Вторичные кварцевые часы для синхронизации генератора псевдослучайной последовательности

(5 ц 5 6 04 С 11/02 ТЕНИ сится к прибороь использовано в тройствах и при иного времени, в о времени-переенным параллельым позиционным является расширезможностей за счет сти синхронизиролучайной последо. ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(ГОСПАТЕНТ СССР) САНИЕ ИЗ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(56) Авторское свидетельство СССРФ 824115, кл, 6 09 С 11/02, 24,03,78,Авторское свидетельство СССР3 Ф 1403012, кл. 6 04 С 11/02; 1982,(54) ВТОРИЧНЫЕ КВАРЦЕВЫЕ ЧАСЫ ДЛЯСИНХРОНИЗАЦИИ ГЕНЕРАТОРА ПСЕВДОСЛУЧАЙНОЙ ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТИ(57) Использование: приборостроение, синхронизирующие устройства системы единого времени. в которых информация овремени передается иммитозащищеннымпараллельным двоично-десятичным позиИзобретение отно строению и может быт синхронизирующих ус разработке систем.ед которых информация дается иммитозащищ ным двоично-десятичн кодом. Целью изобретения ние функциональных во обеспечения возможно вать генераторы псевдос вательности, Я 21835532 А 1 2ционным кодом. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. Сущность: вторичные кварцевые часы для сихронизации генератора ПСП содержат кварцевый генератор, делитель частоты, логическую схему, счетчик времени, индикатср, три триггера, элемент И-,НЕ, формирователь импульсов, схему сравнения кодов, шину импульсов точного времени, шину разрешения коррекции, шину выходных импульсов, Достижению поставленной цели способствует введение схемы начальной установки, схемы контроля четности, дешифратора сигналов состояния, второго формирователя импульсов, трех элементов НЕ, двух элементов И, второго элемента И-НЕ, буферного регистра и чет- З вертого триггера. В описании приведены структурная схема часов и схемы некоторых элементов, поясняющие их конкретное исполнение. 1 ил.Фе На фиг.1 приведена функциональная схема вторичных кварцевых часов для синхронизации генераторов ПСП; на фиг.2 - схема начальной установки; на фиг,3 - схема формирователя импульсов; на фиг.4 - схема .счетчика времени.Вторичные кварцевые часы для синхро низации генераторов ПСП (фиг.1) содержа 1 кварцевый генератор 1, делитель 2 частоты, логическую схему 3, счетчик 4 времени, индикатор 5, первый триггер 6, второй триггер 7, третий триггер 8, первый элемент И-НЕ 9, схему 10 начальной установки, первыйФормирователь 11 импульсов, схему 12 контроля четности, схему 13 сравнения кодов., дешифратор 14 сигналов состояния, шину 15 импульсов точного времени, шину 16 разрешения коррекции, шину 17 входных импульсов, второй формирователь 18 импульсов, первый элемент НЕ 19, первьй элемент И 20, второй элемент И-НЕ 21, второй элемент И 22, буферный регистр 23, четвертый триггер 24, второй элемент НЕ 25 л третий элемент НЕ 26.Бина 16 разрешения коррекции соединена с информационным входом перво-о триггера 6 и входами дешифратора 14 сигналов состояния, выход которого соединен с первым входом первого элемента И %0, выход которого соединен с установочными входами первого формирователя 11 импульсов, четвертого триггера 24, второго триггера 7 и первого триггера 6, тактовый вход которого .соединен с выходом кварцевого генератора 1 и счетным входом делителя частоты 2, а прямой выход - с первым тактовым входом первого формирователя 11 импульсов и тактовым входом второго триггера 7, информационный вход которого соедйнен с выходом схемы 12 контроля четности, входы которой соединены с шиной 15 импульсов точного временл и информационными входами буферного регистра 23, выходы которого соединены с второй группой входов схемы 13 сравнения кодов и информационными входами счетчика 4 времени, выходы информации которого соединены с входами индикатора 5, а выходы миллисекунд, секунд, минут и часов соединены с шиной 17 выходньх импульсов и первой группой входов схемы 13 сравнения кодов, причем вь 1 ход старшего разряда часов соединен также с первым тактовым входом второго формирователя 18 импульсов. установочный вход которого соединен с выходом схемы 10 начальной установки, а лнверсный выход - с вторым входом первого элемента И 20, с шиной 17 выходных лмпульсов, с входом второго элемента НЕ 25 и с вторым входом второго элемента И-НЕ 21, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера 6, а выход - с установочным входом делителя 2 частоты, пятый выход которого соединен с четвертым входом логической схемы 3, четвеотый и второй выходы соединены с шиной 17 выходных импульсов, третий его выход соединен с третьим входом логической схемы 3, а первый выхОд - со вторым тактовым входом второго Формирователя 18 импульсов, тактовым входом третьего триггера В и вторым тактовым входом первого Формирователя 11 импульсов, прямой выход которого сое 50 55 5 10 15 20 25 30 35 40 45 динен со вторым входом второго элемента И 22, первый вход которого соединен с выходом второго триггера 7 и с информационным входом четвертого триггера 24, а выход - с тактовыми входами буферного регистра 23 и четвертого триггера 24, выход которого соединен с первым входом первого элемента И - НЕ 9, с первым входом логической схемы 3 и с установочным входом третьего триггера 8, информационный вход которого соединен с выходом схемы 13 сравнения кодов, а выход - с вторым входом логической схемы 3 и вторым входом первого элемента И - НЕ 9, выход которого соединен с входом оазрешеиия записи счетчика 4 времени, счетный вход которого соединен с выходом логической схемы 3, а установочный вход - с выходом второго элемента НЕ 25.Схема начальной установки. приведенная на Фиг,2, работает следующим образом,После подачи напряжения питания конденсатор С в начальный момент не заряжен, при этом на входе элемента 01,1 и выходе схемы присутствует запрещающий сигнал нулевого уровня ., После заряда конденсатора С на входе элемента 01.1 и на выходе схемы устанавливается разрешающий сигнал уровня логической единицы. Постоянная времени заряда конденсатора С определяется параметрами элементов В 1, В 2, С и должна превышать длительность переходных процессов в цепях питания,Формирователь импульсов, приведенный на фиг.3, работает следующим образом. По сигналу низкого уровня, поступающему на вход Б Формирователя импульсов, происходит начальная установка первого и второго триггеров (О 1.1, 01.2). По перепаду из едиилцы в ноль сигнала, поступающего на вход С 1 формирователя импульсов, первый триггер переходит во второе состояние, По перепаду из единицы в ноль сигнала, поступающего на вход С 1 Формирователя импульсов, первый триггер переходит во второе состояние, По перепаду из единицы в ноль сигнала, поступаощего на вход С 2 формирователя импульсов, второй триггер переписывает состояние первого, Сигнал высокого уровня с прямого выхода второго триггера поступает на прямой выход формирователя импульсов, а сигнал низкого уровчя с инверсного выхода этого тригера через элемент И (02) поступает на инверсный выход Формирователя импульсов и на вход В первого триггера,что приводит к его возвращенлю в исходное состоянле. По второму перепаду из единицы в ноль сигнала, поступающего на вход С 2 Формирователя импульсов происходит запись состояния первого триггера, таким образом и второй триггервозвращается в исходное состояние. Придальнейшей работе происходит повторениевыше описанного цикла.Счетчик времени, приведенный нафиг,4, состоит из счетчиков миллисекунд(03,04,05), секунд (06, 07), минут (08, 09),часов (010, 011), дешифраторов миллисекунд (012, 013), секунд (015), минут (017),часов (019), элементов ИЛИ (01), НЕ (02) ирезистора й,Счетчик может работать в двух режимах; в счетном и параллельной записи информации, В счетный режим счетчиквремени переходит при условии отсутствияна его Ч входе нулевого потенциала. В этомрежиме происходит подсчет импульсов, поступающих на С вход счетчика времени,формирование на выходах счетчиков миллисекунд, секунд, минут и часов параллельного двоично-десятичного позиционного кодавремени. Сформированный таким образомкод времени поступает на шину выходныхимпульсов, а код секунд, минут и часов, через соответствующие умощнители, поступает на шину индикации. Дешифратормиллисекунд дешифрирует каждый тысячный импульс, дешифраторы секунд и минут- каждый шестидесятый импульс, а дешифратор часов - каждый двацать четвертыйимпульс, эти импульсы поступают через эле, менты ИЛИ на В входы соответствующихсчетчиков и сбрасывают последние; Общийсброс счетчика времени происходит по сигналу с уровнем логической единицы, поступающему на его К вход.В режиме параллельной записи по сигналу нулевого уровня, поступающему на.Чвход счетчика времени, происходит записьпараллельного двоично-десятичного позиционного кода, поступающего по шине данных на его О вход, Записанный кодпоступает на шину выходных импульсов ичерез умощнители на шину индикации, также как в счетном режиме,Вторичные кварцевые часы для синхронизации генераторов ПСП работают следующим образом.Перед началом работы (по включениюпитания) схемой 10 начальной установкиформируется кратковременный сигнал низкого уровня, который поступает на выходвторого формирователя 18 импульсов, затем - на шину 17 выходных импульсов, дляосуществления начальной установки ГПСП,а также - через первый элемент И 20, второйэлемент И - НЕ 21 и второй элемент НЕ 25,на установочные входы первого триггера 6.,второго триггера 7, первого формирователя11 импульсов. четвертого триггера 24, делителя 2 частоты. счетчика 4 времени и устанавливает последние в "0". В это же время происходит проверка схемой 12 контроля четности поступающего по шине 15 импульсов точного времени параллельного двоич 5 но-десятйчного позиционного кода временина соответствие разряду етности, дешифрация дешифратором 14 сигналов состояния сигналов, поступающих па шине 16 разрешения коррекции, и формирование 10 кварцевым генератором 1 последовательности тактовых импульсов стабильной частоты.При исправной работе комплекса единого времени на выходе дешифратора 14 15 сигналов состояния устанавливается сигналвысокого уровня, который разрешает работу первого триггера 6, второго триггера 7, первого формирователя 11 импульсов и четвертого триггера 24, после снятия сигнала 20 начальной установки, С приходом на информационный вход первого триггера 6 сигнала "Запрет кода", который запрещает использование значения кода времени в моменты его смены, на выходе триггера формируется 25 сигнал низкого уровня, который удерживаетделитель 2 частоты в сброшенном состоянии до прекращения действия сигнала "Запрет кода". По заднему фронту этого сигнала происходит запись результата про верки на соответствие разряду четности кода точного времени и формирование первым формирователем 11 импульсов импульса записи, При соответствии разряду четности кода точного времени на выходе 35 второго триггера.7 устанавливается сигналвысокого уровня, разрешающий прохождение импульса записи и на вход эапйси буферного регистра 23 и на тактовый вход четвертого триггера 24, По этому импульсу 40 происходит запись текущего значения кодаточного времени в буферный регистр 23 и запись сигнала высокого уровня в четвер, тый триггер 24, который разрешает работутретьему триггеру 8, Код точного времени с 45 выхода буферного регистра 23 поступает навторую группу входов схемы 13 сравнения кодов, на первую группу входов которой поступает код времени, формируемый счетчиком 4 времени. При совпадении кодов на 50 выходе схемы 13 сравнения кодов устанавливается сигнал высокого уоовня, который записывается в третий триггер 8, после чегосчетчик 4 времени переходит в режим параллельной записи, т.к. с выхода первого 55 элемента И-НЕ 9 на вход разрешения записи счетчика 4 времени приходит сигнал низкого уровня. С приходом следующих сигналов "Запрет кода" цикл повторяется с той лишь разницей, что код точного времени с выходов буферного регистра 23 поступает10 15 20 30 35 40 45 50 55 Чна шину 17 выходных импульсов и на первую группу входов схемы 13 сравнения кодов через счетчик 4 времени. Значения кода времени индицируются на индикаторе 5,Выше описанный режим работй вторичных кварцевых часов осуществляется непосредственно от комплекса единого времени высокой точности, поэтому ГПСП, получающий сигналы но шине 17 выходных импульсов будет работать синхронно с другими ГПСП, подключенными к системе единого времени аналогичным образом.Кроме синхронного часы имеют еще два режима работы:1. режим удержания синхронизма;2. режим вхождения в синхронизм, В режиме удержания синхронизма часы переходят в случае выхода из строя комплекса единого времени. В этом случае на выходе дешифратора 14 устанавливается сигнал низкого уровня, который через первый элемент И 20 запрещает работу первого триггера 6, второго триггера 7, первого формирователя 11 импульсов и четвертого триггера 24. Последйий, в свою очередь,сигналом низкого уровня на своем выходе удерживает в нулевом состоянии третий триггер 8. Это приводит к тому, что счетчик 4 времени переходит в счетный режим, т.к. на его входе разрешения записи устанавливается сигнал высокого уровня, а на счетный вход поступают тактовые импульсы частотой 1 кГц, Эти импульсы формируются на пятом выходе делителя 2 частоты и поступают на четвертый вход логического элемента 3, а комбинация сигналов "00" на первом и втором входах этогоэлемента соответствует коммутации четвертого входа с выходом. Таким образом, на шину 17 выходных импульсов продолжает поступать код времени, но уже сформированный вторичными часами, а не комплексом единого времени. Но, т.к. последовательность импульсов формируется на базе высокостабильного кварцевого генератора 1, ГПСП может удерживаться в синхронном режиме длительное время. Продолжительность работы в этом режиме зависит от требований, предъявляемых к точности синхронизации генераторов, и от времени, необходимо для восстановления работоспособности комплекса единого времени.Режим вхождения в синхронизм осуществляется следующим образом,После восстановления работоспособности комплекса единого времени на выходе дешифратора 14 сигналов состояния устанавливается сигнал высокого уровня, который разрешает работу первого триггера б, второго триггера 7, первого формирователя 11 импульсов и четвертого триггера 24, а схемой 12 контроля четности производится проверка кода точного времени на соответствие разряду четности. С приходом на информационный вход первого триггера 6 сигнала "Запрет кода" на его выходе форми руется сигнал низкого уровня, который обнуляет делитель 2 частоты и удерживает его в сброшенном состоянии до прекращения действия сигнала "Запрет кода". По заднему фронту этого сигнала происходит запись результата проверки на соответствие разряду четности кода времени и формирование первым формирователем 11 импульсов импульса записи в буферный регистр 23. При соответствии разряду четности кода времени на выходе второго триггера 7 устанавливается сигнал высокого уровня, разрешающий прохождение импульса записи на тактовый вход буферного регистра 23 и.на тактОвый вход четвертого триггера 24. По этому импульсу происходит запись текущего значения кода точного времени в буферный регистр 23 и запись сигнала высокого уровня в четвертый триггер 24, который разрешает работу третьему триггеру 8, Код точного времени с выхода буферного регистра 23 поступает на вторую группу входов схемы 13 сравнения кодов, на первую группу входов которой поступает код времени, формируемый счетчиком 4 времени. При несовпадении кодов на выхоДе схемы 13 сравнения кодов устанавливается сигнал низкого уровня, который при записи в третий триггер 8 не изменит его предыдущего состояния, .т.е. на первом и втором входах логической схемы 3 установятся сигналы высокого и низкого уровней, соответственно, что соответствует коммутации третьего входа логической схемы 3 с его выходом, Таким образом, на счетный вход счетчика 4 времени поступают тактовые импульсы высокой частоты с третьего выхода делителя 2 частоты. Это приводит к ускоренной смене временных значений, т.е. си%алов, поступающих на. шину 17 выходных импульсов, что вызывает ускоренную работу ГПСП, Через некоторое время значения кодов времени совпадут и на выходе схемы 13 сравнения кодов установится сигнал высокого уровня, запись которого в третий триггер 8 приведет к установке синхронного режима работы. т.к, на входе разрешения записи счетчика 4 времени установится разрешающий сигнал низкого уровня, по которому код точного времени с выхода буферного регистра 23 будет поступать на шину 17 выходных импульсов счетчик 4 времени, Таким образам, во всех режимах работы последовательность импульсовнепрерывна и каждому значению времени соответствует строго определенное количество импульсов.При описании функционирования устройства не упоминалось о том, что эа время работы в режиме удержания синхронизма часы могут как отставать, так и уходить вперед, Это объясняется тем, что код времени цикличен, а счетчик 4 времени может корректироваться на всю глубину, Поэтому при 10опережении эталонного значения времени счетчик 4 времени формирует код времени до 24 ч, после чего на выходе третьего элемента НЕ формируется и.репад сигнала из"1" в "0", по которому второй формирователь 18 импульсов формирует импульс сброса, после чего режим вхождения в синхронизим продолжается до совпадения значений одов времени.Предлагаемые вторичные часы для синхронизации ГПСП выгодно отличаются от 15 20 прототипа тем, что обладают:1. высокой достоверностью получаемой информации, за счет контроля четности получаемого кода времени;2. высокая точность вхождения в синхронизм, т.к, код точного времени поступает с дискретом в 1 млс, а делитель частоты обнуляется на время смены значений кода;3. полным автоматизмом в работе, т.к. в схеме сравнения кодов происходит полное сравнение кодов, а счетчик времени корректируется на всю глубину.Часы позволяют синхронизировать работу электронной аппаратуры, работающей в реальном масштабе времени, в частности ГПСП, что расширяет функциональные воз- можности вторичных часов.На дату подачи заявки изготовлен опытный образец устройства, который прошел госуДарственные испытания.Ф ормул а изобретения Вторичные кварцевые часы для синхронизации генератора псевдослучайной по 25 30 35 40 следовательности, содержащие кварцевый 45 генератор, делитель частоты, логическую схему, счетчик времени, индикатор, первый, второй и третий триггеры, элемент И-НЕ, формирователь импульсов, схему сравнения кодов, шину импульсов точного време ни, шину разрешениФ коррекции и шину выходных импульсов, причем выход кварцевого генератора соединен со счетным входом делителя частоты, пятый выход которого соединен с четвертым входом ло гической схемы, второй вход которой соединен с выходом третьего триггера и вторым входом первого элемента И-НЕ, а выход - со счетным входом счетчика времени, выходы индикации которого соединены с входами индикатора, а выход секунд - с первой группой входов схемы сравнения кодов, выход которой соединен с информационным входом третьего триггера, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в них введены схема начальной установки, сх ча контроля четности, дешифратора сигналов состояния, второй формирователь импульсов, три элемента НЕдва элемента И, второй элемент И-НЕ, буферный регистр и четвертый триггер., а в счетчик времени дополнительно введен счетчик миллисекунд, причем шина разрешения коррекции соединена с информационным входом первого триггера и входами дешифратора сигналов состояния, выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с установочными входами первого формирователя импульсов,четвертого. второго и первого триггеров, тактовый вход которого соединен с выходом кварцевого генератора, а инверсный выход - с первым тактовым входом первого формирователя импульсов, первым входом второго элемен- та И-НЕ и тактовым входом второго триггера, информационный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вход которого соединен с выходом схемы контроля четности, входы которой соединены с шиной импульсов точного времени и информационными входами буферного регистра, выходы которого соединены с второй группой входов схемы сравнения кодов и информационными входами счетчика времени, выходы часов, минут и миллисекунд которого соединены с первой группой входов схемы сравнения кодов, а выходы миллисекунд, секунд, минут.и часов соединены также с шиной выходных импульсов, а выход старшего разряда часов соединен также с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым тактовым входом второго формирователя импульсов, установочный вход которого соединен с выходом схемы начальной установки, а инверсный выход - с вторым входом первого элемента И, с шиной выходных импульсов, с входом второго элемента НЕ и с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с установочным входом делителя ча; стоты, четвертый и второй выходы которого соединены с шиной выходных импульсов, третий его выход - с третьим входом логической схемы, а первый выход - с вторым тактовым входом второго формирователя импульсов, тактовым входом третьего тр 1 ггера и вторым тактовым входом первого формирователя импульсов, прямой выход которого соединен с вторым входом второгоэлемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера и с информационным входом четвертого триггера, а выход - с тактовыми входами буферного регистра и четвертого триггера, выход которого соединен с установочным входом третьего триггера, с первым входом логической схемы и первым входом первого элемента ИНЕ, выход которого соединен с входом разрешения записи счетчика времени, уста новочный вход которого соединен с выходом второго элемента НЕ,1835532 Составитель Ю. КриворучкТехред М.Моргентал ктор В. ПетР зловд кто Заказ 2982 Тираж ПодписноеВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытия113035. Москва, Ж, Рауаская наб 4 Я КНТ С Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина,.1