Устройство для формирования синхроимпульсов

(71) Специальное конструкторскоебюро гидрометеорологического приборостроения и Центральная аэролгическая обсерватория(56) 1. Авторское свидетельство С9758546, кл. Н 04 г 7/00, 1978.2. Вашкевич Н.П. и ГоловановНадежность сохранения информациизапоминающих устройств на магнитной ленте. М., "Машиностроение",1974, с.43, рис.6 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВСИНХРОИМПУЛЬСОВ, содержащее послвательно соединенные генератор ттовых импульсов и первый элементИ, к второму входу которого подкчен выход первого триггера, а выход первого элемента И подключенк входу сложения первого счетчикк входу сброса которого подключевыход первого элемента задержки,а также второй элемент задержки,второй элемент И, выход которогоподключен к входу сложения второсчетчика, третий элемент И, к певому входу которого подключен выход второго триггера, че)вертый,пятый, и шестой элементы И,. о тл и ч а ю щ е е с я тем, что,с целью повышения точности формирования синхроимпульсов, в неговведены первый дополнительный сччик, последовательно соединенныевторой дополнительный счетчик и ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ тий дополнительный счетчик, а также четвертый дополнительный счетчик,регистр, блок индикации, три элеен- мента ИЛИ, четыре дешифратора дваформирователя импульсов и элементНЕ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И,второй вход которого объединен с перо- вым входом второго элемента И, единичным входом первого триггера, нулевым входом второго триггера и пер- ССР . вым входом первого элемента ИЛИ иявляется входом устройства, при Г.М. этом выход второго элемента задержки подключен к входу первого элемента задержки и входу записи первого дополнительного счетчика, к информационным входам которого, подключены АНИЯ : выходы первого счетчика, вход сложеедо- . ния которого объединен с входами ак-. . сложения второго и четвертого дополнительных счетчиков и входом вылю- читания первого дополнительногосчетчика, причем выход первогоэлемента задержки подключен к нуа, левому входу первого триггера и н первому входу пятого элемента И,к второму входу которого и первомувходу шестого элемента И подключенвыход второго счетчика, вход слого. жения которого объединен с вторым р- входом шестого элемента И, выходкоторого подключен к входу записи.регистра, к информационным входамкоторого подключены выходы третьегодополнительного счетчика, к входусброса которого, а также к входамсброса первого счетчика и второго ет- дополнительного счетчика подключенвыход второго элемента ИЛИ, тре- к первому входу которого подключен108338 выход пятого элемента И, а к второму входу второго элемента ИЛИ подключен выход четвертого элемента И, при этом выходы первого дополнительного счетчика через первый и второй дешифраторы подключены к входам третьего элемента ИЛИ, выход которого подключен к второму входу второго элемента И и входу элемента НЕ, а выходы регистра подключены к входам блока индикации и информационным входам четвертого дополнительного счетчика, выходы всех разрядЬн которого подключены через 8последовательно соединенные третийдешифратор и первый формировательимпульсов к второму входу третьегоэлемента И, выход которого подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого являетсявыходом устройства и подключен квходу записи четвертого дополнительного счетчика, выходы старших разрядов которого через последовательносоединенные четвертый дешифратор ивторой формирователь импульсов подключены к единичному входу второготриггера, 1Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в приемных устройствах дискретной информации для защиты от пропадания сопровождающих ее синхроим 5 пульсовИзвестно устройство для генерирования тактовых импульсов, содержащее задающий генератор, выход которого подключен к входу счетчика с сумматором в цепи обратной связи через элемент И, причем между входом устройства и управляющим входом эле мента И включен триггер, а выход счетчика подключен параллельно к вхо 15 ду первого элемента ИЛИ, выход которого является выходом устроиства,и через реле времени к входам двух дополнительных элементов И, вторые входы которых соединены с входом20 устройства, при этом выход первого дополнительного элемента И подключен к одному из входов первого и второго элементов ИЛИ и к входу "Изменение125 кода счетчика, а выход второго дополнительного элемента И - к соответствующему входу второго Элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу "Передача кода в сумматор" счетчика непосредственно, а к входу "Прием кода из сумматора" счетчика через линию задержки, а также дополнительный триггер, к единичному и нулевому входам которого подключены соответственно выход второго элемента И и до- З 5 полнительный выход счетчика, а инверс 2ный выход триггера подключен к дополнительному входу первого элемента И 11.Данное устройство обладает низкой точностью формирования тактовых импульсовНаиболее близким к предлагаемому является устройство для формирования синхроимпульсов, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и первый элемент И, к второму входу которого подключен вы-, ход первого триггера, а выход первого элемента И подключен к входу сложения первого счетчика, к входу сброса которого подключен выход первого элемента задержки, а также второй элемент задержки, второй элемент И, выход которого подключен к входу сложения второго счетчика, третий элемент И, к первому входу которого подключен выход второго триггера, четвертый, пятый, шестой и седьмой элементы И, блок синхронизации, два блока сравнения кодов,.третий и четвертый элементы задержки23.Известное устройство для формирования синхроимпульсов обладает большой инерционностью слежения за периодом входного сигнала и, как следствие, невысокой надежностью и точностью формирования выходных синхроимпульсов.Цель изобретения - повышение точности формирования синхроимпульсов.Поставленная цель достигается тем, что в устройство для формирова- с3 10833 ния синхроимнульсов, содержащее последовательно соединенные генератор тактовых импульсов и первый элемент И, к второму входу которого подключен выход первого триггера, а выход первого элемента И подключен к входу. сложения первого счетчика, к входу сброса которого подключен выход первого элемента задержки, а также второй элемент задержки, втор рой элемент И, выход которого подключен к входу сложения второго счетчика, третий элемент И, к первому. входу которого подключен выход второго триггера, четвертый, пятый и шестой элементы И, введены первый дополнительный счетчик, последовательно соединенные второй дополнительный счетчик и третий дополнительный счетчик, а также четвертый дополнительно счетчик, регистр, блок индикации, три элемента ИЛИ, четыре дешифратора, два формирователя импульсов и эле" мент НЕ, выход которого подключен к первому входу четвертого элемента И, второй вход которого объединен с первым входом второго элемента И, единичным входом первого триггера, нулевым входом второго триггера и первым входом первого элемента ИЛИ30 и является входом устройства, при этом выход второго элемента задержки подключен к входу первогб элемента задержки, и входу записи первого дополнительного счетчика, к информационным входам которого подключены выходы первого счетчика, вход сложения которого объединен с входами сложения второго и четвертого дополнительных счетчиков и входом вычитания первого дополнительного счетчика, причем выход первого элемента задержки подключен к нулевому входу цервого триггера и первому входу пятого элемента И, к второму входу которого и первому входу шесто"4 го элемента И подключен выход второго счетчика, вход сложения которого объединен с вторым входом шестого элемента И, выход которого подключен к входу записи регистра, .к информа ционным входам которого подключены выходы третьего. дополнительного счет. - чика, к входу сброса которого, а также к входам сброса первого счетчика и второго дополнительного счетчика подключен выход второго элемента ИЛИ, к первому входу которого подключен выход пятого элемента Иа к второму 88 4входу второго элемента ИЛИ подключенвыход четвертого элемента И, приэтом выходы первого дополнительногосчетчика через первый и второй дешифраторы подключены к входам тре+тьего элемента ИЛИ, выход которогоподключен к второмуовходу второгоэлемента И и входу элемента НЕ,а выходы регистра подключены квходам блока индикации и информационным входам четвертого дополнительногосчетчика, выходы всех разрядов которого подключены через последовательно соединенные третий дешифратор ипервый формирователь импульсов к второму входу третьего элемента И, выход которого подключен к второмувходу первого элемента ИЛИ, выходкоторого является выходом устройстваи подключен к входу записи четвертогодополнительного счетчика, выходы старших разрядов которого через последовательно соединенные четвертый дешифратор и второй формировательимпульсовподключены к единичному входу второготриггера,На чертеже приведена структурнаяэлектрическая схема предлагаемогоустройства:Устройство для формирования синхроимпульсов содержит генератор 1 тактовых импульсов, первый и второй элементы 2 и 3 задержки, первый и второйтриггеры 4 и 5, элемент НЕ 6, первыйвторой, третий, четвертый, пятый ишестой элементы И 7-12, первый и вто"рой счетчики 13 и 14, первый,.1 второйи третий элементы ИЛИ 15-17, первыйвторой, третий и четвертый дополнительные счетчики 18-21, регистр 22,блок 23 индикации, первый, второйтретий и четвертый дешифраторы 24-27первый и второй формирователи 28 и 29импульсов,Работа устройства для формированиясинхроимпульсов основана на формировании кода среднего значения периодапоступающих синхроимпульсов и генерации в соответствии с этим кодом синхроимпульсов с частотой и фазой, близ",.кими к частоте и фазе входной имцульсной последовательности. Однако дляповышения надежности и точности формирования выходного сигнала алгоритмработы устройства изменен следующимобразом. Во-первых, входные синхроимпульсы передаются на выход устройства без искажения фазы. К ним по пер-,вому элементу ИЛИ 15 добавляются импуль5 1083388 сы, сформированные в соответствии с т кодом .среднего значения периода вход- р ного сигнала, Каждый иэ этих импуль- с сов в зависимости от соотношения меж- и ду средним значением периода и теку и щим может либо опережать, либо запаз о дывать по фазе относительно соответст- н вующего входного синхроимпульса. При- т чем, если входная последовательность м не имеет пропусков, то к ней до- О бааляются только опережаюшне им- Р пульсы, а прохождение эапазды- н вающих блокируется очередными вход- , к ными синхроимпульсами. При этом опе- н режающий синхроиМпульс не мешает 15 д работе последующих устройств, так Э как поступивший следом за ним входв ной синхроимпульс скорректирует т их состояние. п При наличии пропусков по вход д ном сигнале блокировка не осуществля- п ется и на выход устройства свободно н проходят импульсы, сформированныев соответствии с кодом среднего значения периода входного сигнала. 25В зависимости от качества входного сигнала, частоты и продолжительности пропусков выбирается коэффициент среднего периода, т.е. количество периодов входного сигнала, за которые формируется их среднее значение, В соответствии с этим устанавливается коэффициент деления счетчиков 14 и 19.При формировании кода среднего35 значения периода анализируется раз" ность между кодами предыдущего и текущего периодов входного сигнала. Обновление кода среднего значения периода, которое хранится в регистре 22 у осуществляется по прохождении подряд выбранного количества периодов, иэ которых каждый последующий отличается от предыдущего на величину, не превышающую установленный допуск. Зона допуска задается количеством младших разрядов первого дополнительного счетчика 18, не подключенных к первому и второму дешифраторам 24 и 25, и выбирается в зависимости от динамики изменения,50 периода входного сигнала.Устройство работает следующимобразом.На вход устройства поступает последовательность,синхроимпульсов, которая может иметь нестабильный период следования (в результатеизменения питающего напряжения и емпературных условий бортовой пеедающей системы или неравномерной корости протяжки магнитной ленты)пропуски, т.е, отсутствие синМомпульсов пачками (из-за изменения риентации бортовой аппаратуры при екруговой диаграмме иаправленноси антенны либо плохого качества агнитной ленты).Каждый из входных импульсов пеедним фронтом устанавливает в едиичное состояние первый триггер 4, оторый вернется в нулевое состояие по окончании импульса на выхое первого элемента 2 задержки, тим обеспечивается пауза в последоательности импульсов генератора 1 актовых импульсов, которые через ервый элемент И 7 поступают на вхоы сложения первого счетчика 3 и ервого, второго и четвертого дополительных счетчиков 18,19 и 21. Пауза необходима для выполнения трех операций, которые должны быть разнесены во времени и выполнению которых может помешать импульс генератора 1 тактовых импульсов. По времени пауза много меньше периода импульсов генератора 1 тактовых импульсов и не вносит погрешности в результат измерения периода входных синхроимпульсов.На интервале текущего периода первый счетчик 13 формирует код его значения, а первый дополнительный счетчик 18 вычисляет разность между кодами предыдущего и текущего перио- дов, так как счетные импульсы поступают на его вычитающий вход, а до начала счета в него заносится код предыдущего периода и первого счетчика 13 импульсом с выхода второго элемента 3 задержки (вторая операция). После считывания состояния первого счетчика 13 он сбрасывается импульсом с выхода первого элемента 2 задержки (третья операция) и начинает цикл измерения следующего периода. Разность между кодами.предыдущего и текущего периодов при нормальном сигнале на входе устройства может принимать как положительное, так и отрицательное значение. В первом случае первый дополнительный счетчик 18 не досчитывает несколько единиц до нулевого состояния, а во втором случае переходит нулевое состояние и его старшие разряды устанавливаются в единицу. Поэтому для71083388 8 организации зоны допуска к выходам ков 19 и 21. После этого начинается старших разрядов первого дополни- новый цикл формирования кода среднего тельного счетчика 18 подключены пер- значения периода, При этом разрядвый дешифратор 24 нулей, фиксирукаий ность четвертого дополнительного положительные значения разницы кодов, 5 счетчика 21 соответствует разряд-и второй дешифратор 25 единиц, фиксы" ности первого счетчика 13, первого рующий их отрицательные значения, и четвертого дополнительных счетШирина эоны допуска, как уже отме- чиков 18 и 21 а разрядность второго чалось, определяется количеством дополнительного счетчика 19 соотмладших разрядов, не подключенных 10 ветствует разрядности второго счетчик этим,дешифраторам. Например, если ка 14, что обеспечивает накопление к дешифраторам не подключены два в третьем дополнительном счетчике младших разряда восьмиразрядного 20 кода среднего значения периода счетчика, то первый дешифратор 24 за то количество периодов, которое вырабатывает единичный сигнал в диа 15 отсчитывает второй счетчик 14. .паэоне кодов от 00000000 до Новый цикл формирования среднего 000000011, а второй дешифратор . значения может начинаться прежде - в диапазоне от 11111100 до временно, если появляется импульс 11111111, что в сумме составит 7 на выходе четвертого элемента И 10, состояний счетчика, а по временной 2 п который через второй элемент ИЛИ 16 оси - это семь периодов генератора также сбрасывает второй счетч к 14,тактовых импульсов. второй и третий дополнительные счетПоскольку выходы первого и вто- чики 19 и 20. Эта цепь будет раборого дешифраторов 24 и 25 подключены тать, когда очередной входной через третий элемент ИЛИ 17 к второму 25 синхроимпульс не попадает в зону входу второго элемента И 8 непосред- допуска. Это означает, что либо даиственно, а к первому входу четвертого ный импульс является случайной помеэлемента И 10 через элемент НЕ 6,хой, либо накануне имел место пропуск то при стробировании этих элементов синхроимпульса. При этом содержимое И входным синхроимпульсом (первая 51 Регистра 22 не меняется. Как уже операция) на выходе второго эле- отмечалось, критерием для обновления мента И 8 выделяется импульс в том кода среднего значения периодаЭ случае, если разность между кодами хранящегося в регистре 22, является предыдущего и текущего периодов факт поступления на вход устройства находится в пределах установленного35подряд заданного количества синхродопуска, а на выходе четвертогоимпульсов, разность интервалов между элемента И 1 О - если эта разность которыми не превышает установленной вьвла за пределы допуска. величины.Сигнал с выхода второго элемента Посредством четвертого дополнитель- И 8 поступает на вход сложения вто-ного счетчика 21 код среднего значе" рого счетчика 14, который производит . ния периода преобразуется в пропорциоотсчет количества периодов, попадаю- нальный ему интервал времени. С щих в зону допуска. При переходе этой целью в четвертый дополнительный второго счетчика 14 в заданное зна- счетчик 21 входным синхроимпульсом чение, соответствующее количеству через первый элемент ИЛИ 15 запи 45периодов входного сигнала, на интер- сывается обратный код среднего значевале которых формируется код сред- ния периода, а на вход сложения по- него значения периода появляется даются импульсы генератора 1 тактовых разрешающий потенциал на его выходе, импульсов с выхода первого элемента в результате чего на выходе шестого И 7. В момент заполнения четвертого элемента И 12 формируется импульс дополнительного счетчика 21, т,е.50записи содержимого третьего дополни- когда все его разряды устанавливают- тельного счетчика 20 в регистр 22, . ся в единицу, на выходе третьего Затеи импульсом с выхода первого " дешифратора 26 вырабатывается фронт элемента 2 задержки (третья операция) сигнала, по которому первым формирочерез открытыи пятый элемент И 1 1 вателем 28 импульсов формируется им"г55и второй элемент ИЛИ 16 осуществляет- пульс. Положение этого импульса ся сброс второго счетчика 14, второго на временной оси соответствует коду и четвертого дополнительных счетчи- среднего значения периода. Появле25 йию этого импульса предшествуетна заданное числопериодов генератора1 тактовых импульсов импульс с выхода второго формирователя 29 импульсов, который устанавливает в единичное состояние второй триггер 5,Если импульс на выходе первогоформирователя 28 импульсов вырабатывается раньше, чем поступил очередной синхроимпульс на 1 вход устройства,:1 Ото он проходит через открытый четвертый элемент И 10 и первый элементИЛИ 15 на выход устройства и входзаписи.четвертого дополнительногосчетчика 21. Как уже отмечалось,этот импульс не помешает работепоследующих устройств по обработкеинформации, так как следующий заним входной синхроимпульс скорректирует их состояние. Аналогично этот 2 Овходной импульс скорректирует работучетвертого дополнительного счетчика21, произведя в него повторную перезапись кода среднего значения периода.Если импульс не выходе первогоформирователя 28 импульсов сформирован позже момента поступлениявходного синхроимпульса, то второйтриггер 5 будет сброшен и этот импульс через четвертый элемент И непройдет, Время опережения.импульсана выходе второго формирователя 29импульсов по отношению к импульсупервого формирователя 28 импульсоввыбирается из тех же соображений;что и зона допуска, образуемая первым и вторым дешифраторами 24 и.25,т.е. с учетом кратковременной нестабильности периода входных синхро.импульсов, и устанавливается аналогично - неподключением к четвертомудешифратору 27 соответствующего количества младших разрядов четвертогодополнительного счетчика 21.При наличии пропусков в последо"вательности входных синхроимпульсоввторой триггер 5 остается в единичномсостоянии и на выход устройства выдаются импульсы, привязанные к фазе50последнего поступившего синхроимпуль-,са, период между которыми формируется в соответствии с кодом среднего значения периода, т.е. устройствопереходит в режим автогенерации .синхроимпульсов,Для нормального функционированияустройства необходимо, чтобы первыйсчетчик 3, а соответственно третий дополнительный счетчик 20 не переполнялись. Разрядность этих счетчиков выбирается исходя из требованийпо точности восстановления синхроимпульсов. Частота генератора.1 тактовых импульсов рассчитывается такимобразом, чтобы при максимаЛьно возможном периоде входных синхроимпульсов состояние первого счетчика13 и третьего дополнительного счет"чика 20 было близким к заполнению.Удобно иметь генератор 1 тактовыхимпульсов перестраиваемым в небольших пределах. При этом его подстройка осуществляется по показаниям блокаиндикации, который индицирует осредненное состояние первого счетчика13 и третьего дополнительного счетчика 20.Следует отметить, что предлагаемое устройство представлено на функциональном уровне. При схемотехничес"кой реализации необходимо учесть,что импульсы на входе устройстваи выходах элементов 2 и 3 задержки не должны перекрываться по времени, первый триггер 4 должен устанавливаться в нулевое состояние по заднему фронту сигнала, поступающего наего нулевой вход, для чего необходимо использовать С и Э -входы, счетчик 14 должен переключаться от переднего фронта сигнала, поступающего наего вход сложения, а на выходе пятогоэлемента И 11 необходимо ввести небольшую задержку, чтобы на выходешестого элемента И 12 сформировалсяимпульс достаточной длительности. Таким образом, применение изобретения обеспечивает повышение качества и.объема информации, полученной в результате обработки бортового сигнала с использованием предлагаемого устройства, что может позволить сократить количество необходимых пусков метеоракет.1083388 Лерантовичва Кор Составитель Г Техред И.Метел ор А. Зимоко тор В, Петр/53 Тираз 635 Государственного комитета ССС делам изобретений и открытийМосква, Ж,. Раушская наб.,писное каз 17 ВНИИПИ 4 5 130 тная филиал ППП "Патент", г. Уйгород, ул. П