Устройство тактовой синхронизации

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИН 09) 01) Я)Н 04 Ь 702 Н 7 0 Я . РЕТ СТВУ свидетельство СС Ь 7/08, 1976.идетельство СССР 1 7/08, 1980 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССРПР ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ СВИДЕ(54) (57) УСТРОИСТВО ТАХТОВОЙ СИНХРО- НИЗАЦИИ, содержащее последовательно соединенные на входе формирователь синхроимпульса, фазовый детектор и блок защиты сигнала от дроблений, последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления и де литель частоты, выход которого под" соединен .к второму входу фазового детектора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности синхронизации и уменьшения времени вхождения в синхрониэм при большом уровне помех, в него введены последовательно соединенные блок памяти, блок временной селекции и .элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен второй выход блока временной селекции, первый и третий выходы которого подсоединены к второму и третьему входам блока управления соответст о, к четвертому входу которого ключен второй выход генератора импульсов,. первый и второй выходы которого подсоединены к пер" вому и второму входам блока памяти соответственно, к третьему входу которого подключен выход элемента ИЛИ, к четвертому, пятому и шестому входам блока памяти подключены первый, второй, третий выходы блока защиты сигнала от дроблений соответственйо, третий вход которого объединен с вторым входом блока временной селекции и подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, дополнительный выход которого подсоединен к третьему входу блока временной селекции, к четвертому входу которого подключен второй выход генератора импульсов а к пятому и шестому входам подключены четвертый и пятый выходы блока защиты сигнала от дроблений,соответственно, к четвертому входу которого Я подключен четвертый выход блока временной селекции, выход делителя частоты подсоединен к пятому входу блока защиты сигнала от дроблений, шестой и седьмой выходы которого подсоединены к третьему и четвертому входам фазового дискриминатора соответственно,дписн 4/5 Филиал ППППатентф, г. Ужгород, ул, Проектная, 4 2 Тираж 635 ИПИ Росударственног о делам изобретений 035, Москва, Ж,комитета ССС открытий ушская наб.,Изобретение относится к технике передачи дискретных сообщений и может быть использовацо для обеспеЧе" ния тактовой синхронизации приемной части аппаратуры.Известно устройство тактовой синхронизации, содержащее последовательно соединенные генератор импульсов,блок управления, делитель частоты ипоследовательно соединенные формирователь синхроимпульсов и фазовыйдискриминатор, другой вход которогосоединен с выходом делителя частоты,а также блок усреднения, выходы которого подключены к другим входамблока управления,.и дешифратор, входы которого соединены с другими выходами делителя частоты, блок защиты 10 15 сигнала от дроблений, соответствующие входы которого соединены с выходамифазового дискриминатора и дешифратора, а выхоДы - с входами блока усреднения 1,20 Однако устройство тактовой синхронизации имеет невысокую точность синхронизации и достаточно большое время фазирования, так как для повышения точности синхронизации коэффи 25 циент усреднения выбирается достаточжащее последовательно соединенные навходе формирователь синхроимпульса,фазовый детектор .и блок защиты сигнала от дроблений, последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления и делитель частоты, выход которого подсоединен к второмувходу фазового детектора, последовательно соединенные блок усреднения иблок выбора коэффициента усреднения,выходы которого подключены к другимвходам блока управления, последовательно соединенные первый счетчик иблок сравнения, к другим входам которого подключены выходы второго счетчика, к входам которого подключенывыходы блока защиты сигнала от дроблений, к дополнительному входу которого подключен первый выход дешифратора, второй выход которого подсоединен к дополнительному входу второгосчетчика, дополнительному входу блока сравнения и первому входу перво"го счетчика, к другим входам которого подключены выходы фазового дискриминатора, выходы блока сравнения подсоединены к другим входам блока выбора коэффициента усреднения, а соответствующие выходы делителя частоты подключены ко входам дешифратора 2 . 60 Однако известное устройство тактовой синхронизации имеет невысокую точность синхронизации и достаточно но большим, что приводит к увеличе.нию времени вхождения в фазу.Наиболее близким техническим реше- З 0 нием к изобретению является устройство тактовой синхронизации, содербольшое время фазирования, так какпри большом уровне помех устанавливается максимальный коэффициент усреднения корректирующих импульсов,при этом время фазирования увеличивается и уменьшается точность синхронизации.Цель изобретения - повышение точности синхронизации и уменьшениевремени вхождения в синхронизм прибольшом уровне помех,Поставленная цель достигается тем,Мто в устройство тактовой синхронирЬ.ции, содержащее последовательно соединенные на входе формирователь синхроимпульса, фазовый детектор и блок защиты сигнала от дроблений, последовательно соединенные генератор импульсов, блок управления и делитель частоты, выход которого под-. соединен ко второму входу фазового детектора, введены последовательно соединенные блок памяти, блок временной селекции и элемент ИЛИ, квторому входу которого подключен второй выход блока временной селекции, первый и третий выходы которого подсоединены к второму и третьему входамблока управления соответственно, к четвертому входу которого подключен второй выход генератора импульсов, первый и второй выходы которого подсоединены к первому и второму входамбЛЬка памяти соответственно, к третье.му входу которого подключен выходэлемента ИЛИ, к четвертому, пятомуи шестому входам блока памяти подключены первый, второй, и третий выходыблока защиты сигнала от дроблений соответственно, третий вход которого объединен с вторым входом блока временной селекции и подключен к выходу формирователя синхроимпульсов, дополнительный выход которого подсоединен к третьему входу блока временной селекции, к четвертому входу которого подключен второй выход генератора импульсов, а к пятому и шестому входам подключены четвертый и пятый выходы блока защиты сигнала от дроблений соответственно, к четвер"тому входу которого подключен четвертый выход блока временной селекции, выход делителя частоты подсоединен к пятому входу блока защиты сигнала от дооблений, шестой и седьмой выходы которого подсоединены к третьему и четвертому входам фазового дискриминатора соответственно.На фиг, 1 представлена структурно-электрическая схема устройства тактовой синхронизации на фиг. 2структурно-электрическая схема блока памяти; на фиг. 3 - структурно-электрическая схема блока защиты сигнала от дроблений; на фиг. 4 а, б - структурно-электрическая схема блока временной селекции; на фиг. 5 - структурно-электрическая схема блока управления; н а фи г. 6 - структурно-электрическая схема фазового дискриминатора.Усгройство тактовой синхронизации содержит Формирователь 1 синхроим пульсов, фазовый дискриминатор 2 блок 3 памяти, блок 4 временной селекции, элемент ИЛИ 5, блок 6 защиты сигнала от дроблений, делитель.7 частоты, блок 8 управления и генера О тор 9 импульсов.Блок 3 памяти содержит элемент ИЛИ 10, элементы И 11-13, элементы ИЛИ-НЕ 14-16, элемент И-ЙЕ 17, триггер 18, элемент И-НЕ 19, элементы И 20, 21, триггер 22, Формирователь 23 импульса, элемент И-НЕ 24, Форми" рователь 25 импульса, элемент ИЛИ-НЕ 26, триггер 27.Блок 6 защиты сигнала от дроблений содержит формирователь 28 импульса, элемент НЕ 29, элементы И-НЕ 30 и 31, элементы НЕ 32 и 33, формирователь 34 импульса, триггеры 35-38, элемент ИЛИ 39, формирователь 40 и 41 импульса.Блок временной селекции 4 содержит элемент И-НЕ 42, элемент ИЛИ-НЕ 43, элемент И-НЕ 44, в-:разрядный регистр сдвига 45, и+1-разрядный регистр 46 сдвига, линии связи 47-49, 2 п+3-разрядный регистр 50 сдвига, элемент ИЛИ 51, элементы И-НЕ 52 и 53, триггер 54, элемент И-НЕ 55, элемент И 56, элемент ИЛИ 57, триг" геры 58 и 59, элемент ИЛИ 60, эле менты И-НЕ 61-63, элементы ИЛИ-НЕ 64 и 65, 2 п+1-разрядный регистр 66 сдвига, п+1-разрядный регистр 67 сдвига, 3-разрядный регистр 68 сдвига, линия 69 связи, элемент И-НЕ 70, 40 элемент И 71, элемент И НЕ 72, элементы И 73 и 74, элемент ИЛИ 75, линии 76-82 связи, А(5) -жгут линий связи, элемент И-НЕ 83, и+1-разрядный регистр 84 сдвига, 2 п+1-разряд ный регистр 85 сдвига, элемент Й-НЕ 86, 2 п+3-разрядный регистр 87 сдвига, элементы ИЛИ 88 и 89, триггер 90, элемент И-НЕ 91, элемент И 92, элемент ИЛИ-НЕ 93, элемент И-НЕ 94, эле. мент И 95, элемент ИЛИ 96, элемент НЕ 97, элемент И-НЕ 98, элемент НЕ 99, триггер 100, А(4) -жгут линий связиеБлок управления 8 содержит элемен" ты И 101 и 102, элемент ИЛИ 103. 55Фазовый дискриминатор 2 содержит элемент И-НЕ 104, формирователь 105 импульса, элемент И-НЕ 106.Устройство актовой синхронизации работает следующим образом. 60Исходное состояние всех элементов . памяти устройства тактовой синхронизации Нулевое. Элементы И-НЕ 104, И-НЕ 106 фазового дискриминатора 2 открыты для прохождения корот ких импульсов с выходов формирователя 1 синхроимпульсов единицами, поступающими на их входы с инверсных выходов триггеров 36 и 37 блока 6 защиты сигнала от дроблений соответственно, а элементы И-НЕ 42, И-НЕ 83 блока 4 временной селекции - Единицей, поступающей с выхода элемента ИЛИ-ЙЕ 43, на входы которого поступают нули с прямых выходов триггеров 58 и 59 блока 4.В режиме отставания с выхода формирователя 1 синхроимнульсов короткий импульс, соответствующий переднему Фронту синхроимпульса, поступает через открытый элемент И-НЕ 42 блока 4 на вход 2 п+3-разрядного регистра 50 сдвига к записывается в его первом разряде, а также через открытый элемент И-НЕ 104 Фазового дискриминатора 2 поступает на информационные входы триггеров 35 и 36 блока 6 и переводит их в единичное состояние. При этоми = - .Д -Й г. 2 К В где Й,д - частота тактовых импульсовна выходе генератора импульсов 9;К - коэффициент деления делителя;В - скорость модуляции.Длина регистра сдвига 2 п+3-разряда 50 выбирается с целью учета синхроимпульсов, приходящих на вход устройства тактовой синхронизации с Фазой, искаженной на + 1, Если частота импульсов на выходе генератора импульсов 9 й = 2 К В то В фТи г.нтогда период следования тактовых импульсов на выходе делителя частоты 7, равный периоду ст,едования синхроимпульсов, передаваемых в канал связи, Т: 2 К Т т.п., и при склажности 0=2 длительность тактового импульса на выходе делителя частоты 7 Г = К"ТцТогда искажение длительности импульса на ф.1 при К = 100, а 2 : Тг, А так как смещение фазы у двух следующих друг за другом синхроимпульсов может быть в противоположных направлениях, то заданным считается период следования синхроимпульсов, отличающийся от номинального до +2. ф Единицас прямого выхода триггера 35 поступает на вход элемента И-НЕ 52 блока 4, а с прямого выхода триггера 36 через элемент ИЛИ 10 блока памяти 3 на входы элементов И-НЕ 17, И-НЕ 19, И-НЕ 24, На другие входы этих элементов И-НЕ поступают тактовые импульсы с выхода генератора 9 импульсов. Единица продвигается в нем до тех пор, пока триггер 36 находится в фединичном состоянии. Сброс триггера 36 производится им 1099403поступающим с выхода элемента ИЛИ 75,блока 4 на один иэ входов открытого элемента И-НЕ 52 и на вход элемента НЕ 97 соответственно. При этом сброс элементов памяти блока 3 непроизводится, так как с инверсного выхода триггера 100 на вход элемента И-НЕ 20 31 поступает нольф запирающий его. Единица с прямого выхода триггера 58 поступает на одиниз входов 25 лемента И 101 блока 8 управленияи .через элемент ИЛИ 5 устройства тактовой синхронизации на один из входов элемента И 11 блока 3, на другой входкоторого поступают с выхода генератора 9 импульсов тактовые импульсы,сдвинутые на относительно основныхтактовых импульсовЭтими тактовымиимпульсами производится считываниевеличины Фазы, записанной в блоке 3. З 5Одновременно на входы элемента ИЛИ 103 блока 8 управления поступают тактовые импульсы, сдвинутые друг относительно друга начерез элементыИ 101 и 102, открытые по другим входам ффединицамиф, поступающими спрямого выхода триггера 58 и инверс 40 ного выхода триггера 59 соответственно. С выхода элементаИЛИ 103 последовательность импульсов поступает на 45вход делителя частоты 7 и сдвигаетфазу тактовых импульсов на его выходе на требуемую величину в сторонуопережения, При установке в нулевое состояние последнего из записанных в блоке 3 разрядов, навыходе. элемента ИЛИ-НЕ 26 формируется импульс сброса, устанавливающийтриггеры 58, 59, 100 блока 4 в исходное состойние. Аналогично устройство тактовой синхронизации работает в режиме опережения. При этом импульс, соответствующий переднему фронту тактового импульса на выходе делителя 7 частоты, поступает на вход формирователя 105 импульса Фазового дискриминатора 2, с выхода которого импульс поступает через элемент И-НЕ 106, открытый по другому входу единицей, по пульсом, соответствующим переднемуфронту тактового имлульса, поступаю.щего с выхода делителя 7 частоты.навход Формирователя 34 импульса блока 6. Сброс элементов памяти блока3 производится по заднему фронту тактового импульса, поступающего с выхода делителя частоты 7 через элемент НЕ 29 блока 6 на вход формирователя 28 импульса сброса, с выходакоторого короткий фединичный импульс поступает на один вход элемента И-НЕ 31, на другой вход которогопоступает ффединица с инверсноговыхода триггера 100 блока 4. Триггеры 58 и 100 устанавливаются в 15единичноеф ф состояние импульсом,ступающей с инверсного выхода триггера 36, на вход триггера 37 блока 6и переводит его в единичное состояние, С инверсного выхода триггера37 триггер 38 переводится также вединичное состояние, При появлении импульса на выходе элемента ИЛИ75 триггер 59 переводится в единичное состояние. С прямого выхода это.го триггера 59 фединица поступает через элемент ИЛИ 5 устройстватактовой синхронизации на один извходов элемента И 11, а с инверсноговыхода ноль поступает на входэлемента И 102, запрещая прохождениеосновных тактовых импульсов на входэлемента ИЛИ 103, При этом тактовыеимпульсы на вход делителя частоты 7не поступают, а на выходе делителячастоты 7 фаза тактовых импульсовподстраивается в сторону отставания,Сброс триггера37 производитсякоротким импульсом, соответствующимпереднему фронту синхроимпульса,а сброс триггера 38 производится попереднему фронту тактового импульса, поступающего с выхода делителячастоты 7,Блок 4 временной селекции работаетследующим образом.Короткий импульс, соответствующий переднему фронту синхроимпульса, поступает с выхода формирователя 1 синхроимпульса через открытый элемент И-НЕ 42 на вход (2 п+3)-разрядного регистра сдвига 50 и продвига-. ется в нем тактовыми импульсами. Выходы 1-го, 2-го, 3-го разрядов (2 п+ 3)-разрядного регистра сдвига 50 подключены к входам элемента ИЛИ 51, выходы п-го, и+1-го,п+2-го разрядов ко входам элемента ИЛИ 57, выходы 2 п+1-го, 2 п+2-го, 2 п+3-го разрядов к входам элемента ИЛИ 60, При одновременном появлении импульсов на выходе 2 п+1-го разряда регистра сдвига 50 и выходе элемента ИЛИ 57, а это происходит, если на вход (2 п+3)- разрядного регистра 50 сдвига поступает с выхода формирователя 1 синхро" импульсов подряд два коротких импульса, соответствующих передним фронтам синхроимпульсов, период следования которых равен периоду следования синхроимпульсов передатчика или отличается от него на2 (заданный период следования), импульс с выхода элемента И-НЕ 63 записывается в первом разряде 2 п+1-разрядного регистра сдвига 66 и в первом разряде ю-разрядного регистра сдвига 45. При этом щ ="/ц, где 1 - длительность тактового импульса на выходе генератора 9 импульсов. При одновременном появлении импульсов на выходах 1-го, и+1" го, 2 п+1-го разрядов регистра сдви-га 66, на выходе элемента И 71 появ-ляется импульс, поступающий через элемент ИЛИ 75 на входы элементов И-НЕ 52, И-НЕ 53, на вход элемента НЕ 97. Если при появлении импульса на выходе п+1-го разряда или при одновременном появлений импульсов на выходах и+1-го, 2 п+1-го разрядов (2 п+1)-разрядного регистра сдвига 66 на инверсном выходе его 1-го разряда при" сутствует единица, импульс с выхода элемента И-НЕ 70 записывается в его 2-й разряд и циркулирует в нем до одновременного появления имульсов на выходах 1-го, и+1-го,. 2 п- го разрядов (2 п+1) -разрядного регистра 66 сдвига. 15При одновременном появлении импульсов на выходах элементов ИЛИ 51, ИЛИ 57, ИЛИ 60, а это происходит если на вход (2 п+3) -разрядного регистра 50 сдвига поступает с выхода формирователя синхроимпульсов подряд три коротких импульса с заданным периодом следования, триггер 54 устанавливается в 1 единичное состояние, и импульс с выхода элемента И-НЕ 25 44 записывается в первом разряде и+1" разрядного регистра 46 сдвигаПри одновременном появлении импульсов на выходах 1-го и и+1"го разрядов (п+1)-разрядного регистра 46 сдвига, на выходе элемента ИЛИ 75 появляется импульс. Это произойдет , если на вход (2 п+3-разрядного регистра 50 . сдвига поступает подряд шесть синхроимпульсов с заданным периодом следования. Если при появлении импульса на выходе и+1-го разряда (и+1)-разрядного регистра 46 сдвига на инверсном выходе его первого разряда присутствует единицаф, то импульс с выхода элемента И-НЕ 55 записывается во 40 2-й разряд (и+1) -разрядного регист" ра 46 сдвига, и циркулирует в нем до одновременного появления импульсов на выходах 1-го и и+1"го разрядов.С выхода щ-го разряда в-разрядного 45 регистра 45 сдвига импульс поступает на входы элементов И-НЕ 61, И-НЕ 62. Если в это время на входе эЛемента И-НЕ 62 присутствует импульс, поступающий с выхода элемента НЕ 99, а на входе элемента И-НЕ 61 присутствует фединица, то импульс с выхода в" разрядного регистра 45 сдвига записывается в первые разряды 3-разрядного регистра 68 сдвига и и+1-разрядного регистра 67 сдвига, Импульс навыходе элемента И-НЕ 98 появляетсяпри одновременном появлении импуль"сов на выходе элемента ИЛИ 89 и навыходе 2 п+1-го разряда (2 п+3) -разрядного регистра 87 сдвига, В первомразряде 2 п+3-разрядного регистра 87сдвига записываются импульсы, поступающие с.дополнительного выхода формирователя 1 синхронмпульсов и соответствующие задним фронтам синхроимпульсов. При одновременном появленииимпульсов на выходах 1-го и и+1-горазрядов и+1)-разрядного регистра67 сдвига на выходе элемента ИЛИ 75появляется импульс Если при появлении импульса на выходе и+1-го разряда (и+1) разрядного регистра 67 сдвига на инверсном выходе его 1-го разряда присутствует "единица",импульсс выхода элемента И-НЕ 72 записывается во 2-й разряд и циркулирует в нем,С выхода 3-го разряда 3-разрядногорегистра 68 сдвига импульс поступаетна вход элемента И 74, Если это время на другом его входе присутствует"единица, поступающая с выходатриггера 90, на выходе элемента ИЛИ75 появляется импульс, Единицана выходе триггера 90 появляется втом случае если на выходах элементовИЛИ 83, 89, 96 одновременно появляются импульсы, Импульс с выходаэлемента И-НЕ 98 записывается в первый разряд 2 п+1-разрядного регистра85 сдвига, а импульс с выхода элемента И-НЕ 86 в первый разряд и+1 разрядного регистра 84 сдвига.В исходное состояние триггер 54устанавливается с выхода 2-го разряда 3-разрядного регистра 68 сдвига,а также с прямых выходов триггеров58 и 59, а триггер 90 - с выхода 4 го разряда (и+1)-разрядного регистра84 сдвига, а также с прямых выходовтриггера 58 и 59,Технико-экономическая эффективность устройства тактовой синхронизации заключается в сокращении временифазврования и повышении точности синхронизации за счет подстройки фазыпо синхроимпульсам, фаза которых искажеиа на + 1, 1099403