формируется на элементе И 12 по сигналу фронта и стробируется тактовой серией на запись.В следующем цикле по тому же адресу сумма кода времени плюс константа с блока 6 памяти переписывается в регистр 7 сигналом "Считывание" и поступает на входы дискриминатора 8 на другие входы которого поступает текущий код времени в инверсном коде. На выходе фазового дискриминатора 8 по Фронту сигнала при приеме посылки однократной длительности присутствует единичный сигнал, а при приеме посылки двукратной длительности - нулевой сигнал, на соответствующую временную позицию,В предлагаемых устройствах уменьшение времени вхождения в синхронизмФ достигается тем, что входная информация обрабатывается по всем каналам в пределах посылки пространственно-временным методом, тогда как в известном устройстве синхронизация осуществляется поочередно по каждому каналу. К тому же,отсутствие канальных делителей и наличие сумматоров для опре-. деления рассогласования фронтов входных сигналов относительно точки отсчета позволяют Значительно сократить время вхождения в синхронизм, так как каждый канальный делитель необходимо подстраивать под входную информацию.Также в предлагаемых устройствах за счет исключения канальных делителей на каждый канал, коммутатора импульсов коррекции и коммутатора тактовых импульсов значительно упрощаетсясхема устройства. Если считать, что канальный делитель имеет коэффициент деления 16, то на каждый канал потребуется по одной микросхеме и, следовательно, в известном устройстве их будет около 30, в соответствии с количеством каналов, а так как предлагаемые устройства рассчитаны в среднем на 64 канала, то необходимо было бы применить два однотипных устройства, аналогичных известному.В предлагаемых устройствах имеет место увеличение входных каналов по сравнению с известным. Если принять время работы по одному каналу 1,63 мкс,что вполне допустимо, топри К=6 разрядов счетчика 2 адреса однократная посылка биимпульсного сигнала длительностью 416 мкс строби руется 4 раза, а М количество входных каналов составит й = 2 ф=64 канала.Кроме того, имеется, повышение до-.стоверности, которое достигается засчет приема фронтов сигналов со смещением по длительности менее 503.Э Также возможно осуществлять прием информации на скоростях 1,2-9,6 кГц, в этом случае константа будет. иметь на каждую скорость определенное значение.