Устройство для сверки шкал времени

, (51 ГОСУДАРСТВЕКНЫИ КО ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕН ТЕТ СССРИ ОТКРЫТИЙ ИИ а ДЮ:ЪАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ .НОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ П АВТОРС с эобретение относит е. Цель изобретени чности сличения шк Сд(71) Харьковский институт радиоэлектроники им. акад. М.К,Янгеля(53) 529.781:621.396,946(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР В 559214, кл, С 04 С 11/02, 197.Исследование метеорного радиокана ла на трассах системы ГСВЧ СССР с целью осуществления высокоточного сличения эталонных хранителей времени и частоты, создания аппаратуры радиометеорных линий внешних сличений. (Отчет о НИР)/ВНТИЦ.1( ГР 77073159; Инв. У 0282.2.046174. Харьков: ХИРЭ,. 1981. с, 14,(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СВЕРКИ ШКАЛ ВРЕМЕНИ(57) И ся к радиотехник я - повышение то ал разнесенных хранителей времени. Устр-во со"держит хранитель 1 времени, приемник2, переключатель 3, дискриминатор 4,коммутатор 5 сигналов, синхрогенератор 6, генератор 7 радиоимпульсов,усилитель 8 мощности, коммутатор 9,антенну 10, измеритель 11 интерваловвремени и запоминающее устр-во 12.Введение новых элементов и образование новых связей между элементамиустр-ва позволяет достичь цели изобретения путем дополнительной синхронизации огибающей и фазы высокочастотного заполнения формируемых радиосигналов с метками времени сличаемыххранителей и исключения значения задержки дискриминатора из результатовизмерения аппаратурных задержек цепей передатчика и приемника за счетдополнительного измерения величинызадержки в дискриминаторе сигнала,огибающая и фаза высокочастотного заполнения которого когерентны шкалевремени хранителя 2 з.п. ф-лы, 9 ил.1385118 ю афыаии Составитель И.Хаустовктор Л.Пчолинская Техред И.Ходанич Корректор С.Ч каз 1413/ 3 Т исно оизводственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул, Проектная,ВНИИПИ Государственн по делам изобретен 035, Москва, Ж, РИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при сличении шкал разнесенных часов, атакже в радиадальнометрии и радиана вигации.Цель изобретения - повышение точности сличения шкал разнесенных хранителей времени путем дополнительной синхронизации огибающей и фазы высо кочастотного заполнения формируемых радиосивналов с м 1 зтками времени сличаемых хранителей и исключения значения задержки дискриминатора из результатов измерения аппаратурных за держек цепей передатчика и приемника эа счет дополнительного измерения ве личины задержки в дискриминаторе сиг. нала, огибающая и Фаза высокочастотного заполнения которого когерентны 20 шкале времени хранителя.На фиг.1 показана Функциональная схема устройства; на фиг,2 - схема коммутатора сигналов; на фиг,3 - прохождение сигнала при измерении величины задержек дискриминатора (режим, предшествующий режимам измерения усилителя мощности (передатчика), излучения и приема сигнала); на фиг,4 прохождение сигналов при измерении и 30компенсации величины задержки усили- теля мощности (передающего устройства) в процессе излучения сигнала (в режиме передачи); на фиг.5 - прохождение принимаемых сигналов (в режиме приема); на Фиг.б - прохождение сигналов при измерении величины суммарной задержки приемника и дискриминатора (режим, последующий непосредственно за режимом приема); на фиг.7 - 40 схема антенного коммутатора; на Фиг.8 - схема синхрогенератора; на Фиг.9 - схема (одна из возможных реализаций) дискриминатора,Устройство для сверки шкал време ни содержит хранитель времени (в прототипе - эталонный генератор) 1, приемник 2, переключатель 3, дискриминатор 4, коммутатор 5 сигналов, синхРогенератар 6, генератор 7 (В прото типе - Формирователь) радиоимпульсов, усилитель 8 мощности, антенный коммутатор 9, антенну 10, измеритель 11 интервалов времени, запоминающее устройство 12 и устройство 13 вывода даннь 1 х 13, причем выходи хранителя времени 1 соединены с входами синхрогенератора 6, выходы синхрогенератора 6 соединены с управляющими входами генератора 7 радиоимпульсов, измерителя 11 интервалов времени, усилителя 8 мощности, запоминающего,устройства 12, устройства 13 вывода данных, антенного коммутатора 9 икоммутатора 5 сигналов, выходы измерителя 11 интервалов времени соединены с входами запоминающего устройства 12, его выходы соединены с входами устройства 13 вывода данных, сигнальный вход усилителя 8 мощности соединен с первым сигнальным выходом коммутатора сигналов 5, выход генератора импульсов 7 соединен с первым сигнальньп 4 входом коммутатора сигналов 5, второй его сигнальньш выход соединен с входом приемника 2, выход усилителя мощности соединен с входом антенного коммутатора 9, одна из клемм которого соединена с антенной 10, а сигнальный его выход соединен с вторым сигнальным входом коммутатора 5 сигналов, выход дискриминатора 4 соединен с входом измерителя 11 интервалов времени, причем выход приемника 2 соединен с вторым входом введенного в устройство переключателя 3, управляющий Вход переключателя 3 соединен с выходом синхрогенератора б, третий сигнальный выход коммутатора 5 сигналов соединен с первым входом переключателя 3, выход переключателя 3 соединен с входом дискриминатора 4, синхронизирующий вход генератора 7 радиоимпульсов соединен с выходом эталонной частоты хранителя 1 времени, выходы запоминающего устройства 12 соединены с входами установки генератора радио- импульсов 7, а выход измерительного сигнала антенного коммутатора 9 соединен с входом измерительного сигнала коммутатора сигналов.Схема коммутатора 5 сигналов включает совокупность переключателей 14 - 16, фидеры, соединяющие выходы 17 и 18 антенного коммутатора 9 с входами коммутатора 5 сигналов, и клеммы 19 - 27 контактов переключателей 14 - 6, причем клемма 19 соединена с клеммой1 23 и с генератором 7 радиоимпульсов, клемма 24 - с клеммой 26, клемма 20 - с переключателем 3, клемма 25 - с приемником 2, клемма 22 - с усилителем 8 мощности, клемма 21 - с выходом 17 антенного коммутатора 9, клем- ма 27 - с выходом 18 антенного коммутатора 9. Управление состояниямипереключателей 14 - 16 осуществляется под воздействием управляющих сигналов, поступающих по шинам управления с выхода синхрогенератора 6.На фиг,З выход переключателя 3 соединен с входом дискриминатора 4, выход дискриминатора 4 - с измерителем 11 интервалов времени, выходы которого соединены с входами запоминаю щего устройства 12, выходами соединенного с входами генератора 7 радио- импульсов выход которого соединен с коммутатором 5 сигналов, выходом соединенного с входом переключателя 3, 5 выходы хранителя 1 времени соединены с синхрогенератором 6 и генератором 7 радиоимпульсов.На фиг.4 выход переключателя 3 соединен с входом дискриминатора 4, выход которого соединен с измерителем 11 интервалов времени, выходами соединенного с входами запоминающего устройства 12, выходы которого соединены с входами генератора 7 радиоим пульсов, выходом соединенного с коммутатором 5 сигналов, один выход которого соединен с переключателем 3, а другой - с усилителем 8 мощности,. выход которого соединен с антенным коммутатором 9, выход которого (17) соединен с коммутатором 5 сигналов, другой выход антенного коммутатора 9 соединен с антенной 10, выходы хранителя 1 времени соединены с синхрогенератором 6 и генератором 7 радио- импульсов.На фиг.5 антенна. 10 соединена с антенным коммутатором 9, выход которого соединен с входом коммутатора 5 40 сигналов, выходом соединенного с входом приемника 2, выход приемника .2 соединен с входом переключателя 3, выход переключателя 3 - с входом дискриминатора 4, выход дискриминатора 4 - с входом измерителя 11 интервалов времени, выходы которого соединены с входами запоминающего устройства 12, выходами соединенного с входами устройства вывода данных 13, выходы хранителя 1 времени соединены с входами синхрогенератора.На фиг.б выходы хранителя 1 времени соединены с входами синхрогенератора 6 и входом генератора 7 радиоим" пульсов, выходом соединенного с вхо-.55 дом коммутатора 5 сигналов, выход которого соединен с входом приемника 2, выход приемника 2 соединен с входом переключателя 3, выход которогосоединен с входом дискриминатора 4, выход которого соединен с входом измерителя 11 интервалов времени, выходами соединенного с входами запоминающего устройства 12, выходы которого соединены с входами устройства 13 вывода данных.Антенный коммутатор 9 содержит аттенюатор 28, управляемые переключатели 29 и 30, клеммы 31-36 контактов переключателей 29 и 30 и фндеры, соединяющие выходы 17 и 18 антенного коммутатора 9 с входами коммутатора 5 сигналов, причем клемма 35 соединена с антенной 10, клемма 30 - с выходом 18, клемма Зб - с клеклой 33, клемма 32 - с аттенюатором 28, выход которого представляет собой выход 17 антенного коммутатора 9, клемма 31 - с усилителем 8 мощности.Синхрогенератор 6 содержит счетчик адреса (СА) 37, постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) 38, дешифраторы 39 (ДШ - ДШБ) (по числу требуемых управляющих сигналов, синтезатор 40 сетки частот и интервалов времени (ССЧ) 40 и дешифратор 41 импульсов "Стоп" (ДШ импульсов "Стоп" ) 41, причем хранитель 1 времени соединен с входами СА 37 и ССЧ 40, выходы СА соединены с входами ПЗУ, выходы которого соединены с входами ДШ 1 - ДШН 39 и ДШ 41 импульсов . "Стоп", их выходы и выходы ССЧ 40 являются выходами сигналов управления и синхронизации синхрогенератора 6.Дискриминатор 4 может содержать согласованный фильтр 42, детектор 43 огибающий, радиочастотную линию 44 задержки, амплитудный дискриминатор 45, генератор 46 строб-импульса, формирующее устройство 47 и выход 48 дискриминатора, причем выход согласованного фильтра 42 соединен с входами детектора 43 огибающей и радиочастотной линии 44 задержки, выход детектора 43 огибающей соединенс входом амплитудного дискриминатора 45, выход которого соединен с входомгенератора 46 строб-импульсов, первый выход которого. соединен со стробирующим входом формирующего устройства 47, а второй выход являетсявыходом 48 дискриминатора временногоположения огибающей сигнала, выходрадиочастотной линии задержки 44 сое 1385118динен с сигнальным входом формирующего устройства 47, выход которогоявляется выходом 48 дискриминатора4 временного положения точки перехо 5да через нуль Фазы высокочастотногозаполнения сигнала,Усилитель 8 мощности представляетсобой радиопередающее устройство метрового диапазона, При изменении либо 1 Орежимов его работы, либо параметровсигналов необходимо осуществлятьизменение значений аппаратурных параметров (напряжений смещения, полосыпропускания и т.д.), т.е производить автоматическую настройку передатчика. Эти функции выполняют встроенные в передатчик системы управления, блокировки и синхронизации (УБС)и автоматической настройки, управляемые в устройстве сигналами синхрогенератора 6. В данном устройстве функции определения временного положениясигнала на выходе передатчика (уси лителя 8 мощности) возложены на дискриминатор 4, который подключаетсяв требуемые моменты времени либо квыходу усилителя 8 мощности для измерения временного положения задержанного в нем сигнала, либо к выходуприемника 2 для измерения временного положения сигналов, принятых откорреспондента и при измерении величины задержки в приемнике. Посколькуотсчетные значения формируемых радиосигналов (на выходе генератора 7 ра 35диоимпульсов) синхронизированы с известными моментами времени шкалы времени хранителя 1 времени, то временное положение синхронизированных таким образом радиосигналов можно считать известным с высокой точностью,что позволяет, измерив сначала величину задержки в дискриминаторе(фиг.3)путем подачи на его вход радиосигнала с известным временным положениеммгновенных значений и получив результат измерения задержки в дискриминаторе 4, запомнить ее величину дляпоследующих шагов измерения задержектактов приемника и передатчика.Алгоритм работы устройства в различных режимах следующий.Перед проведением сеанса сличенияавтоматически (по шкалам синхрогенератора 6) проводится калибровка (измерение) величины задержки в дискриминаторе 4. Для этого радиосигнал,временное положение которого (начало отсчета задержек дискриминатора) известно, поступает с выхода генератора 7 радиоимпульсов через коммутатор 5 сигналов и переключатель 3 на вход дискриминатора 4. Задержка дискриминатора определяется как показания реверсивного измерителя 11 интервалов времени между моментами старта (по сигналам синхрогенератора 6) и остановки (по выходному импульсу дискриминатора 4). Коммутатор 5 сигналов и переключатель 3 подготавливаются к этому режиму заранее по управляющим сигналам синхрогенератора 6. Алгоритм вемерения задержки дискриминатора 4 состоит из операций." формирование синхрогенератором сигналов управления состояниями блоков схемы (в частности, коммутатора, переключателей) и запуск генератора 7 радио. импульсов. Радиосигнал проходит че-рез коммутатор 5 сигналов, переключатель 3 и дискриминатор 4 и его временное положение, измеренное реверсивным измерителем 11 интервалов времени, запоминается в виде цифрового кода в запоминающем устройстве12, Во время формирования радиосигналов генератор 7 радиоимпульсов запускается по сигналам синхрогенератора 6 и синхронизируется сигналамихранителя 1 времени (это происходит и в остальных режимах генерации радиосигнала).Работа устройства в различных ре жимах обеспечивается изменением путей прохождения сигналов в соответствии с функционированием синхрогенератора 6, включением в работу соответствующих блоков и изменением начальной фазы и временного положения огибающей генерируемых радиоимпульсов под воздействием сигналов запоминающего устройства на генератор радиоимпульсов через его установочные входы.На фиг.4 показан путь прохождения сигналов в режиме измерения и компенсации величины задержки усилителямощности 8 (передающего устройства) в процессе излучения сигнала (в режиме передачи),По сигналам синхрогенератора 6генератор 7 радиоимпульсов формируеттестовый сигнал, колебания которогокогерентны шкале времени хранителя 1 времени (в силу синхронизации генератора 7 сигналами хранителя), Форма38511радиосигнала согласована с передаточной характеристикой согласованногофильтра 31,Состояние коммутатора 5 сигналови антенного коммутатора 9 в этом режиме соответствует прохождению сигнала по цепи: генератор 7 радиоимпульсов (фиг.4), коммутатор 5 сигналов,усилитель 8 мощности, антенный комму татор 9, вход 17 коммутатора сигналов 5, соединенные клеммы 20 и 21переключателя 14 (управляемого синхрогенератором 6), первый вход переключателя 3, дискриминатор 4, реверсивный измеритель 11 интервалов времени, запоминающее устройство 12 игенератор 7 радиоимпульсов.С выхода запоминающего устройства12 в этом случае на входы установкигенератора 7 радиоимпульса поступаеткод величины суммы задержек радиосигнала в усилителе 8 мощности и антен-.ном коммутаторе 9 для коррекции начального сдвига сигнала при формиро-, 25ванин его в режиме передачи на величину, равную по модулю и противоположную по знаку измеренному значениюсуммы задержек усилителя мощности иантенного коммутатора 9. Задержкадискриминатора 4 измерена ранее , еевеличина в результат измерения невходит. Таким образом, сдвигая вовремени момент начала формированияогибающей и фазы заполнения радиоимпульса на выходе генератора 7, путемуправления его состоянием в зависимости от измеренных задержек осуществляют стабилизацию момента излучениясигнала корреспонденту антенной 10относительно шкалы времени местногохранителя 1 времени.Коммутатор 5 сигналов (фиг.2) работает следующим образом,Переключатели 14 - 16 осуществляют(в зависимости от режима работы устройства, определяемого значениями управляющих напряжений синхрогенератора 6) коммутацию вь 1 хода генератора 7радиоимпульсов (соединенного с клеммами 22 и 26 переключателей 17 и 18)с переключателем 3, приемником 2 ли-.бо усилителем 8 мощности. Кроме того,коммутатор 5 сигналов подключает вы-.ход 17 антенного коммутатора к входампереключателя 3 (клемма 20, при изме ренин задержки передатчика и антенного коммутатора) а также выхода 18коммутатора 9 к приемнику 2 (в режи 8 8ме приема сигналов) и выход генератора радиоимпульсов к входу приемника 2 в режиме измерения его задержки.В режиме приема (фиг.5) сигнал, принятый от корреспондента, от антенны 10 через антенный коммутатор 9, переключатель 16 коммутатора 5 сигналов (его замкнутые контакты 26 и 27) поступает на вход приемника 2, а затем - через переключатель на вход дискриминатора 4 и вход реверсивного измерителя 11 интервалов времени, после чего результат измерения запоминается в запоминающем устройстве 12 и при необходимости выводится через устройство 13 вывода данных.Непосредственно после режима приема сигналов корреспондента (либо в процессе приема, например, между импульсами кодовых посылок корреспондента) осуществляется измерение величины задержки приемного устройства 2 путем подачи на его вход сигнала с известным временным положением (с выхода генератора 7). Из результата измерения величины суммы задержек приемника 2 и дискриминатора 4 в этом режиме вычитывается измеренная ранее величина задержки дискриминатора 4, и результирующая величина, равная задержке приемника 2, вычитается из величины Т. Сигнал в этом режиме проходит (фиг.6) от генератора 7 радиоимпульсов, управляемого синхрогенератором 6, через коммутатор сигналов 5, приемник 2, переключатель 3 и дискриминатор 4. Величина суммарной задержки приемника и дискриминатора измеряется измерителем 11 интервалов времени, запоминается в запоминающем устройстве 12 и при необходимости выводится устройством 13 вывода данных, которое, в частности, может быть сопряжено с ЗВМ.Антенный коммутатор 9 (фиг.7) представляет собой коммутатор радиочастотных сигналов повышенной мощности и содержит управляемые переключатели 29 и 30, а также аттенюатор 28, предназначенный для согласования выхода. усилителя мощности и ослабления его выходного сигнала в режиме измерения задержки в усилителе 8 мощности, В зависимости от положения переключателей 29 и 30 усилитель мощности может быть подключен либо к антенне 10 (через клеммы 31, 33,36 и 35), либо (через аттенюатор(через клеммы 34 и.35) к коммутатору сигналов 5, и через клеммы 27 и 25 его переключателя 6 к входу приемника 2.Работой устройства управляет синхрогенератор 6 (фиг.8), представляющий собой программируемый автомат, который по сигналам хранителя времени (а при необходимости по сигналам оператора) вырабатывает последовательность сигналов в виде потенциалов и кодовых последовательностей импульсов, Обобщенная структура син 10 15 хронизатора 6 содержит постоянное запоминающее, устройство 48, счетчик 37адреса и дешифраторы (по числу требуемых управляющих сигналов), В схемусинхрогенератора входит также синтезатор 40 сетки частот и интерваловвремени и дешифраторы 41 импульсов"Стоп, управляющие работой счетчика 20 25 37 адреса. Синхрогенератор запускается секундными сигналами "Старт, поступающими от хранителя времени (либо от оператора). При отработке перебора всех номеров адресов постоянногозапоминающего устройства 48 счетчиком 37 адреса, на выходе дешифраторов 39 и 41 появляются необходимыедля реализации алгоритма работы уст 30 ройства сигналы. Синтезатор 40 сетки частот и интервалов времени осуществляет генерирование тактовых сигналов для управления работой реверсивного измерителя интервалов времени 1 и запоминающего устройства 12.Дискриминатор 4 содержит согласо 35 40 бающей и амплитудный дискриминатор45, Эти узлы обеспечивают определение временного положения огибающейотклика согласованного фильтра, Радиочастотная линия 44 задержки, формирующее устройство 47 и генератор46 стробирующего импульса обеспечивают высокоточный алгоритм измерениявременного положения фазы высокочас 45 50 тотного заполнения радиосигнала. При этом радиочастотная линия задержкиобеспечивает стробирование первогонулевого перехода фазы высокочастот 55 ного заполнения после фиксации характерной точки (максимума) огибающей,что повьппает точность сличения, Веливанный фильтр 42 (с комплекснъм коэффициентом передачи), детектор 43 огичина задержки линии 44 должна компенсировать задержку сигнала в узлах43.45 и 46.Формула изобретения 1. Устройство для сверки шкал времени, содержащее хранитель времени, приемник, дискриминатор, коммутатор сигналов, синхрогенератор, генератор радиоимпульсов, усилитель мощности, антенный коммутатор, антенну, измеритель интервалов времени, запоминающее устройство и устройство вывода данных, при этом выходы хранителя времени соединены с входами синхрогенератора, выходы которого подключены к управляющим входам генератора радиоимпульсов, иэмерителя интервалов времени, усилителя мощности, запоминающего устройства, устройства вывода данных, антенного коммутатора и коммутатора сигналов, выходы измерителя интервалов времени соединены с входами запоминающего устройства, выходы которого подключены к входам устройства вывода данных, сигнальный вход усилителя мощности соединен с первым сигнальным выходом коммутатора сигналов, выход генератора радиосигналов подключен к первому сигнальному входу коммутатора сигналов, второй сигнальный выход которого соединен с входом приемника, выход усилителя мощности подключен к входу антенного коммутатора, одна из клемм которого подключена к антенне, а сигнальный его выход соединен с вторым сигнальным входом коммутатора сигналов, выход дискриминатора подключен к входу измерителя интервалов времени, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности сличения шкал разнесенных хранителей времени, в него введен переключатель, управляющий вход которого соединен с выходом синхрогенератора, третий сигнальный выход коммутатора сигналов подключен к первому входу переключателя, вторым входом соединенного с выходом приемника, а выходом - с входом дискриминатора, причем синхронизирующий вход генератора радио- импульсов подключен. к выходу эталонной частоты хранителя времени, выходы запоминающего устройства соединены с входами установки генератора радиоимпульсов, а выход измерительф ного сигнала антенного коммутатора12 1385118 К ариемнокуг ДК 9 ис подключен к входу измерительного сигнала коммутатора сигналов.2. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что синхрогенератор содержит счетчик адреса, постоянное запоминающее устройство. Н дешифраторов, синтезатор сетки частот и интервалов времени и дешифратор импульсов "Стоп", причем входы О синхрогенератора объединены с входа ми синтезатора сетки частот и интервалов времени и входами счетчика адреса, выходы которого через постоянное запоминающее устройство подключены к входам всех дешифраторов, а выходы дешифраторов и синтезатора сетки частот и интервалов времени объединены с выходами сигналов управления и синхронизации синхрогенера тора. 3. Устройство по п,1, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что дискриминатор содержит последовательно соединенные согласованный фильтр, детектор огибающей, амплитудный дискриминатор, генератор стробирующего импульса и формирующее устройство, к сигнальному входу которого через радиочастотную линию задержки подключен выход согласованного фильтра, причем второй выход генератора стробирующего импульса объединен с выходом дискриминатора временного положения огибающей сигнала, а выход формирующего устройства объединен с выходом дискриминатора временного положения точки перехода через нуль фазы высокочастотного заполнения сигнала.