Устройство дискретной автоподстройки фазы тактовых импульсов

СОЮЗ СОВЕТСНИ ООИА ЛИСТ ИЧЕСНРЕСПУ БЛИН138900)4 Н 04 ЛЬСТВ юл. У 14 политехнический и Ю.С.Павлов 088.8)идетельство СССР 04 1. 7/02, 1981. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИИ ИСАНИЕ ИЗО АВТОРСНОМУ С(54) УСТРОЙСТВО ДИСКРЕТНОЙ АВТОПОДСТРОЙКИ ФАЗЫ ТАКТОВЪХ ИМПУЛЬСОВ(57) Изобретение относится к телеграфной связи и повьппает точностьфазирования путем усреднения влияниякраевых искажений на фазу тактовыхимпульсов (ТИ). Устр-во содержит задающий г-р 1, блок 2 выбора триггера (Т), Т 3 привязки, Т 4 задержки,девять эл-тов И-НЕ 5, б, 8, 9, 13,1389005 25 14, 15, 16, 21, эл-ты НЕ 7, 10, 11,блок 12 переключения импульсныхпоследовательностей, инвертор 17, делитель 18 частоты, реверсивный счетчик 19. эл-т И 31 И 20, Т 22 управления,При наличии импульсов информации навходе возможны две ситуации; ТИ отстают по фазе от значащих моментов(ЗМ) входного сигнала и ТИ опережаютих по Фазе. В 1-й ситуации появившийся ЗМ совпадает с потенциалом логич,Она выходе 2 делителя 18. Во 2-й ситуации он совпадает с потенциалом логич, 1 на этом же выходе. Выход 4 делителя 18 соединен с инверсным выходом последнего Т делителя 18 и ЗМсовпадает с потенциалами логич, 1 илогич. О на выходе 4 делителя 18 соответственно в 1-й и 2-й ситуациях.Поэтому обе ситуации различаются появлением стробов на выходах различИзобретение относится к телеграфной связи, а именно к синхронизации приемника с передатчиком, и является усовершенствованием изобретения по авт.св. В 1062878.Цель изобретения - повышение точности фазирования путем усреднения влияния краевых искажений на фазу тактовых импульсов.На чертеже представлена структурная электрическая схема устройства дискретной автоподстройки фазы тактовых импульсовУстройство содержит задающий генератор 1, блок 2 выбора триггера, триг" гер 3 привязки, триггер 4 задержки, первый и второй элементыИ-НЕ 5 и 6, первый элемент НЕ 7, третий и четвер" тый элементы И-НЕ 8 и 9, второй и третий элементы НК 10 и 11, блок,12 переключения импульсных последовательностей, пятый - восьмой элементы И-НЕ 13 - 16, инвертор 17, делитель 18 частоты, реверсивный счетчик 19, элемент И 31 И 20, девятый элемент И-НЕ 21, триггер 22 управления.Устройство работает следующим образом. ных эл-тов И-НЕ. Если ТИ отстаютпо Фазе от ЗМ, на выходах эл-тов 5и 8 присутствует логич. 1, а на выходах эл-тов 13 и 14 Формируются стробы длительностью в один период следования импульсов г-ра 1, Эти стробыформируются по принципу выделения ЗМ.Эл-т 13 формирует строб при появленииимпульса информации, а эл-т 14 в призавершении этого импульса. Эти стробыобъединяются эл-том 15 и поступаютна вход сложения счетчика 19, срабатывающего на передних Фронтах входныхимпульсов. На его вход вычитания поступает потенциал логич.О,. Формируемый эл-том 16. Появление импульсов насуммирующем выходе счетчика 19 гово"рит о том, что Фаза ТИ отстает отФазы ЗМ. Для подстройки фазы ТИ выполняется замена работающего Т в 1-йступени делителя 18. 1 ил. 2Последовательность импульсов с выхода задающего генератора 1 и ее инверСия, формируемая инвертором 17, поступают соответственно на входы 1 и 4 делителя частоты 18 и далее на связанные с ними счетные входы двух отдельных триггеров первой ступени делителя (на чертеже не показаны). Эти триггеры равноправны, в каждыймомент работает один из них, а второйостановлен в состоянии, при которомна его выходе присутствует потенциал " 1". Такая работа обеспечиваетсяза счет подачи на входы 2, 3 делителя 18 частоты сигналов управлениясоответственно с выхода 1,2 блока выбора триггера 2. На одном из этихвыходов присутствует потенциал "1",а на другом - "0". Тот триггер первойступени, на управляющем входе которого присутствует потенциал " 1", делитчастоту входного сигнала, а второй в этом время остановлен. Выходныесигналы этих триггеров объединяютсяэлементом И-НЕ и через инвертор (на чертеже не показан) подаются на вход второй ступени делителя. За счет присутствия "1" на выходе остановленноготриггера на вход второй ступени в каждый момент времени проходит выходной сигнал того триггера, который в данный момент работает.Входной сигнал поступает на вход двухразрядного регистра сдвига, входящего в состав блока 2 выбора триггера, в состав которого входят триггер 3 привязки и триггер 4 задержки,Триггер 3 привязки выполняет привязку импульсов входного сигнала к задним фронтам импульсов с выхода 1 делителя частоты. Триггер 4 задержки задерживает привязанные импульсы на величину, равную, периоду следования импульсов задающего генератора 1, т.е, моменты срабатывания триггеров блока 2 выборки триггера жестко сопряжены с номером триггера, работавшего в данный момент в первой ступени делителя 18 частоты, и, следовательно, имеется сопряжение с одним из фронтов импульсов задающего генератора 1.При смене работающего триггера,в первой ступени делителя 18 частоты моменты срабатывания триггера 3 привязки переводятся с одного Фронта этих импульсов на другой, а нри следующей смене - обратно. Смену моментов срабатывания триггера 4 задержки обеспечивает блок 12. Это необходимо, чтобы величина задержки была всегда равна одному периоду импульсов задающего генератора 1. При этом если моменты срабатывания триггера в первой ступени совпадают с передними фронтами импульсов задающего генератора 1, на вход триггера 4 задержки пропускаются импульсы непосредственно от задающего генератора 1, а если они совпадают с задними фронтами импульсов задающего генератора 1, на вход триггера 4 задержки эти импульсы поступают через инвертор 17. Смена импульсов на входе триггера 4 задержки производится только после его очередного срабатывания, что обеспечивается соединением его выходов с управляющими входами 2, 3 блока 12.При наличии импульсов информации на входе возможны две ситуации: тактовые импульсы отстают по фазе от значащих моментов входного сигнала и тактовые импульсы опережают по фазе ;значащие моменты. В первой ситуации . появившийся значащий момент совпадает с потенциалом "О" на выходе 2 делителя 18 частоты или, что то же самое,на выходе последнего триггера делителя 18 частоты,Во второй ситуации он совпадает спотенциалом "1" на этом же выходе.Учитывая, что выход 4 делителя 18частоты соединен с инверсным выходомпоследнего триггера делителя 18 частоты, значащий момент совпадает спотенциалами " 1" и "0" на выходе 4делителя 18 частоты соответственнов первой и второй ситуациях. Поэтому15 обе ситуации различаются появлениемстробов на выходах различных элементов И-НЕ,Если тактовые импульсы отстают пофазе от значащих моментов входного20 сигнала, на выходах первого и третьего элементов И-НЕ 5 и 8 постоянноприсутствует потенциал "1", а на вы"ходах пятого и шестого элементов ИНЕ 13 и 14 формируются стробы дли 25 тельностью в один период следованияимпульсов задающего генератора 1. Этистробы формируются по принципу выделения значащих моментов входного сигнала. При этом пятый элемент И-НЕ 13формирует строб при появлении импульса информации, а шестой элемент И-НЕ14 точно так же формирует строб призавершении этого импульса. Эти стробыобъединяются седьмым элементом И-НЕ315 и поступают на вход сложения ре"версивного счетчика 19, срабатывающего на передних Фронтах входных импульсов. На его вход вычитания в этовремя поступает постоянный потенциал0, Формируемый восьмым элементомИ-НЕ 16 из потенциалов " 1", поступающих с выходов первого и третьегоэлементов И-НЕ 5 и. 8.Реверсивный счетчик 19 имеет двавыхода. На суммирующем выходе а им 45пульс появляется только тогда, когдачисло импульсов, поступивших на входсложения, превысит число импульсов,поступивших на вход вычитания, навеличину, равную емкости реверсивногосчетчика 19.50.Появление импульсов на суммирующем выходе реверсивного счетчика 19говорит о том, что фаза тактовых импульсов регулярно отстает от фазы значащих моментов входного сигнала.В этом случае для подстройки Фазытактовых импульсов выполняется замена работающего триггера в первой сту 1389005пени делителя 18 частоты. Это производится .следующим образом. Импульсс выхода а реверсивного счетчика 19проходит через элемент ИЛИ 20 насчетч 5ныи вход триггера 22 управления, срабатывающего на передних Фронтах входных импульсов, Сигналы с его выходовбеспрепятственно проходят через цепиобъединения, состоящие из первого.элемента И-НЕ 5, первого элемента НЕ 7и четвертого элемента И-НЕ 9, так какна вторых входах второго и четвертогоэлементов И-НЕ б и 9 второго элемента НЕ 10 в этой ситуации постоянноприсутствует потенциал "1" за счетпотенциала "0" на выходе восьмого элемента И-НЕ 1 б.Под действием входного импульсатриггер 22 управления изменяет своесостояние и потенциалы на его выходахменяются на противоположные. Соответственно изменяются потенциалы на управляющих входах 2, 3 делителя 18частоты. Б результате этого работающий триггер в первой ступени делителя 18 частоты останавливается,а тот, который был до того останов.лен, начинает работу в этот же момент. Первое переключение его происходит спустя половину периода следования импульсов задающего генератора 1 после смены состояния триггера 22 управления и, соответственно,смены управляющих потенциалов на выходах 1, 2 блока выбора триггера 2и входах 2, 3 делителя 18 частоты,За счет этого Фаза тактовых импульсовсдвигается в сторону опережения навеличину, равную половине периодаследования импульсов задающего гене 40ратора 1.Если тактовые импульсы опережаютпо фазе значацие моменты входногосигнала, на выходе пятого и шестогоэлементов И-НЕ 13 и 14 постоянно45присутствует потенциал "1", а на выходах первого и третьего элементовИ-НЕ 5 и 8 формируются стробы длительностью в один период следованияимпульсов задающего генератора 1. 5 ОФормирование производится так же,как и в предыдущей ситуации. При этомпервый элемент И-НЕ 5 Формирует стробпри появлении импульса информации,а третий элемент И-НЕ 8 точно так же 55формирует строб при завершении этогоимпульса. Эти стробы объединяютсявосьмым элементом И"НЕ 1 б и поступают на вход включения реверсивного счетчика 19. На его вход сложения в это время поступает постоянный поте нциал 0 , Аормируемый седьмым элементом И-НЕ 1 5 иэ потенциалов " 1 " , поступающих с выходов пятого и шестого элементов И-НЕ 1 3 и 1 4 . Появление импульса на вычитающем выходе реверсивного счетчика 1 9 говорит о том , что Лаз а тактовых импульсов регулярно опережает Фа зу з нач ащих моментов входного сигнала . В этом случае для подстройки фазы тактовых импульсов заменяется р аботающий триггер в первой ступени делителя 1 8 частоты , но при этом начало работы нового триггера задерживается относительно момента остановки предыдуще го триггера на время , равное одному периоду импульсов задающего г ене рат ора 1, Смена триггера происходит так же , как и при отставании Фазы тактовых импульсов . Поэтому для понимания работы в данном случае достаточно рассмотреть , как осуществляется задержка включения нового три г г е- ра в первой ступени делителя 18 частоты, Задержка включения нового триггера достигается с помощью запрещающих стробов длительностью в один период следования импульсов задающего генератора 1. Стробы Формируются девятым элементом И-НЕ 21 из стробов опережения, поступающих с первого и третьего элементов И-НЕ 5 и 8, поэтому запрещающий строб по времени всегда совпадает с одним из стробов опережения. Формирование производится следующим ,образом. Б момент появления импульса на вычитающем выходе Ь ревЕрсивного счетчика 19 на втором входе девятого, элемента И-НЕ 21 появляется потенциал " 1", разрешающий прохождение на его выход сигнала, поступающего в это время на его первый вход, Поэтому появление импульса на выходе реверсивного счетчика 19 совпадает по времени с передним Фронтом одного из входных импульсов, в качестве которых в данном случае выступают стробы опережения, Прохождение одного из них на выход девятого элемента И-НЕ 21 приводит к тому, что на его выходе Формируется потенциал "0" на время, равное длительности строба опережения, или, что то же самое, одному периоду следования импульсов задающе7 18890го генератора 1, После окончания стро 1ба опережения на выходе девятогоэлемента И-НЕ 21 восстанавливаетсяпотенциал "1",Поступление этого сигнала на вхо 5ды обоих цепей объединения, состоящихиз второго элемента И-НЕ Ь, первогоэлемента НЕ 7, четвертого элементаИ-НЕ 9 и второго элемента НЕ 10 формирует на выходах 1. 2 блока выборатриггера 2 потенциал "О", совпадающий по времени и длительности с такимже потенциалом на выходе девятогоэлемента И-НЕ 21. Начало этого потен 15циала совпадает с моментом смены состояния триггера 22 управления, переключаемого в данном случае импульсомс вычитающего выхода реверсивногосчетчика 19, проходящим через элемент й 1 И 20, Поэтому для останавливаемого триггера в первой ступениделителя 18 частоты рассматриваемыйпотенциал подтверждает состояние остановки, заданное ему триггером 22управления. Реальное действие будетоказано только на тот триггер в первой ступени делителя 18 частоты, который дыиен начать свою работу послесмены состояния триггера управления 22,Это действие выразится в том, чтопотенциал "1",который выдан тригге"ром 22 управления на установочныйвход включаемого триггера, не проходит через цепь объединения на выход35блока 2 выбора триггера. Он появляется на выходе блока только послеокончания запрещающего строба на выходе девятого элемента И-НЕ 21. В результате этого реальная выдача разрешения начала работы для новоготриггера в первой ступени делителя18 частоты задержится относительномомента остановки другого триггера45на время, равное одному периоду следования импульсов задающего генератора 1. Первое переключение включаемого триггера в данном случае произойдет спустяполтора периода следования импульсов задающего генератора 150относительно момента остановки предыдущего триггера,За счет сочетания смены триггерав первой ступени делителя 18 частоты 55с задержкой включения нового триггерафаза тактовых импульсов сдвигаетсяв сторону отставания на величину,равную половине периода следования импульсов задающего генератора 1.Две рассмотренные ситуации соответствуют случаю отклонения фазы тактовых импульсов от фазы значащих моментов принимаемого сигнала. Сигналы, поступающие на вход реверсивного счетчика 19, являются суммой регулярной и случайной составляющих. Направление отклонения фазы создает регулярную составляющую. Случайная составляющая определяется смещением значащих моментов принимаемого сигнала под действием помехи. За счет усреднения влияния случайной состав" ляющей ослабляется и подстройка фазы тактовых импульсов производится в соответствии с направлением отклонения фазы тактовых импульсов, т.е. в соответствии с регулярной составляющей сигнала на входе реверсивного счетчика 19.При отсутствии расхождения фаз тактовых импульсов и значащих моментов принимаемого сигнала на входе реверсивного счетчика 19 присутствует только случайная составляющая сигнала. За счет ее усреднения влияние краевых искажений на фазу тактовых импульсов ослаблено в той же степени, что и при расхождении фаэ. Формула изобретенияУстройство дискретной автоподстройки фазы тактовых импульсов по авт. св. к 1062878, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повышения точности фазирования путем усреднения влияния краевых искажений на фазу тактовых импульсов, блок выбора триггера содержит последовательно соединенные триггер привязки и триггер задержки, а также первый, второй, третий, четвертый, пятый, шестой элементы И-НЕ, реверсивный счетчик, элемент И 31 И, триггер управления, седьмой, восьмой и девятый элементы И-НЕ, первый, второй и третий элементы НЕ, при этом прямой выход триггера привязки соединен с первыми входами первого и третьего элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к инверсному выходу триггера задержки, прямой выход которого соединен с перч выми входами второго и четвертого элементов И-НЕ, вторые входы которых подключены к инверсному выходу триг10 1389005 Составитель П.КурячьевРедактор М,Циткина Техред Л.0 лийнык КорректорВ,Гирняк Заказ 1586)57 Тираж 660 ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Рауаская наб., д. 4)5 Производственно-полиграФическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 гера привязки и к входу триггера задержки, выходы первого и второго элементов И-НЕ соединены через пятый элемент И-НЕ с входом сложения реверсивного счетчика, выходы третьего и5 четвертого элементов И-НЕ подключены через шестой элемент И-НЕ к входу вычитания реверсивного счетчика и первому входу седьмого элемента И-НЕ, второй вход которого соединен с первым входом элемента ИЛИ и с вычитающим выходом реверсивного счетчика, суммирующий выход которого подключен к второму входу элемента ИЛИ, выход которого соединен с тактовым входом триггера управления, выходы которого подключены к первым входам восьмого и девятого элементов И-НЕ, вторые входы которых объединены и соединены с выходом седьмого элемента И-НЕ, причем Л-вход триггера привязки подключен через третий элемент НЕ к своему К-входу и является информационным входом устройства, тактовый вход триггера задержки является первым входомблока выбора триггера, вторым входомкоторого служит тактовый вход триггера привязки, третьи входы третьегои четвертого элементов И-НЕ объединены и являются третьим входом блокавыбора триггера, четвертый вход которого подключен к объединенным третьимвходам первого и второго элементовИ-НЕ и соединен с четвертым выходомделителя частоты, выход восьмого элемента И-НЕ подключен к входу первогоэлемента НЕ, выход которого являетсяпервым выходом блока выбора триггера,вторым выходом которого является выход второго элемента НЕ, вход которого соединен с выходом девятого элемента И-НЕ,.прямой и инверсный выходытриггера задержки являются соответственно третьим и четвертым выходамиблока выбора триггера.