Устройство фазирования шкалы времени электронных часов

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК 19) С 04 Р 5/О Ь 7 0 Й ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНАВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ К соединен к"треФьетеля грубой попран- ходу которого подФд блока управления, ого подсоединен к выход которого по му входу формиров ки, к четвертому ключен второй вых третий выход кото(21 (22 (46 му входу т ггера, вых третьему в котороду вто- тий о подсоедине рого элемента И, выход формироват подсоединен к вт при это ля грубои поправки рому входу первого вертый выход подсое входу первого элевход формирователя вляется входом опорпричем выход И подсоевходу кое с я элемент ч ьемдинен к тр мента И, а грубой поп ят ки меток времен первогб элемент динен кммутатора,тем, что,и фазирова- введены ответствующемут л и ч а ю щ елью по ен точност в него шкалы времени сле ов ельно соеди и третий эл нные элемент ыГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР 9 617767, кл. С 04 Р 5/00, 1977.2. Устройство фазирования шкалы времени электронных часов, Изделие ТСЮИ 466738,001 (прототип). (54)(57) УСТРОЙСТВО ФАЗИРОВАНИЯ ШКАЛЫ ВРЕМЕНИ ЭЛЕКТРОННЫХ ЧАСОВ, содержащее последовательно соединенные генератор, линию задержки с отводами, коммутатор, формирователь эталонных меток времени, блок управления, реверсивный счетчик, триггер, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого подсоединен к второму входу реверсивного счетчика, к третьему входу которого подключен выход второго элемента И через второй элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход формирователя грубой поправки, второй выход которого подсоединен к первоМу входу второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И и подключен к первому входу формирователя грубой поправки, к второму входу которого подключен второй выход формирователя эталонных меток времени, первый ход которого подсоединен к дополнительному входу коммутатора, к .второму входу третьего элемента ИЛИ подключен выход второго элемента И,второй вход которого подключен к первому входу третьего элемента И, квторому входу которого подключен четвертый выход блока управления, атретий вход объединен с пятым входомформирователя грубой поправки, первыйвход которого подключен к выходу коммутатора.Изобретение относится к приборостроению и измерительной технике ипредназначено для фазирования шкалывремени автономных приборов.Известно устройство для введенияпоправок в шкалу времени, содержащеепоследовательно соединенные генератор, линию задержки с отводами,блок совпадения, элемент ИЛИ и формирователь эталонньж меток времени, 1 Опоследовательно соединенные первыйэлемент И, счетчик набора поправкии триггер, выход которого подсоединен к первым входам первого, второго и третьего элементов И, вторые 15входы которых объединены и подключены к выходу генератора, а такжетриггер знака поправки, выходы которых подсоединены к третьим входамвторого и третьего элементов И, выходы которых подсоединены к соответствующим входам регистра сдвига,выходы которого подсоединены к соответствующим входам блока совпадения 1 .25Недостаток указанного устройствадля введения поправок в шкалу времени - недостаточная точность фазирования шкалы времени.ЗОНаиболее близким к предлагаемому.является устройство фазирования шкалы времени электронных часов, содержащее последовательно. соединенные генератор, линию задержки с от- водами, коммутатор, формирователь эталонных меток времени, блок управления, реверсивный счетчик, триггер, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого подсоединен к второму входу реверсивного счетчика, к третьему входу которого подключен выход второго элемента И через второй элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход Формирователя грубой поправки, второй выход которого подсоединен к первому входу второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И и подключен к первому входу формирователя грубой поправки, к второму входу которого подключен второй вьжод формирователя эталонных меток времени, первый выход которого подсоединен к третьему входу формирователя гру бой поправки, к четвертому входу которого подключен второй выход блока управления, третий выход которого подсоединен к второму входу триггера, выход которого подсоединен к третьему входу второго элемента И, при этом третий выход формирователя грубой поправки подсоединен к второму входу первого элемента ИЛИ, четвертый выход подсоединен к третьему входу первого элемента И, а пятый вход формирователя грубой поправки является входом опорных меток времени, причем выход первого элемента И подсоединен к соответствующему входу коммутатора, к дополнительному входу которого подключен выход второго элемента И, а выход генератора подключен к второму входу первого элемента И 21 .1Недостатком известного устройства фазирования шкалы времени электронных часов также является низкая точность Фазирования шкалы времени,Цель изобретения - повышение точности фазирования шкалы времени.Указанная цель достигается тем, что в устройство Фазирования шкалы времени электронных часов, содержащее последовательно соединенные генератор, линию задержки с отводами, коммутатор, Формирователь эталонных меток времени, блок управления, реверсивный счетчик, триггер, первый элемент И и первый элемент ИЛИ, выход которого подсоединен к второму входу реверсивного счетчика, к третьему входу которого подключен выход второго элемента И через второй элемент ИЛИ, к второму входу которого подключен первый выход формирователя грубой поправки, второй выход которого подсоединен к первому входу второго элемента И, второй вход которого объединен с вторым входом первого элемента И иподключен к первому входу формирователя грубой поправки, к второму входу которого подключен второй выход формирователя эталонных меток времени, первый выход которого подсоединен к третьему входу формирователя грубой поправки, к четвертому входу которого подключен второй выход блока управления, третий выход которого подсоединен к второму входу триггера, выход которого подсоединен к, третьему входу второго элемента И, при этом третий выход Формирователя грубой поправки подсоединен к второму входу первого. элемента ИЛИ, четвертый выход подсоединен к третьему входу720 1 О С выхода элемента ИЛИ 24, являющегося выходом коммутатора 3 выходные импульсы поступают на входы триггеров 25 и 26. При этом к выходу 15 коммутатора 3 может быть подключентолько один из восьми задержанных импульсов. С выхода коммутатора 3 импульсы поступают на вход формирователя 4, который формирует на первом з 1084.первого элемента И, а пятый вход формирователя грубой поправки являетсявходом опорных меток времени, причемвыход первого элемента И подсоединенк соответствующему входу коммутатора,введены последовательно соединенныетретий элемент И и третий элементИЛИ, выход которого подсоединен кдополнительному входу коммутатора,к второму входу третьего элементаИЛИ подключен выход второго элемента И, второй вход которого подключен к первому входу третьего элемента И,ф к второму входу которогоподключен четвертый выход блока управления, а третий вход объединенс пятым входом формирователя грубойпоправки, первый вход которого подключен к выходу коммутатора,На фиг. 1 представлена структур Оно-электрическая схема устройствафазирования шкалы времени электронных часов; на фиг. 2, 3, 4 - структурно-электрические схемы коммутатора, блока управления и формирователя грубой поправки соответственно; на фиг. 5 и 6 - временные диаграммы, поясняющие работу устройства.Устройство фазирования шкалы 30времени электронных часов содержитгенератор 1, линию 2 задержки с отводами, коммутатор 3, формирователь4 эталонных меток времени, блок 5управления, триггер 6, первый и вто 35рой элементы И 7 и 8, формирователь9 грубой поправки, первый и второйэлементы ИЛИ 10 и 11, реверсивныйсчетчик 12, третий элемент И 13 итретий элемент ИЛИ 14.Коммутатор 3 (фиг, 3) содержитэлементы И 15-22, реверсивный счетчик 23, элемент ИЛИ 24 и триггеры25 и 26.Блок 5 управления (фиг. 4) содержит триггер 27, элемент И 28, регистр 29 сдвига и формирователь 30интервала.Формирователь 9 грубой поправки(фиг. 2) содержит триггер 31 эле 50менты И 32 и 33, триггер 34 знака,триггеры 35 и 36, элементы И 37 и 38.Устройство работает следующий образом.Генератор 1 формирует на выходе 55опорные импульсы в виде меандра, которые поступают на вход линии 2задержки, Линия 2 задержки формирует на выходах задержанные друг относительно друга импульсы, например,на 1/8 часть периода. Задержанныеимпульсы поступают на входы коммутатора 3. На первые входы элементовИ 15-22 коммутатора 3 поступают задержанные импульсы, а на вторые входы поступают управляющие импульсы свыходов разрядов реверсивного счетчика 23. выходе метки времени и на второмвыходе задержанные на полпериода метки времени. Метки времени поступаютна первый вход блока 5 и на третийвход формирователя 9, а задержанныеметки времени - на второй вход формирователя 9. Блок 5 управления предназначен для формирования управляющих импульсов. На первый вход элемента И 28 и на тактовый вход регистра 29 сдвига поступают тактовые импульсы из формирователя 4. При поступлении импульсного сигнала "Пуск" на второй вход блока 5 триггер 2 перекидывается и выходным сигналом открывает по второму входу элемент И 28. С приходом очередного тактового импульса на выходе элемента И 28 появляется импульс, по которому в первый разряд регистра 29 сдвига записывается еди.ница, а в остальные - нули. При смещении единицы в разрядах регистра 29 сдвига на его выходах формируются управляющие импульсы, длительность которых определяется периодом поступления тактовых импульсов, а на четвертом выходе длительность импульса определяется формирователем 30 интервала. Формирователь 30 интервала представляет собой многовходовый элемент ИЛИ, входы которого соединены с последовательными выходами разрядов регистра 29 сдвига, Количество входов элемента ИЛИ определяется частотой повторения меток времени и необходимостью формирования управляющего импульса заданной длительности.5 1084Работа устройства фазирования шкалы времени электронных часов предполагает периодическое поступлениеопорных меток времени, например, отнавигационного приемоиндикатора. 5Опорные метки времени формируютсянавигационным приемоиндикатором.Устройство фазирования работаетв двух режимах: точное фазирование;грубое фазирование, 10Устройство начинает работу с режима точного фазирования, которыйзадается управляющим импульсом начетвертом выходе блока 5 управления(выбор его длительности показывается 15ниже). При поступлении управляющегоимпульса с четвертого выхода блока 5на второй вход элемента И 13 начинается режим точного Фазирования, Приэтом на выходе элемента И 13 формируется импульс, который через элементИЛИ 14 поступает на дополнительный(вычитающий) вход коммутатора 3.Коммутатор 3 изменяет фазу выходныхимпульсов путем переключения выходов 25линии 2 задержки. Необходимо отметить, что к выходу коммутатора 3 может быть подключен только один из,выходов линии 2 задержки. Рассмотримодин из возможных случаев, в которомс выхода коммутатора 3 поступаетпоследовательность импульсов, например о , форма которых близка кмеандру, а опорная метка временипоступает в момент времени й(фиг. 5, ОМВ). При этом длительностьопорной метки времени равна, например, четверти, периода выходных импульсов генератора 1 (фиг. 5 а),При наличии разрешающего импульса на выходе блока 5 на выходе элемента И 13 формируются импульс,который через элемент ИЛИ 14 поступает на суммирующий (вычитающий)вход реверсивного счетчика 23. Приэтом фаза выходных импульсов коммутатора 3 изменится на 45", т.е. навыходе коммутатора 3 будет последовательность импульсов (фиг. 5 Ы . Необходимо отметить, что переключениеотводов линии 2 задержки производится в момент Ся (фиг. 5 и), т.е. поспаду выходного импульса коммутатора 3. Задержка переключения производится с помощью триггеров 26 и 25.(Фиг. 5, Т 26). Через периодопорных меток времени на вы"ходе элемента И 13 (фиг. 5, И 13) 720 бсформируется второй импульс,. который через элемент ИЛИ 14 также поступает на суммирующий (вычитающий) вход реверсивного счетчика 23. Фаза выходной последовательности импульсов коммутатора 3 .примет значение (фиг, 31) и т.д. Формирование импульсов на выходе элемента И 13 будет производится до тех пор, пока опорная метка времени будет совпадать с положительным полупериодом выходных импульсов коммутатора 3 и на второй вход элемента И 13 будет поступать разрешающий импульс.В рассматриваемом случае фаза выходной последовательности импульсов изменится на 90, Максимальная длительность разрешающего импульса с 1, поступающего с четвертого выхода блока 5 определяется произведением количества отводов п линии 2 задержки на период поступления опорных меток времени Т , т.е, С,1=п Т ,Таким образом, при поступленйикоманды "Пуск" блок 5 Формирует на четвертом выходе управляющий импульс длительностью 1, по которому производится изменение фазы в пределах периода выходных импульсов коммутатора 3, т.е. производится точная подстройка фазы импульсов относительно опорных меток, Этим достигается точное сведение фазы выходных импульсов коммутатора 3 с фазой опорных меток времени (фиг. 5-ф).Затем производится грубое фази;рование. Режим грубого фазирования начинается с момента поступления управляющего импульса с второго выхода блока 5 на четвертый вход формирователя 9. На пятый вход формирователя 9 поступают опорные метки времени (фиг, 6, ОМВ), на второй вход - метки времени Т (фиг. 6, Т), на первый вход - выходная. последовательность импульсов коммутатора 3(Фиг. 6, Вх.1), на третий вход - метки времени Т (фиг. 6, Т), на четвертый вход - разрешающий. импульс с блока 5 (фиг. 6, Вх.4). Элементы И 32 и 33 предназначены для формирования знака поправки. При этом выходной им пульс появляется на выходе только одного. элемента (И 32 и И 33, фиг.6, И 32). Выходной импульс перекидывает триггер 34 знака в соответствую1084720 50 Т213 ш щее состояние, определяя знак поправки. Выходные сигналы триггера 34 знака (фиг. 6, Т 34) поступают соответственно на третий вход элемента И 7 и на первый вход второго элемента И, 5 открывая один из них, и на вторые входы элементов И 37 и 38, на третьи входы которых поступают выходные им-. пульсы коммутатора 3, на четвертый вход - разрешающий импульс с второго 10 выхода блока 5, на первые входы - импульсы- Т соответственно с выходов триггеров 35 или 36 (фиг. 6 ,йТ) Длительность импульса Т определяется величиной поправки, т.е. величиной 15 задержки меток времени относительно опорных. При этом триггер 35 перекидывается в разрешающее состояние от импульсов меток времени и возвращается в исходное состояние импуль сами опорных меток времени, а триггер 36 перекидывается в разрешающее состояние импульсами опорных меток времени и возвращается в исходное состояние задержанными метками вре мени.На выходе элементов И 37 илиИ 38 (фиг. 6, И 38) формируется пачка импульсов, количество которых определяется величиной поправки дТ 30 и частотой повторения выходных импульсов коммутатора 3. Пачка импульсов поступает через элемент ИЛИ 10 на вычитающий (или через элемент ИЛИ 11 на суммирующий) вход реверсив- З 5 ного счетчика 12. Таким образом, в реверсивный счетчик 12 записывается код поправки ДТ, величина которого пропорциональна временной задержке меток времени относительно опорных меток времени. Формирователь 9 формирует пачку импульсов только в течение. одного периода меток времени. Перед началом работы формирователя 9 производится установка реверсивно го счетчика 12 в исходное состояние импульсом с первого выхода блока 5. После окончания записи пачки в ,реверсивный счетчик 12 с третьего выхода блока 5 на второй вход триггера 6 поступает импульс запуска, ко-. торый перекидывает триггер 6. При . отрицательной поправке дТ открывается элемент И 7, с выхода которого импульсы проходят на соответствующий (суммирующий) вход коммутатора 3 и через элемент ИЛИ 11 на суммирующий вход реверсивного счетчика 12. При положительной поправке д Т открывается элемент И 8, с выхода которого импульсы проходят через элементИЛИ 14 на дополнительный,(вычитающий) вход коммутатора 3 и через элемент ИЛИ 10 на вычитающий вход реверсивного счетчика 12.С поступлением импульса на входкоммутатора 3 производится изменение содержимого реверсивного счетчика 23 и, следовательно, переключение отводов линии 2 задержки такимобразом, что выходная. последовательность импульсов, поступающая на входформирователя 4 сдвигается,на величину, равную интервалу задержки междуотводами линии 2 задержки. Поступление импульсов на входы коммутатора 3и реверсивного счетчика 12 продолжается до момента обнуления реверсивного счетчика 12. При обнулении реверсивного счетчика 12 на его выходевырабатывается импульс, который возвращает триггер 6 в исходное состояние. При этом поступление импульсовна коммутатор З,и реверсивный счет-,чик 12 прекращается.Переключение отводов линии 2задержки производится коммутатором3 так же как в режиме точного фазирования в момент йп (фиг. 5 ц), т.е.по спаду выходного импульса коммутатора 3;На этом заканчивается режим грубого фазирования. Величина введеннойпоправки в режиме грубого фазирования равна произведению числа импульсов, поступивших на вход коммутатора 3, на величину интервала междуотводами линии 2 задержки,Таким образом, величина общей поправки, введенной в формирователь 4, определяется суммой двух поправок, введенных в режимах точного и грубого фазирования, При этом, ошибка измерения поправки определяется величиной интервала задержки между отводами линии 2 задержки. Вследствие равновероятного закона распределения ошибки фазирования в пределах интервала задержки между отводами линии 2 задержки среднеквадратическая ошибка б фазирования формирователя 4 в предлагаемом устройстве определяется формулой9 1084720 10 где ш - количество отводов линии 2 часов заключается в уменьшении ошибзадержки. ки фазирования по сравнению с иэвесттехнико-экономическая эффектив-ными устройствами и повышении ность предлагаемого устройства фази- точности фазирования шкалы врерования шкалы времени электронных 5 мени.1084720 и роекти Ф РЙЧЮЮУРераию ение фазы аказ 1995/40 Тираж 408 Поддисиое ал ППП "Патент", г.Узгор