Устройство для формирования управляемых отметок времени

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИН А г)1) 4 С 04 Р 1 О/04 ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ БЛ КЛЯТВ(72) А. Л. Лец (53) 621.317(0 (56) Авторское У 1221638, кл. Бюл. У 4и А, Н. Судаков8,8)свидетельство СССРС 04 Р 1 О/04, 1984. ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ АВТОРСКОМУ С 8 ИДЕТЕЛЬСТВУ(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ФОРМИРОВАНИЯУПРАВЛЯЕМЫХ ОТМЕТОК ВРЕМЕНИ(57) Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении измерительных систем. Цель изобретения - повышениеточности формирования управляемыхотметок времени при одновременномрасширении функциональных возможностей - достигается за счет введения, 90132064 дополнительного режима коррекции шкалы времени. Для этого в схему устройства дополнительно введены элемент ИЛИ 19, блок 14 сравнения, два элемента И 15 и 17, формирователь 18 импульсов и триггер 16. Кроме того, устройство содержит последовательно соединенные генератор 1 и делитель 2 частоты, последовательно соединенные счетчики секунд 3, минут 4 и часов 5, фазосдвигаюший блок 6, переключатель 7, элемент И 8, дешифратор 9, триггеры 1 О, 11 и 2, элемент ИЛИНЕ 13 и блок 14 сравнения кодов. Изобретение может быть также использовано как в устройствах для формирования с управляемых отметок времени, так и в качестве устройства для коррекции шкалы времени. 5 ил.40 1 137064Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано при построении измерительных систем.Цель изобретения - повышение точ 5 ности формирования управляемых отметок времени при одновременном расширении функциональных возможностей за счет введения дополнительного режима коррекции шкалы времени, 1 ОНа фиг. 1 приведена структурная схема устройства для формирования управляемых отметок времени; на фиг. 2 - 5 - временные диаграммы, поясняющие его работу. 1 гУстройство для формирования управляемых отметок времени содержит последовательно соединенные генератор 1 и делитель 2 частоты, последовательно соединенные счетчики секунд 3, 20 минут 4 и часов 5, а также фазосдвигающий блок 6, переключатель 7, элемент И 8, дешифратор 9, триггеры 10 - 12 элемент ИЛИ-НЕ 13, блок 14 сравнения кодов, элемент И 15, триггер 16, 25 элемент И 17, формирователь 18 импульсов и элемент ИЛИ 19. Выходы разрядов делителя 2 частоты соединены с входами фазосдвигающего блока 6, Выход фазосдвигающего блока 6 и первый 30 выход делителя 2 частоты соединены через переключатель 1 с первым входо элемента И 8. Выходы разрядов счетчика 3 секунд через дешифратор 9 соединены с информационным входом триггера 10, вход синхронизации которого соединен с вторым выходом делителя 2 частоты. Прямые выходы триггеров 1 О и 11 соединены соответственно с вторым и третьим входами элемента И 8, Информационные выходы фазосдвигающего блока 6 подключены к первым входам блока 14 сравнения кодов, выход которого соединен с первым входом элемента И 15. Выход элемента И 8 45 соединен с первыми входами элементов И 17 и ИЛИ-НЕ 13. Второй вход элемента ИЛИ-НЕ 13 соединен с инверсным выходом триггера 12, Б-вход которого соединен с пусковой шиной, а К-входс К-входом триггера 11 и подключен к шине сброса. Дополнительный вход элемента ИЛИ-НЕ 13 соединен с входом синхронизации триггера 16, входом установки делителя 2 частоты, вторьм входом элемента И 15 и подключен к выходу формирователя 18 импульсов. Вход формирователя 18 подключен к выходу элемента И 11, второй вход кото 5 2рого соединен с выходом триггера 16,Вход Б триггера 16 соединен с шиной"Коррекция . Первый выход делитепя2 частоты через элемент ИЛИ 19 соединен с входом счетчика 3 секунд, Входфазосдвигающего блока соединен с шиной "Код".Фазосдвигающий блок 6 состоит изблока 20 сравнения кодов и регистра21. Первые входы блока 20 сравнениякодов соединены с выходами делителя2 частоты, Выходы регистра 21 соединены с входами блока 20 сравнения кодов и являются информационными выходами фазосдвигающего блока 6, Входзаписи регистра 21 соединен с шинойКодУстройство для формирования управляемых отметок времени работаетследующим образом.Устройство работает в двух режимах: формирование управляемых отметок времени и коррекция шкалы времени,Генератор 1 вырабатывает периодическую последовательность импульсов,например, с частотой 1 МГц, котораяделится делителем 2 частоты до 1 Гц,Делитель 2 частоты имеет два выходасигналов, причем временной сдвиг между ними равен половине периода повторения импульсов, те. 0,5 с (фиг. 2 д,е,фиг, Зд,е, фиг. 4 д,е). Сигнал на первом выходе делителя частоты 2 появляется в момент его обнуления фиг,2 д,а сигнал на втором выходе - через0,5 с после обнуления (фиг. 2 е). Сигнал с первого выхода делителя частотычерез элемент ИЛИ 19 поступает насчетчик 3 секунд, который представляет собой делитель частоты на 60 ипропускает на свой выход каждый60-й импульс входной частоты, т,е.формирует минутные метки,Счетчики минут 4 и часов 5 представляют собой делители частоты на60 и 24 соответственно, Таким образом, счетчики 3 - 5 выполняют функцию хранения времени, Дешифратор 9настроен на число 59 и формирует насвоем выходе сигнал длительностью1 с (фиг, 2 и). С помощью триггера1 О за счет стробирования сигналом1 Гц с второго выхода делителя 2частоты сигнал дешифратора 9 смещается по временной оси (фиг. 2 к).Фаэосдвнгающий блок 6 предназначен для формирования периодических3706 ч 5мыс при И 500000 -- (1000000 - М) мк с при И500000,45 где 50 55 сигналов с частотойГц, сдвинузыхна определенную неличину относительно импульсов на первом выходе делителя 2 частоты.Временной сдвиг осуществляетсяследующим образом,Величина сдвига М в цифровом видезаписывается в регистр 21 фазосдвигающего блока 6 по шине "Код". В мо- Омент совпадения состояний тракта счета делителя 2 частоты и регистра 21блок 20 сравнения кодов формируетсигнал совпадения (фиг. 2 з), Таккак сигнал на первом выходе делителя 152 частоты формируется в момент обнуления делителя 2, то выходной сигнал фазосднигающего блока 6 появляется через М импульсов генератора 1после обнуления делителя 2, Поскольку 20частота генератора 1 равна 1 МГц(период повторения 1 мкс), временнойсдвиг равен ИТаким образом фазосдвигающий блок 6 позноляет формировать сдвиг М = 0-999999 мкс с дискретом 1 мксВ режиме формирования управляемыхотметок времени устройство работаетследующим образом.Пусть переключатель 7 установлен 30в положение "1", н регистр 21 фазосдвигающего блока 6 записано число300000, на первый вход элемента И 8через переключатель 7 поступают сигналы со сдвигом 0,3 с (фиг. 2 з,л),В исходном состоянии триггеры 11, 12и 6 сброшены. На прямом выходе триггеров 11 и 16 присутствует "0"(фиг. 2 м), на инверсном выходе триггера 12 - "1" (фиг. 2 б), Элементы 40- длительность выходного импульса фазосдвигающего блока 6; знаки"+" и "-" - соответственно запаздывание и упреждение относительно минутной метки,Таким образом, устройство формирует сдвигаемый относительно минутной метки импульс в диапазоне(-0,5 с, + (0,5 с - ", ) с дискретом1 мкс.Верхняя граница сдвига определяется следующим,11 8 и 17 закрыты, на входе синхронизациии триггера 11 - "0" (фиг. 2 о).На шину "Пуск" подается импульс (фиг. 2 а), который поступает на 8-вход триггера 12, На инверсном выходе триггера 12 устанавливается "О" (фиг2 б), а на выходе элемента ИЛ 11- 1 Н, 13 формируется положительный перепад напряжения (фиг. 2 о), которым триггер 11 устанавлинается н единичное состояние. Сигнал "1" с выхода триггера 11 (фиг2 м) подается на третий вход элемента И 8. При поступлении на первый и второй входы элемента И 8 сигналов с выхода фазосдвигающего блока 6 и триггера 10(фиг, 2 э,л,к) сигнал фазосдвигающего блока 6 проходит на выход устройства (фиг. 2 н). Одновременно сигнал с выхода элемента И 8 проходит через элемент ИЛИ-НЕ 13 (фиг. 2 о) на вход синхронизации триггера 11 и сбрасывает его по срезу. Сигнал нОн с выхода триггера 11 (фиг. 2 м) закрывает элемент И 8, Таким образом на выходе устройства формируется импульс, задержанный относительно минутной метки на 0,3 с.Если в регистр 21 фазосдвигающего блока 6 необходимо записать число 700000, то на элемент И 8 поступают сигналы со сдвигом 0,7 с (фиг2 з,л, пунктир), При подаче импульса на шину "Пуск" на выход устройства проходит импульс (фиг, 2 н, пунктир ), опережающий минутную метку на 0,3 с.В общем случае величина временного сдвига импульса на выходе устройства относительно минутной метки Если 0,5 с - . 11: 0,5 с, то на моменты фронта и среза выходного триггера 10 (фиг, Зк) приходятся два импульса с выхода фазосдвигающего блока 6 (фиг. Зэ). При этом первый импульс укорачивается и проходит ца выход устройства (фиг. Зн), опережая минутную метку на 0,5 сТак как обычносоставляет несколько микросекунд, то ограничение верхнего предела сдвига не является существеннымеПри установке переключателя 7 н положение "11" на выходе устройства(1000000 - 4 Т) при дТ 500000 - Г мкспри дТ500000 мкс Переключатель 7 устанавливается в положение "1", Пусть в регистр 21 фазосдвигающего блока 6 записано число К = .300000. При этом на первый вход элемента И 8 поступают сигналы со сдвигом 0,3 с (фиг4 з,л) относительно сигналов 1 Гц на первом выходе делителя частоты 2 (фиг. 4 д).На шину "Пуск" подается импульс (фиг. 4 а), который поступает на 20 Б-вход триггера 12, На инверсном выходе триггера 12 устанавливается "0" (фиг. 4 б), а на выходе элемента ИЛИНЕ 13 формируется положительный перепад напряжения (фиг, 4 о), которым25 триггер 1 устанавливается в единичное состояние. Сигнал "1" с выхода триггера 11 (фиг, 4 м) подается на третий вход элемента И 8.На шину "Коррекция" подается импульс (фиг. 4 в), который устанавливает триггер 16 в единичное состояние, Сигнал "1" с выхода триггера 16 (фиг. 4 г) открывает элемент И 17, разрешая прохождение сигнала с выхо да элемента И 8 на формирователь 18 импульсов. Шестидесятый импульс 1 Гц после обнуления делителя 2 частоты прохо дит через элемент ИЛИ 19 на счетчик секунд. После этого импульс с выхода фазосдвигающего блока 6, задержанный на 0,3 с, через элемент И 8(фиг. 4 н), открытый сигналами с выхода триггера 10 (фиг. 4 к) и с выхода триггера 11 (фиг. 4 м), и элемент И 17 проходит на формирователь 18 импульсов (фиг, 4 п), При этом по фронту этого импульса на выходе формирователя 18 появляется импульс (фиг, 4 р).Сигнал с выхода элемента И 8 (фиг. 4 н) и сигнал с выхода формирователя 18 (фиг, 4 р) через элемент ИЛИ-НЕ 13 проходит на вход триггера 11 (фиг. 4 о) и сбрасывает егопо срезу. Сигнал "0" с выхода триггера 11 (фиг. 4 м) закрывает элемент И 8. формируется импульс, совпадающий с минутной меткой.В режиме коррекции шкалы времени устройство работает следующим образом,Импульс в с выхода формирователя18 поступает на вход сброса делителя2 частоты и сбрасывает его, причемсброс происходит через 0,3 с после60-го импульса 1 Гц, Делитель 2 частоты начинает счет импульсов генератора 1 с нуля. Следующий импульс1 Гц появляется на первом выходе делителя 2 через 1,3 с после 60-го импульса 1 Гц. Одновременно импульсформирователя 18 срезом сбрасываеттриггер 16, сигнал "0" с выхода которого (фиг4 г) запирает элемент И 17.Импульс с выхода формирователя 18подается также на второй вход элемента И 15, на первый вход которого поступает сигнал с выхода блока 14 сравнения кодов, На первые входы блока 14подается код (число И) с выхода регистра 21 фазосдвигающего блока 6, а навторые входы подается код числа М == 500000. Если М ) М, то на выходеблока 14 формируется сигнал "1", если И с М - "0". Так как И = 300000меньше М = 500000, то элемент И 15закрыт. Импульс с формирователя 18не проходит через него,Рассмотренный случай соответствует коррекции со знаком "+", Временныедиаграммы работы устройства при коррекции со знаком "-" приведены нафиг,5., Дпя коррекции со знакомпереключатель 7 устанавливается в положение "1", В регистр 21 фазосдвигающего блока 6 записывают число М =- (1000000 - дТ). Пусть И700000 мкс, При этом на первыйвход элемента И 8 поступают сигналысо сдвигом 0,7 с (фиг. 5 з,л) относительно сигналов 1 Гц на первом выходеделителя 2 частоты (фиг. 5 д),На шину "Пуски подается импульс(фиг. 5 а), при этом на инверсномвыходе триггера 12 появляется "0"(фиг. 5 б), на выходе элемента ИЛИНЕ 13 - положительный перепад напряжения (фиг. 5 о), которым триггер 11устанавливается в единичное состояние, 1370645(фиг. 5 м) подается на третий входэлемента И 8.На шину "Коррекция" подается импульс (фиг. 5 в), который устанавливает триггер 16 в единичное состояние(фиг. 5 г), При этом разрешается прохождение сигнала с выхода элементаИ 8 через элемент И 17 на формирователь 18.ОПосле 59-го импульса 1 Гц импульсс выхода фазосдвигающего блока 6, задержанный на 0,7 с, через элементИ 8 (фиг5 н), открытый сигналами свыходов триггеров 10 и 11 Фиг. 5 к,м5проходит на формирователь 18 импульсов (фиг. 5 п) и запускает его. Навыходе формирователя 18 появляетсяимпульс (фиг. 5 р). Этт импульс подается на вход сброса делителя 2 ча 20стоты и сбрасывает его, причем сброспроисходит через 0,7 с после 59-гоимпульса 1 Гц, т.е, за О,З с до60-го импульса 1 Гц. Поскольку сбросделителя 2 происходит до появления60-го импульса 1 Гц и счет импульсовделителя 2 начинается с нуля, то60-й импульс 1 Гц не фо,мируется,т,е. появляется ошибка хранения вре 30мени в 1 с. Для исключения этой ошибки импульс с выхода формирователя 18через элемент И 15 (фиг. 5 с), открь;тый сигналом с выхода блока сравнения кодов 14 (И ) 500000), и элементИЛИ 19 проходит на счетчик 3 секунд(фиг, 5 ж), компенсируя отсутствующий60-й импульс 1 Гц.Импульс с выхода формирователя 18и сигнал с выхода элемента И 8 черезэлемент ИЛИ-НЕ 13 (фиг, 5 о) поступа 40ют на триггер 11 и переворачиваютего (фиг. 5 м). Сигнал "0" с выходатриггера 1 закрывает элемент И 8.Кроме того, импульс с выхода фор 45мирователя 18 срезом переворачиваеттриггер 16 (фиг. 5 г), который закры-.вает элемент И 17,Таким образом, в режиме коррекциишкалы времени устройство позволяет50скомпенсировать расхождение импульсов 1 Гц делителя частоты и эталонныхчасов в диапазоне (-500000, +500000, ) мкс,Длительность импульса формируеФ55мого на выходе Формирователя 18,должна быть больше времени задержкисрабатывания делителя 2 частоты повходу установки и меньше величины(Т - ;), где Т - период повторения импульсов генератора 1, - длительность импульсов генератора 1. Второе ограничение обусловлено требованием к точности коррекции, т.к. для этого необходимо, чтобы сигнал "1" был снят с входа установки делителя 2 частоты до прихода очередного импульса генератора 1.При использовании предлагаемого устройства повышается точность формирования управляемых отметок времени путем повышения точности хранения Йкалы времени за счет введения режима коррекции, Периодическая коррекция шкалы времени позволяет поддерживать расхождение шкалы времениустройства и эталонных часов в заданных пределах, а следовательно обеспечивает необходимую точность формирования управляемых отметок времени.Если допустимое расхождение между хранимой и эталонной шкалами времени равно, например, 1000 мкс, то в устройстве достаточно проводить коррекцию один раз в сутки на величину 864 мксВведение коррекции шкалы времени позволяет, кроме повышения точности формирования отметок времени, расширить функциональные возможности устройства, т.кданное техническое решение может быть использовано как в качестве устройства для формирования управляемых отметок времени, так и в качестве устройства для коррекции шкалы времени,Формула изобретенияУстройство для формирования управляемых отметок времени по авт. св.1221638, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены элемент ИЛИ, блок сравнения, два элемента И, формирователь импульсов и триггер, вход установки которогб соединен с шиной коррекции, а выход подключен к одному иэ входов первого дополнительного элемента И, другой вход которого соединен с выходной шиной, а выход через формирователь импульсов подключен к дополнительному входу элемента ИЛИ-НЕ, входу синхронизации дополнительного триггера,1370645 Л иг Фиг 3 входу установки делителя частоты иодному иэ входов второго дополнительного элемента И, выход которого череэ элемент ИЛИ соединен с входомсчетчика секунд, а другой вход подключен к выходу блока сравнения,первые входы которого соединены синформационными выходами фаэосдвигающего блока, а вторые входы подключены к шинам кода коррекции.1370645 и тапо оставитель В. По вехред М.Дидык. Коррек екма Редактор олннск з 420/4 оеССТ ктная Производственно-полиграфическое предприятие, гУжгород Тираж ВНИИПИ Госуд по делам 113035, Москва73 Подписи ственного комитета С обретений и открытий Ж, Раушская наб д