Устройство для сличения эталонов времени

(19) ( ) 41096 А 04 С 11 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К АВТОРСКОМУ СВИД ЬСТВ рани менов, сее в. Д,Ва.А. и иче ди ьн ства, в которыадиоимпульс ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(71) Харьковский институт радиоэлектки им, акад, М.К.Янгеля(56) Дудник Б.СКащеев Б.Л., Коваль Юдр. Новый комплекс аппаратуры для сния эталонов времени и частоты по раметеорному каналу, - Измерителтехника, 1986, М 4, с,15. 4) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СЛИЧЕНОНОВ ВРЕМЕНИ Изобретение относится к радиотехнике,в частности к устройствам для высокоточного сличенма шкал территориально разнесенных эталонов времени и частоты, а такжеможет быть использовано в радионавигации и радиодальнометрии.Известны устройства для сличения эталонов времени и радионавигации, в которыхизлучаются и принимаются когерентные радиоимпульсы ряда частот. Временное запаздывание принимаемых сигналовопределяется путем измерения сдвига фазпринимаемых сигналов и собственныхопорных генераторов,Известны также устрой хизлучаются когереитные р ы.(57) Изобретение относится к радиотехнике, в частности к устройствам для сличения шкал территориально разнесенных эталонов времени, Для повышения точности сличения эталонов времени в устройство, содержащее канал формирования и излучения первого импульсного сигнала с частотой заполнения, равной частоте излучения, на передающей стороне введен блок формирования двухчастотного сигнала, а на приемной стороне, содержащей канал обработки и измерения временного положения первого сигнала, введен канал обработки и измерения временного положения двухчастотного сигнала, позволяющий уточнять временное . положение первого сигнала за счет большей эффективной ширины спектра двухчастотного сигнала. Неоднозначность отсчетов двухчастотного сигнала устраняется с помощьпервого сигнала. 4 ил,одной частоты, временное положение которых грубо измеряется по огибающей импульсов, а точно - по фазе высокочастотного заполнения.Недостатком устройств, в которых используются когерентные радиоимпульсы ряда частот, является неоднозначность измерений. Для устранения неоднозначности фазовых измерений на несущей частоте по огибающей импульса требуется сравнительо большое соотношение сигнал/помеха,Общими недостатками приведенных устройств являются значительные погрешности, обусловленные нестабильностями времени распространения радиоволн, поскольку устройства работают с односторон1741096 5 10 15 Он(1) = Омн эмап ин 1,Ов(т) = Омв ви ЙЪ 1 20 30 35 Т 1=трЛТ 50 ДЧС дом синхрогенератора 1, последовательно соединенные приемник 11 ДЧС, сигнальный вход которого соединен с вторым выходом переключателя 7, переключатель 12, дискриминатор 13 ДЧС, переключатель 14, измеритель 15 интервалов времени ДЧС, устройство 16 вывода информации, первый вход которого соединен с выходом измерителя 10 интервалов времени, В состав устройства входит также генератор 17 управляющих сигналов, вход которого объединен с первым входом измерителя 10 интервалов и соединен с выходом дискриминатора 9, первый, второй и третий выходы генератора 17 соединены с управляющими входами переключателей 7, 12 и 14 соответственно, но управляющие входы приемника 11 ДЧС и переключателя 14 объединены. Объединенные третий вход формирователя 3 ДЧС, второй вход синхрогенератора 1 и гетеродинный вход приемника 11 ДЧС являются входом сигналов эталона времени, причем в состав формирователя 3 ДЧС входит сумматор 22 сигналов, выход которого является выходом формирователя 3 ДЧС. Первый вход сумматора 22 соединен с эталоном сигналов через последовательно соединенные генератор 18 нижней частоты ДЧС и модулятор 19, Второй вход сумматора 22 соединен с эталоном сигналов через последовательно соединенные генератор 20 верхней частоты ДЧС и модулятор 21. Вторые входы модуляторов 19 и 21 соединены соответственно с первым и вторым выходом формирователя 23 модулирующих сигналов, входы которого являются входами сигналов эталона, Третий вход сумматора 22 является первым входом формирователя ДЧС, а в состав приемника11 ДЧС входят последовательно соединенные преобразователь 24 частоты, второй 40 вход которого соединен с выходом переключателя 29. Усилитель 25 промежуточной частоты и согласованный фильтр 26, первый и второй входы переключателя 29 соединены с гетеродинным входом приемника 11 ДЧС через гетеродин 27 нижней частоты и гете- родин 28 верхней частоты соответственно, а управляющий вход переключателя 29 является управляющим входом приемника 11 Устройство работает следующим образом. Формирователь 23 модулирующих сигналов вырабатывает импульсы Омн и Омв (фиг,4, 30 и 31), являющиеся огибающими амплитуд элементов ДЧС. Эти импульсы подаются к управляющим входам соответствующих модуляторов 19 и 21, на сигнальные входы которых поступают гармонические колебания верхней и нижней боковых частот с генераторов 18 и 20, фазированных сигналов эталона (обычно 1 МГц). С генератора 2 радиоимпульсов, и модуляторов 19 и 21 через сумматор 22 сигналов на вход усилителя 4 мощности подаются три импульса(фиг.4, 32) Оивл, следующие последовательно с интервалами не менее их длительности, имеющими частоты заполнения то, 1 н, в. Импульсы ДЧС 1 н и 1 в имеют когерентные заполнения, синхронизированные по фазе с эталоном В данной записи и на фиг,4 эа начало отсчета времени приняты, например, секундные импульсы эталона. После усиления радиоимпульсы излучаются антенной 6. Излучение собственных сигналов и прием сигналов корреспондента осуществляют в каждом пункте, для чего пункты оснащаются идентичными комплектами аппаратуры.Принимаемые сигналы, задержанные в среде распространения(фиг.4, 33, Опр), после прохождения антенного коммутатора поступают на вход переключателя 7, Этот переключатель в исходном положении обеспечивает подключение приемника 8 к первому выходу антенного коммутатора. После приема и фиксации временного положения первого импульса в момент времени Т 1 на выходе дискриминатора 9 появляется импульс(фиг,4, 33, Одскр), который подается на генератор 17 управляющих сигналов и стоповый вход измерителя 10 интервалов времени. Измеритель 10 интервалов времени, запускаемый синхрогенератором 1, производит измерение времени прихода первого импульса - Т 1, которое зависит от времени распространения в среде тр и сдвига шкал ЛТ Здесь знак + соответствует случаю, когда шкала времени в пункте приема опережает шкалу времени в пункте излучения, а знак -- наоборот, Оценка временного положения первого импульса производится по его огибающей. Генератор 17 управляющих сигналов вырабатывает импульсы Оус 1, Оуг, Оусэ (фиг,4, 35, 36 и 37, соответственно), предназначенныеые для управления переключателями 7, 12, 14, 29. Переключатели обеспечивают работу устройства в режиме приема, обработки и измерения времени прихода ДЧС.Импульс Оус 1 (фиг,4, 35) начинается до момента прихода первого импульс ДЧС изаканчивается после окончания второго импульса ДКС. Этот. импульс обеспечивает подключение с помощью переключателя 7 сигнального приемника 11 ДЧС(преобразователя 24 частоты) к второму выходу антенного коммутатора в течение времениприхода элементов ДЧС, Таким образом, импульсы ДЧС проходят через последовательно соединенные преобразователь 24, УПЧ 25 и согласованный фильтр 26. Импульс Оуо 2 (фиг.4, 36) начинается в интервале между приходящими первым и вторым импульсами ДЧС и заканчивается после окончания второго импульса ДЧ С. Этот импульс управ. ляет работой переключателей 14 и 29,Переключатель 12 обеспечивает подключение гетеродина 27 1 гн к гетеродинному входу преобразователя 24 во время приема импульса ДЧС с нижней боковой частотой, а во время приема импульса ДЧС с верхней боковой частотой подключает гетеродина 28 к гетеродинному входу преобразователя 24.Поскольку Ь - бн = Ь - Ъ = Ьч, а гете- родины синхронизированы по фазе с местынм. галоном, принимаемые сигналы для ДЧС на выходе УПЧ можно написать в видеОпрн(1) = Опрн 31 П 01 пч С - он Т 1) =гъ=Опрв 3 Гп аЬч ( - Т 1),овЮпчПосле прохождения согласованногофильтра 26 с помощью управляющих импульсов Оусз (фиг,4,.37), имеющих длительность больше длительности периода промежуточной частоты, переключателем производится временное стробирование не менее одного нулевого перехода в каждом из принимаемых импульсов в ДЧС. Дискриминатор 13 ДЧС осуществляет привязку к одному из нулевых переходов импульса Ьрч и одному - импульса Ьрв Оввх (фиг.4, 40) Временное положение первого нулевого перехода с точностью до целого числа периодов промежуточной частоты составляМн Щет Т 1 н = - Т 1, второго - Т 1 в = Т 1.Мпч ИпчПодключение к стартовому входу измерителя 15 интервалов ДЧС первого импульса с выхода дискриминатора 13 ДЧС в момент Т 1 и (фиг.4, 39), а к стоповомУ выхоДУ измеРителя.ДЧС второго импульса с выхода дискРиминатоРа (в момент Т 1 в) (фиг,4, 39)обеспечивает переключатель 14, управляемый напряжением Огсз (фиг,4, 37), Такимобразом, измеритель 15 интервалов времени ДЧС производит измерение Мв -ЛТ 1 дчс = Т 1 в - 1 1 н = Т 1 = - Т 1,пч пч где Л 1 = 1 ов - 1 он - ширина спектра ДЧС 10 Поскольку М и Ьч известны, можно определить Т 1 дчс, Измеренное в канале ДЧС значение Т 1 дчс является более точным, чем по огибающей первого импульса. Неоднозначность измерения Т 1 дчс по ДЧС устраняется с помощью однозначных, но более грубых измерений Т 1 по огибающей первого импульса, Ввиду неоднозначности Т 1 дчс измеритель 15 интервалов време 50 равляющих сигналов содержат счетчики, дешифраторы состояния и триггеры. Измеритель интервалов времени представляет собой счетчик. в старт-стоп ном режиме. Устройство вывода информации включает буферную память и согласующее устройство с ЦПМ,Предлагаемое устройство позволяет бо-лее точно измерять временное положение принимаемых сигналов по сравнению с прони ДЧС имеет емкость, равную периоду20 1Тп, = - . Поскольку импульсы ДЧС прохопчдят все тракты канала приема на одной и тойже промежуточной частоте, а результат измерений получается путем вычитания мо 25 ментов фиксации их временных положений,практически полностью устраняется влияние нестабильностей задержек приемноготракта на измерение Т 1 дчс, а, следовательно и Т 1. По измеренным значениям Т 1 иТ 1 лчс в каждом из сличаемых пунктов определяется сдвиг шкал по известным алгоритмам, один из которых реализован впрототипе,Входящие в состав устройства блоки ре 35 ализуются с помощью современной схемотехники. Генераторы 18 и 20 верхней инижней боковых частот, гетеродины 27 и 28реализуются на основе схем синтезаторов сфазовой автоподстройкой частоты. Пере 40 ключатели 7, 12, 14 и 29 выполняются набыстродействующих МСП транзисторах,Согласованный фильтр 26 выполняется в виде полосового или резонансного каскада сполосой, сопряженной с длительностьюэлемента ДЧС;В качестве дискриминатора ДЧС используется быстродействующий компаратор, Сихрогенератор 1, формирователь 23модулирующих сигналов и генератор 17 уптотипом за счет применения двухчастотного измерительного сигнала с большей эффективной шириной спектра и устранения влияния нестабильностей задержек в приемном канале ДЧС. 5 Формула изобретенияУстройство для сличения эталонов времени, содержащее. синхрогенератор, первый . выход которого соединен с управляющим 10 входом генератора радиоимпульсов, а второй выход присоединен к стартовому входу измерителя интервалов времени, последовательно соединенные усилитель мощности, антенный коммутатор и антенну, последова тельно соединенные приемник и дискриминатор, выход которого соединен со стоповым входом измерителя интервалов времени, выход которого соединен с входом блока вывода информации, причем вхо,ды синхрогенерато ра являются входами сигналов эталона времени,отличающееся тем,что,сцелью повышения точности сличения эталонов времени, между вторым выходом синхрогенератора и входом усилителя мощности введен формирователь двухчастотного сигнала (ДЧС), к другому входу которого подключен выход генератора радиоимпульсов, а между другим выходом антенного коммутатора и дополнительным входом блока вывода информации введены последовательно соединенные первый переключатель, приемникДЧС, второй переключатель, дискриминатор ДЧС, третий переключатель и измеритель интервалов времени ДЧС, а также введен генератор управляющих сигналов, выходы которого соединены соответственно с управляющим входом первого переключателя, с управляющим входом второго переключателя и с соединенными между собой управляющими входами приемника ДЧС и третьего переключателя, вход генератора управляющих сигналов соединен с выходом дискриминатора, вход приемника соединен с другим выходом первого переключателя, а другой вход приемника ДЧС соединен с входом синхрогенератора.,Кобылян едак оизводственно-и аз 2084 ВНИИПИ Гас ч, Ч Ч- ф Ч- .1- Ч Составитель В,КащееТехред М,Моргентал Тираж Подписноевенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССС 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 ьский комбинат "Патент", г, ужгород, ул.Гагарин