Устройство для отсчета времени

(19) (1 7 771 0 04 С 3/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ г- Ю ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Центральное конструкторскоебюро гидрометеорологического прибростроения(56) Авторское свидетельство СССРУ 717711, кл. 0 04 С 3/00, 1978.Авторское свидетельство СССРВ 712805, кл. 0 04 С 3/00, 1978.(57) Изобретение относится к техникеотсчета текущего времени с помощьюэлектоонных устройств. Цель изобрете ния - повьпчение точности отсчетавремени. Устр-во содеркит щинусинхронизации, триггеры 2,12,13, генератор 3, нину 4 начальной установки,элементы И 5-8, 16,17, элементы ИЛИ9 и 10, инвертор 1, делитель 14частоты, счетчик 15 времени, элементИЛ 1-НЕ 18, запоминающее устр-во 19,счетчик 20 задержки, коммутатор 21,состоящий из триггера 22, инвертора23 и элементов И 24 и 25, Введениеновых элементов и образование новыхсвязей между элементами устройствапозволяет производить автоматическуюполную коррекцию темпа отсчета припривязке показаний устройства к синалам точного времени. 5 ил.) д д:, Ц 1Це:,)обретения - ц)внгч.цие точц)сги очсчетд вре)ецц путем двтомдт Гч)ской цогоь 1 коррекпи темпа отЬетд црц привязке ц кдздций устройС 1 Ц Д К СЬЬГ,ЬЛДМ ТР 1 О О В РЕМЕ в 1,Нд )ц .)р)1 в.децд Луцкгцоцдл цдя схмд у.тр 1 йствд; цд Лиг,2 - времец ГЕ ДЬ 11 Р 1 Г 111 Ы )ОРГ 111 РОВ ДЦЬЬЧ ТЬК ТОВЫХ цд нет в; цд )цг. 3 - времеццие;1 д-Г,ьл)ГЬ 1, ьлл)стр)ру) ч 11 е выполцецие л ) ррГкц 11 темГд Отсчета при о;ережалчем х);1 е устройства; на Лиг,4то же, прц отстдк)1 ем ходе; нд Аыг,5 Ь)змецецця состояния триггеров в за 11 оцмоть 1 От положения поступ)ь)1 пих ьлцу:1 сов точного времени.."стройство содержьт нинусцнхро - ццдццц, первый триггер 2, генератор 25гцгцу 4 начальной устдцовки, первый 5, второй 6, третий 7 и четвертый 8 элмецти И, цервыи 9 и второй 10 элементы И.1 И, ицвертор 11, второй 12 и треть 0 1. тригг.ры, делитель 14 30 ч;Оточы, счетчик 15 времени, пятый 16 и )1 стой7 элементы И, элеметы ИЛИ. 1 Я, заломЬцдк)чее устройство (3 У,) 9, счетчик 20 задержки и коммутдтор 21 1,1 держкц, состоячий из триггера ", цвертора 3 и седьмого 24восьмог 25 элемецтг)в И.Сет 1) вход делителя 14 частоты соединен с первлм выходом коммутатораЗадержки вторОй Выход которогО 4 гПОДКЛЬ)ЧЧЦ К СЧЕТНОМУ ВХОДУ СЧЕтЧИКа20 задержки. Выход генератора 3 .со дицец с п.рвыми входами элемецт)в И5 и 6, 1 влгход элемента И 5 подклл)чец к первому входу коммутаторазадержки, второй вход которого подк:л)чец к входу элемента ИИЕ 18.ицдсинхронизации соединена с входом установки в единицу триггера2, прямой выход которого подкль)чец кпервому входу э:Ьемецта ИИ 9, входуустацовки в единицу триггера 12 ивторому входу элемента И 6, соедицецного выходом с первгми входами элементов И 7 и Й, )инд 4 цачальц)й установки соединена с вторим входомэл.мецтд ИЬ 1 И 9, входом сброса счетчика 5 времени и входом стробд здцисыздпомыцдк)его устройств 1 19, вычитд 7.)Ьс и цтов И 16 ц 17.В).гуоп элемента И 8 соединен с первым 1 входами э.):мента И 16 и элемента И.И О, виход которого соединенс суммь 1 рь)чим входом счетчика 15 времени, д второй вход подключен к выходу счетчика 20 задержки и первомувходу элемента И 1 И-НЕ 8, Выход элемент, И 7 соединен с первим входомэлем.нта И 17 и вичитак)1 чил 1 входомсчетчика 15 времени, нулевой виходкоторого ьодклк)чег к входу сбросатриггера 2 соединенного своим инверсным выходом с вторым входом элементаИ 5. Старгчий разряд счетчика 15 времени соединен с вторим входом элемента И Ч счетними входами триггеров2 и 13 и через инвертор 1 с вторымвходгм элемента И 7.Вторые входи элементов И 16 и 17гО,гкль)чен 1 к выходу триггера 13,поггклк)чеццого входом 1) к выходу триггера 12, вход 1) которого гОдкль)чецк обчей чине устройства. Выход элемента И 1 И 9 соединен с третьим входом коммутатора 21 задержки и входомсброса делителя 14 частоты, выходпереполнения которого подк.Гк)чен квторому вход элемента ИИ-НЕ 18 ивход, стробд записи счетчика 20 задержки, подк,г)ценного своими входамиданных поразрядно к выходам запоминал)ьцего устройства 19.Устройство работает следув)чимобррзом,При вклк)чении устройства ца 1)пьцу4 начальной установки подается одиночный импульс (извне или от встроенцого формирователя), которнй устанавливает в нулевое состояние счетчик15 времени, а также (через элементИ 1 И 9) делитель 14 и триггер 22, Этотже импульс, поступив на вход стробазаписи ЭУ 19, обеспечивает записьв него числа Мо, двоичньп эквиваленткоторого постоянно подкличен к инАормдцыоннльм входам записи ЗУ 19.Счетчик 15 времени, установленный внулевое состояние, формирует на своемнулевом выходе импульс, поступаь)щийца Р-вход триггера ; последний также переклк)чается в нулевое состояние.Генератор 3 формирует непрерлвнуипоследовательность опорных импульсовс частотой следования , . 0 порцые им-пульсы через элемецти И 5 и 24 поступаит на счетный вход делителя 14 частоты, который ведет их счет от нуля и до заполнения, когда на его выходе формируется импульс переполнения.5Импульс переполнения поступает на вход С строба записи счетчика 20 задержки, благодаря чему в него поразрядно переписывается число, хранящееся в ЗУ 19. Импульс переполнения с выхода делителя 14 частоты также иннертируется элементом ИЛИ-НЕ 18 и поступает на счетный вход триггера 22, По заднему фронту импульса триггер 22 перекличается н единичное состояние. Потенциал инверсного выхода триггера 22 запирает элемент И 24 и останавливает работу делителя 14 частоты. В снов очередь, потенциал прямого выхода триггера 22 разрещает прохождение опорных импульсон через инвертор 23 и элемент И 25 на счетный вход вычитания счетчика 20 задержки. В темпе следования опорных импульсов счетчик 20 задержки последовательно списывает число, записанное в него, до перехода в нулевое состояние, когда на его выходе формируется импульс. Этот импульс через элемент ИЛИ-НЕ 18 своим задним фронтом переводит триггер 22 в исходное нулевое состояние. Поочередная работа делителя 14 частоты и счетчика 20 задержки далее циклически повторяется, причем в каждом цик 35 ле в счетчик 20 задержки заносится содержимое ЗУ 19, а число опорных импульсов, состанляищих каждый цикл (объем тактового пакета),где Е - емкость делителя частоты 14;М, - среднее значение числа, хранящегося н ЗУ 19;текущее отклонение числа, 451хранящегося в ЗУ 19, от среднего значения Мо.Импульс с выхода счетчика 20 задержки, формируемый в конце каждого тактового пакета, подается через эле 50 мент ИЛИ 10 на счетный вход суммирования счетчика 15 и используется как тактовый импульс при отсчете времени. При включении устройства, когда нет еще достоверной информации о текущей частоте , опорных импульсов, в ЗУ 1955 в качестве кода коррекции заносится среднее его значение Мо. Изменяя число М+ н;, хранящееся в ЗУ 19(код коррекции), можно корректировать объем тактового пакета и, темсамым, период следования тактовыхимпульсон (фиг.2),Импульс точного времени, поступивиий на щину 1 синхронизации, переключает триггер 2 н единичное состояние, Нулевой потенциал его ицнерсц 1 го выхода прекращает прохождениеопорных ичпульсон через элемент И 5.Единичный потенциал прямого выходятриггера 2 через элемент Ш 1 И 9 устнанливает делитель 14 частоты итригГер 22 в нулевое состояние, Этотже потенциал разрещает прохождениеопорных импульсов через элемент И 6.,Дальцейщий ход коррекции зависит отсостояния счетчика 15 времени.Если до прихода импульса точноговремени отсчет нремени велся с опережением, то к моменту приходя импульсасчетчик 15 заполняется, переходит инулевое состояние и насчитывает цеко.торое число тактовых ипульсон дН.Поскольку величина погрещности отс .е -та й 11 намного меныче числа М тактовыхимнульсон за период Т (а следовательно,и емкости счетчика 15), то старший разряд счетчика 15 имеет цуленопотенциал, который через иннертор 11разрещает прохождение опорных имгудьсон (импульсон досчета, с выхода элемента И 6 через элемент И 7 на входвычитания счетчика 15, который цачц -нает ускоренный счет н обратном направлении - к нулевому состоянии.Если отсчет времени велся с отставанием, то к приходу импульса точцогвремени выход стариего разряда счетчика времени имеет единичный потенциал, который разренает прохождениеопорных импульсов с выхода элементаИ 6 (импульсов досчета) через элементИ 8 и элемент ИЛИ 10 на вход суммирования счетчика 15, который в этомслучае начинает ускоренный досчетв прямом направлении до заполненияи перехода в нулевое состояние. Припереходе в нулевое состояние счетчик15 меняет потенциал на выходе старшего разряда, что соответствует дляпоследуищих счетчиков времени недостающей единице переноса.В обоих случах коррекция показаний завернается переходом счетчика15 в нулевое состояние, формированиемна его нулевом выходе импульса, который, поступая на Р-вход триггера 2,37".771устанац:тцвает триггер в исходное 1 ету:тевое ) состояние. Устройство возобцоет.тяет отсчет времеци. Суттественцо, что в обоих случаях коррекции покатаций для перевода счетчика 15 в цу 5 левое состояцтте требуется числг имЦУЛЬСОВ ДОСЧЕта, РаВЦОЕ ОтКГЕОЦЕЦЦтс 111 актического отсчета числа тактовыхцм тульсов за истекший период . От 10фцомицальцого цх числа 1:(2)25 1)тетцтдно, что для устранения погрешности цеобходтпто статтовите код коррекици И, + г;, , при котором выполняется равенство(с) Таким образом, для устрацения погрегптости отсчета ттнеобходимо код 4 коррекции избецить на величицу, еи пропорциональцутс, Причем при опережении хода код коррекции следует увеличить, при отставании - уменьшить.В целях упроттения техцической реализатци в предлагаемом устроцстве принято коцструктивцое допуттецие.)т 1 обстоятельство используется для корректтии хода отсчитав 3 а период Т между двумя цмп;лтсами точного времени Аормируетсц ",Г опорных импульсоц, Если ц ит.текшем гтериоде Т значетцте кола коррекции+ гт не со 1отвс тствовало текутте.ю зцатетцтк час тотьт г и, как результат, было сЛормцроватк 1; + а.1 тактовых импульсов, то с учетом 1) и для осутчествления коррекц:пт ходадостаточно импульсы досчета, поступа- тст 1 ИЕ ПРИ КОРРЕКЦИИ ПОКаЗаинй На СЧЕТ- чик 15, одновременно подать на соответствуктттие счетепте входы ВУ 19. В предттагаемом устройстве зти импульсы п 1 цтходят через элемент И 16 цли 17 (Лиг.3 и 4),Резулетаттт коррекции хода удовлетверительны при условии, что погрешность отсчета Л 11 получена за один интервал Т. В том случае, если предыдущие импульсы точного времени потем или иным причинам не поступили, погрешность отсчета накапливается; коррекция хода в этом случае может привести к резкой расстройке работы устройства. 11 ття исключения влияния подбного накапливания погретцности Отсчета служат 1)-триггеры 12 и 13. Входы тактов этих триггеров подклвчецет к выходу старшего разряда счетчика 5, на ко гором в середине ицтервала Т формируется положительный перепад напряжения.При прохождении этого перепада триггер 12 всегда устанавливается в нулевое положение (так как его входимеет потенциал логического нуля по .тояцно), а триггер 13 принимает состояние, в котором был триггер 12 до прихода перепада, и сохраняет ЭтО СОСТОЯНИЕ ДО ПРИХОДа СЛЕДУтсттЦЕГО перепада с выхода счетчика 15. Триггер 12 может устанавливаться в единичное состояние только при поступлении и;тпульса точного времени высоким потенциалом с прямого выхода триггера 2. Таким образом, если в начале интервала времени Т поступает импульс точного времени, триггер 12 находится в единичном состоянии первуи половину этого интервала, триггер 13 - с середины этого интервала до середины следувг 1 его. Поэтому при поступлении очередного импульса точного времени импульсы досчета проходят через один из элементов И 16 или 17 и код коррекции изменяется. Если импульс точного времени пропущен, триггер 12 остается в нулевом состоянии, в середине интервала Т григгер 13 также проходит в нулевое состояние, поэтому нулевым потенциалом его прямого выхода элементы И 16 и 17 закрываются. Следовательно, корректирутттся только показания счетчика 15, а код коррекции сохраняетсябез изменения (Лиг.51. Формула изобретения5Устройство для отсчета времени, содержащее генератор, запоминавщее устройство, счетчик времени, коммутатор задержки, делитель частоты и счетчик задержки, причем счетный вход делителя частоты соединен с первым выходом коммутатора задержки, второй выход которого подклвчен к счетному входу счетчику задержки, о т л и ч а в щ е е с я тем, что, с цельв повьпяения точности отсчета времени путем автоматической полной коррекции темпа отсчета при привязке показаний устройства к сигналам точного времени, и него введены чина синхронизации, нина начальной установки, три триггера, несть элементов И, дна элемента ИЛИ, иннертор и элемент И 3 И-НЕ, а счетчик времени выполнен в виде реверсивного счетчика, запоминавщее устройство выполнено в виде реверсивного счетчикас пинами предварительной записи исчетчик задержки выполнен н ниде вычитавщего счетчика, причем выход генератора соединен с первыми входами первого и второго элементов И, выход первого элемента И подклвчен к первому входу коммутатора задержки, второй вход которого подклвчен к вы 35 ходу элемента Ю 1 И-НЕ, нина синхронизации соединена с входом установки в 1 первого триггера, прямой выход которого подклвчен к первому входу первого элемента ИЛИ, входу установки в "1 и второго триггера и второму входу второго элемента И, соединенного выходом с первыми входами третьего и четвертого элементов И, виня начальной установки соед:пе - ня с вторым входом первого элемента ИЛИ, входом сброса счетчика времеи и входом стробя записи запомицявщего устройства, нычитавщий и суммирувщий входы которого подклвчены соответственно к выходам пятого и;честого элементов И, выход четвертого элемента И соединен с первыми входами пятого элемента И и второго элемента И.1 И, выход которого соединен с суммирувщим входом счетчика времени, я второй вход второго элемента Ш 1 И подклвчец к выходу счетчика задержки и первому входу элемента И 1 И-НЕ, выход третьего элемента И соединен с первым нхс дом щестого элемента И и нычитявщимвходом счетчика времени, нулевой выход которого подклвчен к входу сброса первого триггера, соединенного своим инверсным выходом с вторым входом перного элемента И, стяргцьй разряд счетчика времени соединен с вторым входом четвертого элемента И, счетными входами второго и третьего триггеров и через иннертор - с вторым входом третьего элемента И, вторые входы пятого и щестого элементов Ипсдклвчены к ныходу третьего триггераI подклвченного своим входом Г к выходу второго триггера, вход Р которого подклвчен к общей иине устрой тця, выход первого элемент; ИЛИ соединен с третьим входом коммутатора задержки и входом сброся делителя частоты, выход переполнения которого подклвчен к второму входу элемент ИЛИ-НЕ и входу стробя записи счетчика задержки, подклвченного своими входами данных поразрядно к выходам запоминавщего устройстна.Ы 7 РЛ ИЯИ Зл УЛГслгжю ЮЛ 7 фОЖЮжигульРр гюеиР 7,ООРГГ Су 758 реж СоглюяюаеАадд Г 8 ыход нуля 3 опоиинакхцееусюройсгМЬ Юсослоянае13797 71Жчлуяьс щачн. Времени Триггер Г четок О дрелью/ дь/хОУ Вьцод нуля Залъююащ усср. РУ, стлюяжгечная ржени Сжююк 75 8 р Й; А/у. Р" Тригг триггер ыгггр У,УЩг. Х