Цифровая хронометрическая система

.С.11 етрищев,еи может бытьиспользующихацию. Целью и точ- зоб 12 выделения тактовь чик 13 допустимой по чкк 14 времени к инд же схему 16 вьделени ную нину 17 и две уп 18 и 19,импульсов, счет решности, счетикатор 15, а такя огибающей, вход равляющие шияя ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬПИЯМПРИ ГННТ СССР К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) Авторское свидетельство СССУ 616608, кл. С 04 С 13/02, 1978Авторское свидетельство СССР9 657397, кл, 6 04 С 13/00, 197(54) ЦИФРОВАЯ ХРОНОМЕТРИЧЕСКАЯ СИТЕМА(57) Изобретение относится к сисмам единого временименено на объектах,ную временную информ Изобретение относится к системам единого времени и может быть исполь зовано на объектах, использующих точную временную информацию.Целью изобретения является повышение точности Формирования интервалов времени.На Фиг,1 представлена структурная схема системы; на Фиг.2 - схема формирователя адреса и пачек импульсов.Система (Фиг.1) состоит из первич" ных часов 1, содержащих последователь. но соединенные генератор 2, делитель 3 частоты, пересчетную схему 4, коммутатор 5 и преобразователь 6 кода, В систему входят также Формирователь 7 переднего Фронта, Формирователь 8 адреса и пачек импульсов и канал 9 связи с подключенными к нему вторичными часами 1 О и вторичным измерителем 11 интервалов времени, содержащим последовательно соединенные блок ретения является повышение точности,формкрования временной информациихронометри;вской системой за счетвведения в первичные часы Формирователя переднего Фронта, на вход которого подается унитарный сигнал времекк стабильной частоты, а сигналомс его выхода синхронкзнруется счет ипередача информации втор :чным часамкроме тдго синхронизация передачиинформации позволяет дополнительноввести в систему измеритель интерва"лов времени для отсчета промежутковвремени с точностью, соответствующейстабильности входного унитарного сигнала.кл. Выход делителя 3 частоты подключе к входу Формирователя 8 адреса и пачек импульсов, соединенного своим выходом с адресным входом коммутатора 5. Выход блока 12 выделения так,товых импульсов подключен к входу схемь 1 16 вьделенкя огибающей, выход которок соединен с вторым входом счетчика 13 допустимой погрешности, подключенного своим управляющим входом к первой управляющей шине 18:Вторая управляющая шина 19 соединена с входом сброса счетчика 4 времени, а входная шина 17 подключена к каналу 9 связиФормирователь 8 адреса и пачек импульсов (см,фиг.2) ,сацержит последовательно соединенные счетчик 20 паузы 20, счетчик 21 числа импульсов в пачке, счетчик 22 пачек, схему И 23, однавибратор 24. Счетвые входы счетчиков 20 и 21 объединены между собой и являются входом формирователя 8 который соединен с выходом делителя 3. Выход счетчика 20 соединен со своим входом разрешения счета.и инверсным входом разрешения счетчика 21. Выход одновибратара 24 соединен как со счетным входом счетчика 22 пачек, так и с первым входом сброса счетчика 20, второй вход которого и входы сброса счетчиков 21 и 22 объединены между собой и являются входам формирователя 8, который соединен с выходом формирователя 7 переднега фронта, соединенного также с входом сброса делителя 3, а вход формирователя 7 соединен с входом первичных часов,Информационные выходы счетчиков 21 и 22 являются выходом формирователя 8, соединенного с адресным входом комму татара 5, на информационных входах которого присутствуют постоянные ко-. ды адреса пачки и изменяющиеся коды30 временной информации с выхода пере- счетной схемы 4 (фиг.1). Вход схемы 16 выделения огибающей измерителя 11 интервалов соединен с выходом блока 12 выделения тактовых импульсов, а выход схемы 16 соединен с входом сбра са счетчика 13 допустимой погрешности, второй вход которого является шиной 18 управления измерителя 11 интервалов времени. Ега вторая шина 19 управления соединена с входом сбро 40 са счетчика 14 времени. Входная шина, 17 соединена с каналом 9 связи,.Цифровая хранометрическая система работает следующим образом.Входной сигнал стабильной частоты 0,5 Гц поступает на вход первичных часов (ПЧ) и вход Формирователя 7 на выходе которого Формируется корот,кий импульс, Этот импульс обнуляет счетчики формирователя 8 и делителя 3, Счетный сигнал на выходе делителя 3 имеет также как и входной сиг-. нал частоту, равную 0,5 1 ц, и па ега заднему фронту происходит отсчет времени пересчетной схемой 4. Так как делитель 3 обнуляется импульсами,совпадающими с передним Фронтом входного сигнала стабильной частоты, то период между задними Фронтами счетных импульсов делителя будет также стабилен.Темсамым достигается отсчет времени сточностью, зависящей от стабильностивходного сигнала.По сигналу с выхода делителя 3частоты в пересчетной схеме 4 происходит счет следующих временных функций: текущего времени в секундах,минутах и часах, времени непрерывнойработы в часах и сутках, календариьи,цанных в сутках, месяцах и годах.Всезначения времени ат единиц секунддодесятков лет считаются в 2-10 коде(для универсальности 4-разрядном) икаждая временная функция представляетсобой параллельный 24-разрядный код,который подается на информационныевходы коммутатора 5. Перед кодомкаждой временной Функции на информационных входах какчутатора задаетсяФиксированный 8-разрядный код адресаСигнал промежуточной частоты, равной 40 кГц (Т = 25 мкс), с выходаделителя 3 (тактовые импульсы) поступает на счетный вход счетчиков Форми;равателя 8, установленных в нулевоесостояние сигналом с, выхода формиро-,вателя 7. Нулевой код с выходов счетчиков 21 и 22 поступает на адресныйвход копщутатара 5 и подключает к егавыходу первый разряд кода адреса первой временной функции текущего време"ни. Нулевой уровень сигнала с выходасчетчика 20 через схему И 23 поступает на вход преобразователя 6 и запрещает Формирование им токовой частибиполярного кода, После восьми импульсов (пауза 8 Т), поступивших на счетный вход счетчика 20, на его выходепоявляется высокий уровень сигнала,который запрещает реагировать на по-,следующие тактовые импульсы счетчика 20, разрешает " счетчику 21, атакже разрешает прохождение тактовыхимпульсов через схему И 23 на преобразователь 6 кода,По одному тактовому импульсу пре"образователем 6 формируется один раз"ряд биполярного кода, который состоит из двух частей, бестоковой совпадающей с низким уровнем тактовогоимпульса и токовой положительной(логической "0") в зависимости от Ф" 1 уровня сигнала с выхода коммутатора 5, совпадающей с высоким уровнем тактового импульса,32 тактовых импульса06962620 - 22 обнуляются импульсом с выхода блока 7 и начнет формироваться пауза перед кадом ТВ. 56меняют состояние 5-разрядного счетчика 21, т.е. изменяется код на адресных входах коммутатора и на еговыходе последовательно появляютсясигналы 8-и разрядов адреса и 24-хразрядов кода текущего времени которые присутствуют на информационныхвходах коммутатора 5. Эти сигналыпреобразуются в блоке 6 в последовательный биполярный 32-разрядный кодтекущего времени (ТВ),После 32-го тактового импульсасчетчик 21 устанавливается в нулевоесостояние, причем по заднему фронтусигнала с выхода 5-го разряда этогосчетчика запускается одновибратор 24.Сигнал с выхода одновибратора устанавливает счетчик 23 в первое состояние и обнуляет счетчик 20.Далее сигналом с выхода счетчика20 формируется пауза длительностью8 Т, а затем коммутация блоком 5 сигналов следующего 32-разрядного кодаи преобразование их блоком 6 в последовательный биполярный 32-разрядныйкад времени непрерывной работы (ВПР),При установке счетчика 22 ва второесостояние первичными часами Формируется кад календарных данных (КД).Приустановке счетчика 22 в третье состояние на адресных входах коммутатора 5 присутствуют коды, для которыхотсутствуют информационные входы, ина выходе коммутатора будет нулевойуровень сигнала. При этом преобразователь 6 Аормирует последовательный биполярный код с логическиминулями вовсех 32-х разрядах (нулевой код) . Следующим состоянием счетчика 22 будет нулевое,и ервичнымичасами вновь вырабатывается код ТМ. Таким образом, ПЧ последовательно передают в канал связи32-разрядные биполярные коды ТВ, ВНР,КД и нулевой с паузами между нимидлительностью 8 Т. При частоте тактовых импульсов, равной точно 40 кГцза период между двумя импульсами свыхода блока 7 сАормируется ровно500 таких кодов, после чего начнетсяФормирование паузы перед кодом ТВЕсли, например, стабильность частоты генератора 2 равна минус 10 ",то период тактового импульса буп=тбольше на 251 О мкс и за время междудвумя импульсами с выхода блока 7,равное 500 мс, сформируется 499 целых кодов и 30 разрядов пятисотогонулевого кода. После этого счетчики 5 10 5 20 25 30 35 40 45 50 55 Е.ли стабильность частоты генератора 2 равна + 10 ф, то за время 500 мс будет сформировано 500 кодов и начало паузы длительностью 2 Т. Затем импульсом с выхода блокаобнуляются счетчики блока 8 и вновь формируется пауза длительностью 8 Т (общая длительность паузы 10 Т) и код ТВ,Информация с пересчетнай схемы 4 меняется также в зависимости ат нестабильности генератора 2 либо в момент передачи двух последних разрядов 500-га нулевого кода (обнуление делителя 3 импульсам с выхсда Формирова теля 7), лнба в момент начала паузы перед кодам ТВ. В обоих случаях время между моментом окончания передачи измененной информации и моментом действительного ее изменения, совпадающим с передним фронтом входного стабнльногс сигнала (импульсам с выхода блока 7) постоянно и равнамс для када ТВ, 2 мс дпя ВНР и 3 мс для кода .Ц. В остальное Время между импульсами с выхода формирователя 7 в кодах повторяется та жеинформацня, Таким ;"бразом, синхронизация работы делителя 3 и формирователя 8 импульсами, совпапающими с передним фронтам стабильного входного сигнала;приводит к тому, чта ошибка, вызваны я нестабильностью частоты генератора 2, не накапливается с течением времени и первичные часы вырабатывают и передают временную информацию с тачкостью, определяемой нестабильностью частоты входного сигнала.Для установки времени после включения первичных часов нужна предварительно установить все значения времени, кроме секунд. Секунды устанавливаются па сигналам точного времени, пере;аваемым например, па радио.После гервого сигнала подается сигнал на обнуление счетчиков секунд. Этот сигнал снимается па шестому сигналу совпадающему с началом часа ч передним фронтом входного сигнала стабильной частоты, выделяемого также из сигналов точного времени и частоты, Так как фронт счетного сигнала с выхода делителя 3, па которому иоизводи-.ся отсчет секунд схемой 4, сав" падает с передним Аронтом входногосигегала стабильноЙ частоты, то первое после обнуления счетчика секунд изменение информации в стчетчике текущегс времени произойдет ровно через 1 с (через два импульса с делителя 3)после шестого сигнала точного времени, совпадающего с началом часа.Информация о времени, передаваемая первичными часами по каналу 9 связи В виде последовательных биполярных кодов,может быть воспринята часами 10, установленными на прием той или инои временной Функции, Вторичгые часы анализируют адресную часть всех15 биполярных 32-разрядных кодов и при совпадении ее с установленной вос 11 ринимают информационную часть этогс Кода. для по"Ледующей Обработки.ПослеДовательдтге бипопЯРные 32-Раз-.2 Д рядные коды, присутствующие в канале связи, используются также измерителем 11 интервалов времени для полученггя стабильных счетных импульсов на длительных промежутках времени. Блок 12 выделения тактовьгх импульсов изме" ритепя 11 преобразует последовательные биполярные 32-разряттггтге коды в пачки из 32-х одногголярных импульсов, аналогичные панкам ня выхОде ., 1 схемы И 23 формирователя 8 первичных часов, Пс переднему Фронту первого импульса срабатывает схема 16 диде пения огибающей на выходе которой появляется низкий уровень сигнала и дерюгтся до тех пор, пока проме)хуток между двуМя соседними тактовылги импульсами не больше 25 мкс. Этот сигнал разрешает работу счетчика 13, и если на шине 18 управления присттт 4 ствует разрешающий уровень сигнала, то счетчик начинает считать тактовые импульсы, Этот счетчик выполнен аналогично счетчику 20 Формиг)сватля ПЧ и работает следующим образок.15При наличии низких (разрешякпцих) уровней сигналов на входах сброса и на управляющем входе счетчик изменяет состояние на своих выходах по зяднеМу Фронту таКтОВЫХ ИЛгт-,)тЛЬСОВ, ПрИХО.50 дящих на его тактовый:"ход, По задне- МУ Фронту восьмого импульса вырабаты" дается высокий уровень сигнала на выходе счетчика и запирает счетчик по входу управления, По переднему Фронту этого сигнала производится отсчет времени счетчиком 14, котсрый предвя" рительно установлен в нулевое состояние высоким уровнем управляющего сигНЯНЯ Пт Г 1 ОООМУ ЦХОЦ)т тгГОЯВЛЕИИЯ Иомерителя интервалов ,и информация иэ счстчикя 14 выводится на индикатор 15. Счетчик 13 Обнуляется (устанавливается в исходное состояние) сигналом с выхода блока 16. Таким образом:, период счетного сигнала для счетчика 14 равен периоду между зяд ими фронтами восьмых тактовых импульсов двух соседних пачек с выходаблока 12.Количество счетных сигналов завремя 500 мс рядно 500, Выбор восьмого тактового имггулься позволяет применять в системегенератор 2 с ве- ЛИЧИНОИ НЕСга-ИПЬНОСГт 1 ДО 8110 .ПРИ ЭТОМ ТотгНОСТЪ 1 Е ХЯРЯ 1 С- ЕРИСТИКИ СИС" темы сохряняютсяот 1 ри ве,тгичине нестабильности гт.нератора 2, не превышаюггтей 3" 10. за время 500 мс будет сформировано 500 целых кодов, пауза дл)гтельгчсстью 8 Т и не более Я разрядов следующего ка ,ца. ТЗ. Затем снова Формируется пауза плительностью 8 Т и код ТЕ., Пит. этом в иэмеоителе 11 лишний 50, - .мггугтгг,с эя гериод 500 мс входного стябильно.о сигнала не вырабятывяе ся а во вторичных часах не начинается прием информационной части кода ТБ Только при дальнейшем ухудпении несабильности ПЧ сформируют адресную и не - сколт-.,кс ряэ 1)ядов инфоомяционной" асти Када ТБЯ дтсрИЧНЫЕ Ч.ЯСЫ ттаЧНут Прнем информационной части када гекущегс времени, который оборвется в мо-. мент синхронизации первичных часов импульсом с формирователя 7. т,е, в этот момент во вторичных часах будут сбои информации о текущем времениТЯКИМ Обраэом ЗЯ СТЯбитгьггтГг тЕ 1- тердал времени 500 мс .фориирется постоянное число счетных ил:пульсов для счетчика 14 гпчтерзялов времени.тем саггым Обеспечивается точность отСтгста ИНТЕРВЯЛСВ ВРЕМЕНИ ЭЯВИСЯЩаЯ От стабильнстсги входного сигнала,ИН - СТРУМЕНТЯЛЬ 1 ЯЯ ПОГРЕгтгНГСТЬ ПРИ ООЬГ ной нестабильности малогабаритных генераторов +10 Судет равна + 50 мкс.-.тг.Б ОЬщем ."лучае можно выбрать в кятгЕСТВЕ СЧЕТНОГО СИГНада НЕ ВОСЬМОЙа любой другой импульс пачки с учетомяр яктер 1101 О для гене 1) я." Ср а 2 ,тхогяялоты.Формула и э о б р е т е н и яЦифровая хронометрическая система, содержащая первичные часы, включающие последовательно соединенные генера" тор делитель частоты, пересчетную схему, коммутатор и преобразователь кода формирователь адреса и пачек импульсов, одним входом соединенный с другим выходом делителя частоты, а выходом " с управляющим входом коммутатора, преобразователь кода, связанный выходом с выходом первич.ных часов, соединенных через канал связи с вторичными часами, о т л и - ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности формирования временной информации, первичные часы выполнены в виде синхронизированных вторичных часов первого уровня, в которые введен формирователь переднего Фронта, входом соединенный с входом сигнала времени стабильной частоты системы, при этом выход Оормирователя переднего фронта подключен к другому входу делителя часто" 5ты и второму входу формирователя адреса и пачек импульсов, другой выход которого соединен с другим входом преобразователя кода, при этом в систему введен вторичный измеритель ин тервалов времени второго уровня,выполненный в виде последовательно соединенных блока выделения тактов импульсов, счетчика допустимой погрешности, счетчика времени и индикатора, а также схем выделения огибающей, включенной между выходом блока выделения тактовых импульсов и входом установки в "О" счетчика допустимой погрешности, управляющий вход которого соединен с первой управляющей шиной, вторая управляющая шина подключена к входу сброса счетчика времени, а входная пжна - к каналу связи.дактор И,Кел аказ 43 В Государ оизводственно"издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гаг Тираж 345 венного комитет 113035, Москва,Шакинентал . Корректор С,Шекма Подписноепо изобретениям и открытиям прн ГКНТ ССС