Устройство для синхронизации воспроизведения цифровой информации

(56) Авторское свидетельство СССРМ 907580, МКИ О 11 В 27/10, 1980.Авторское свидетельство СССРМ 1377905, МКИ 0 11 В 27/10, 1988.(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СИНХРОНИЗАЦИИВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ЦИФРОВОЙ ИНФОРМАЦИИ(57) Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для синхронизации воспроизведения цифровой информации, Цель изобретения - повышение быстродействия за счет уменьшения времени вхождения в синхронизм, Сущность изобретения: устройство содержит 1 головку (1) воспроизведения, 1 усилитель (2) воспроизведения, 1 фазовый дискриминатор (3), 1 фильтр (4) нижних частот, 1 сумматор (5), 1 управляемый генератор (6), 1 преобразователь (7) периода следования импульсов в постоянное напряжение, 1 нелинейный блок (8) и 1 интегратор (9). 1 - 2 - 3 - 4 - 5 - 6 - 7 - 8 - 9 - 5, 6 - 3. Зил.Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано для синхронизации воспроизведения цифровой информации,Известно устройство для воспроизведения цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведенияя, усилитель, воспроизведения, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, выход которого подключен ко второму входу фазового дискриминатора, счетчик импульсов, счетный вход которого соединен с выходом управляемого генератора, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с управляющим входом счетчика импульсов, первый и второй триггеры, синхронизующие входы которых подключены к. выходу генератора эталонной частоты, и первый и второй интеграторы, соединенные своими входами с инверсным выходом первого триггера и прямым выходом второго триггера соответственно, а выходами - с входами сумматора /1/.Недостатком этого устройства является низкая устойчивость синхронизации, обусловленная возможностью сбоя синхронизации при частоте управляемого генератора, превышающей верхнюю границу зоны контура фазовой автоподстройки частоты (ФАПЧ).Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство для воспроизведения цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, выход которого подключен к второму входу фазового дискриминатора, первый и второй программируемые счетчики импульсов, счетные входы которых соединены с выходами управляемого генератора, генератор эталонной частоты, выход которого соединен с управляющими входами программируемых счетчиков импульсов, первый и второй триггеры, синхронизирующие входы которых соединены с выходом генератора эталонной частоты, а информационные входы - с выходами соответственно первого и второго счетчиков импульсов, первый и второй интеграторы, входы которых соединены с выходами соответственно первого и второго триггеров. а выходы - с входами сумматора /2/,Недостатком этого устройства является большое время вхождения в синхронизм, обусловленное большим временем определения знака рассогласования синхронизи 10 15 20 25 периода следования импульсов в постоянное напряжение, а выход - с входом интег 30 устройством. Вместе с остальными элементами и связями устройства она обеспечивает достижение положительного эффекта -35 40 45 50 55 руемой частоты относительно зоны устойчивого захвата и независимостью скорости вхождения в синхронизм от величины этого рассогласования,Цель изобретения - повышение быстродействия за счет уменьшения времени вхождения в синхронизм,Поставленная цель достигается тем, что в известное устройство для синхронизации воспроизведения цифровой информации,содержащее последовательно соединенные головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, фазовый дискриминатор,фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, выход которого является выходом устройства и подключен ко второму входу фазового дискриминатора, и интегратор, выход которого подключен ко второму входу сумматора, введены преобразователь периода следования импульсов в постоянное напряжение, вход которого соединен с выходом управляемого генератора, и нелинейный блок, вход которого соединен с выходом преобразователя ратора, Совокупность вновь введенных элементов и связей не является самостоятельным повышение быстродействия за счет уменьшения времени вхождения устройства в синхронизм. Поэтому предлагаемое устройство следует считать новым и удовлетворяющим критерию "существенные отличия".На фиг.1 приведена структурная схема предлагаемого устройства; на фиг.2- характеристика нелинейного блока; на фиг.3 -структурная схема нелинейного блока.Устройство для синхронизации воспроизведения цифровой информации содержит последовательно соединенные головку 1 воспроизведения, усилитель 2 воспроизведения, фазовый дискриминатор 3, фильтр 4 нижних частот, сумматор 5 и управляемый генератор 6, выход которого соединен с вторым входом дискриминатора 3, а также последовательно соединенные с выходом генератора 6 преобразователь 7 периода следования импульсов в постоянное напряжение, нелинейный блок 8 и интегратор 9, выход которого соединен с вторым входом сумматора 5.Устройство работает следующим образом.С выхода головки 1 через усилитель 2 цифровая информация посредством контура ФАПЧ, состоящего из соединенных в коль5 10 15 Ув= цо генератора 6, дискриминатора 3, фильтра 4 и сумматора 5, управляет частотой и фазовым сдвигом вырабатываемых генератором 6 импульсов.Схема, состоящая из преобразователя 7 и блока 8, осуществляет проверку соответствия частоты импульсов генератора 6 в зоне устойчивого захвата контура ФАПЧ. Преобразователь 7 формирует постоянное напряжение, уровень Ут которого пропорционален периоду следования импульсов генератора 6, Сигнал уровня Ут с выхода преобразователя 7 поступает на вход блока 8. Характеристика блока 8 (зависимость уровня У выходного напряжения отуровня У входного) имеет вид (фиг.2):О, при УУ 7 с.У 8, +К(ут ), при Ут Ун и УтУЦ где Ун и У - уровни напряжения на выходе преобразователя 7, соответствующие нижней и верхней границам частотной зоны устойчивой работы контура ФАПЧ,К - постоянный коэффициент (крутизна характеристики).Если частота генератора 6 меньше нижней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ, то формируемое преобразователем 7 напряжение превышает уровень У, на выходе блока 8 появляется сигнал положительной полярности, причем уровень этого сигнала тем больше, чем больше отклонение частоты генератора 6 от нижней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ. Сигнал с выхода блока 8 интегрируется интегратором 9, и результат интегрирования поступает на второй вход сумматора 5. В этих условиях сигнал на выходе интегратора 9 и на втором входе сумматоре 5 увеличивается, а следовательно, увеличиваются уровень сигнала на выходе сумматора 5 и частота генератора 6. Этот процесс продолжается до тех пор, пока частота генератора 6 не увеличится настолько, что контур ФАПЧ войдет в зону устойчивого захвата, уровень Ут напряжения на выходе преобразователя 7 окажется в пределах Ув - У, уровень сигнала на выходе блока 8 станет равным нулю, а напряжение на выходе интегратора 9 и втором входе сумматора 5 перестанет изменяться,Если частота генератора 6 больше верхней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ, то формируемое преобразователей 7 напряжение становится меньше уровня Ув, на выходе блока 8 появляется сигнал отрицательной полярности, причем уровень этого сигнала тем больше, чем 20 25 30 35 40 45 50 55 больше отклонение частоты генератора 6 от верхней границы зоны устойчивого захвата контура ФАПЧ. В этих условиях сигнал на выходе интегратора 9 и на втором входе сумматора 5 уменьшается, а следовательно, уменьшаются уровень сигнала на выходе сумматора 5 и частота генератора 6. Этот процесс продолжается до тех пор, пока частота генератора 6 не уменьшится настолько, что контур ФАПЧ войдет в зону устойчивого захвата, уровень Ут напряжения на выходе преобразователя 7 окажется в пределах Ув - У, уровень сигнала на выходе блока 8 станет равным нулю, а напряжение на выходе интегратора 9 и втором входе сумматора 5 перестанет изменяться.На фиг.3 приведена структурная схема нелинейного блока 8. Нелинейный блок содержит компараторы 10 и 11, элемент 12 ИЛИ, переключатель 13, блок 14 вычитания, масштабный блок 15 и источник опорных напряжений 16, Первые входы первого и второго компараторов 10 и 11 соединены с суммирующим входом блока 14 вычитания и являются входом нелинейного блока, вторые входы компараторов соединены с первым и вторым выходами источника опорных напряжений соответственно, Выходы компараторов соединены с соответствующими входами элемента 12 ИЛИ, выход которого подключен к управляющему входу переключателя 13. Вычитающий вход блока 14 соединен с третьим выходом источника опорных напряжений 16, его выход через масштабный блок 15 подключен к одному из сигнальных входов переключателя 13, другой сигнальный вход которого подключен к нулевой шине, а выход является выходом нелинейного блока.Нелинейный блок работает следующим образом.Если формируемое преобразователем 7 напряжение Ут превышает уровень У или является более низким, чем У, то на выходах компараторов 10 и 11 соответственно появляется потенциал, соответствующий логической "1", а на выходе элемента 12 ИЛИ и управляющем входе переключателя 13 появляется разрешающий потенциал, изменяющий положение переключателя 13. Из величины уровня Ут в блоке 14 вычитается уровень (У + У)/2, а их разность масштабируется в блоке 15, на выходе которого+появляется уровень К(У 7- "2 ). Если уровень Ут лежит между уровнями Ун и Ув, то есть Ув УтУн, то сигнал на управляющем входе блока 13 отсутствует, переключатель 13 находится в исходном состоянии(показанном на фиг.3) и нулевой потенциал с первого входа переключателя 13 передается на его выход. Если выполняется одно из неравенств У 7Ун или У 7Ув, то переключатель 13 изменяет положение сигналов по управляющему входу и уровень КЯУв +Ун) передается со второго входа на выход переключателя 13, В зависимости отУв+Ун соотношения уровней У 7 и 2 сигнал на выходе нелинейного блока может иметь различную величину и полярность, которые управляют через блоки 9 и 5 частотой генератора 6. Из изложенного следует, что для правильного функционирования нелинейного блока источник опорных напряжений должен формировать на первом, втором и третьем выходах напряжения сУн +Ув уровнями соответственно Ун, Ув и Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает синхронизацию воспроизведения цифровой информации, в каком бы направлении от зоны устойчивого захвата не оказалась частота генератора.В предлагаемом устройстве определение направления отклонения частоты управляемого генератора относительно зоны устойчивого захвата осуществляется с помощью преобразователя 7 и блока 8. Эта операция осуществляется значительно быстрее, чем такая же операция в устройстве- прототипе, осуществляемая с помощью генератора эталонной частоты, программируемых счетчиков импульсов и триггеров, В предлагаемом устройстве преобразователь 7 формирует напряжение, пропорциональное периоду следования импульсов генератора 6 в течение одного периода следования этих импульсов, а блок 8 является практически безынерционным элементом. В устройстве-прототипе определение наличия рассогласования частоты управляемого генератора относительно зоны устойчивого захвата осуществляется в течение одного периода генератора эталонной частоты, то есть в течение нескольких периодов управляемого генератора. Кроме того, в предлага 5 10 15 20 25 30 35 ао 45 50 емом устройстве в отличие от устройства- прототипа уровень сигнала на входе интегратора зависит от величины рассогласования частоты генератора 6 относительно зоны устойчивого захвата, при этом с ростом величины рассогласования скорость его отработки возрастает. Указанные обстоятельства обеспечивают предлагаемому устройству меньшее по сравнению с устройством-прототипом время вхождения в синхронизм.Формула изобретения 1. Устройство для синхронизации воспроизведения цифровой информации, содержащее последовательно соединенные головку воспроизведения, усилитель воспроизведения, фазовый дискриминатор, фильтр нижних частот, сумматор и управляемый генератор, выход которого подключен к второму входу фазового дискриминатора и является выходом устройства, и интегратор, выход которого соединен с вторым входом сумматора, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия зэ счет уменьшения времени вхождения в синхронизм, в него введены последовательно включенные между выходом управляемого генератора и входом интегратора преобразователь периода следования импульсов в постоянное напряжение и нелинейный блок,2, Устройство по п,1, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что нелинейный блок выполнен в виде двух компараторов, источника опорных напряжений, элемента ИЛИ, переключателя, блок вычитания и блока масштабирования, при этом первые входы двух компараторов и блока вычитания подключены к соответствующим выходам источника опорных напряжений, вторые входы соединены между собой и являются входом нелинейного блока, выходы двух компараторов соединены через элемент ИЛИ с управляющим входом переключателя, выход блока вычитания подключен через блок масштабирования к одному сигнальному входу переключателя, другой сигнальный вход которого соединен с общей шиной, а выход является выходом нелинейного блока.1764085 Составитель Ю.Сако ехред М.Моргентал ска дакт ррект Заказ 3459 Тираж . Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям 113035; Москва, Ж, Раушская наб 4/5 КНТ СС Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Уж