Способ сличения шкал времени и устройство для его осуществления

ЛВ еСОЮЗ СОВЕТСНИХщюакаиецакРЕСПУБЛИН 09 03)01)5 С 04 С 11/02 САН И ОБРЕТЕНИ саийюВаста(71) Харьковский институт радиоэлроники им. акад. М.К. Янгеля(56) Авторское свидетельство СССРР 673971, кл. С 04 С 11/02, 1976,Авторское свидетельство СССР9 712807, кл, С 04 С 11/02, 1977.(54) С 110 СОБ СЛИЧЕНИЯ ШКАЛ ВРЕМЕНИИ УСТРОЙСТВО ДПЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ектГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТПО ИЗОВРЕТЕНИЯМ И ОтНЕЫТИПРИ П 1 НТ СССР 2-.; у (57) Изобретение относится к радиотех-нике и может быть использовано в системах синхронизации пространственно независимых шкал времени по каналам с изменяющимся временем распространения сигналов. Целью изобретения является повышение точности сличения шкал времени. Устройство, реализующее способ сличения шкал времени, содержит. на ведущем и ведомом пунктах часы 1, преобразователь 2 сигналов часов в радиосигнал, формирователь 3 управляющих сигналов, блок деления 4, селектор 51644079 импульсов запуска, блок Формированияб сигналов шкап времени, определитель 7 интервалов времени, селектор 8принимаемых сигналов часов, дополнительный определитель 9 интервалов вре-,мени, Формирователь 10 сигнала "Знакпоправки", преобразователь 11 радиосигнала в сигналы часов, Для повьппения точности сличения шкал временипри появлении радиосвязи между ведущим и ведомым пунктами преобразователь 11 обнаруживает сигнал часов 1 ичерез селектор 8 запускает прямойсчет определителя 7, который измеряет время опережения принятым сигналомосновной шкалы времени относительносигналов опорной шкалы времени (местной), Сигнал с Формирователя 15 прекИзобретение относится к радиотехнике и может быть использовано в системах синхронизации пространственнонезависимых шкал времени по каналамс изменяющимся временем распространения сигналов.30Целью изобретения является повышение точности сличения шкал времеии.На фиг. 1 представлена временнаядиаграмма сигналов, поясняющая способсличения шкал времени; на Фиг. 2 -структурная электрическая схема устройства для осуществления способасличения шкал времени; на фиг. С - 5 -соответственно структурные электричес-.кие схемы Формирователя упРавляющих 40сигналов, селектора , импульсов запуска и Формирователя сигнала "Знак попРавки"Устройство для сличения шкал времени содержит на ведущем и ведомом пунк тах часы 1, преобразователь 2 сигналовчасов в радиосигнал, Формирователь Суправляющих сигналов, блок 4 деления,селектор 5 импульсов запуска, блок 6формирования сигналов шкал времени,определитель 7 интервалов времени, селектор 8 принимаемых сигналов часов,дополнительный определитель 9 интервалов времени, формирователь 10 сигнала "Знак поправки" и преобразователь11 радиосигнала в сигналы часов,55Часы 1 содержат генератор 12 эталонной частоты, корректор 13 сигналовшкал времени и делитель 14 частоты. ращает прямой счет определителя 7 ипереводит его в режим обратного счета, Когда показания определителя 7интервалов стянут равны нулю, производится запуск преобразователя 2. Переизлученный с задержкой сигнал часов;принятый преобразователем, через селектор 8 поступает на Формирователь10. Последний вырабатывает сигналыдля управления работой определителя9, который измеряет временное положение второго принятого сигнала основной шкалы относительно измерительной,шкалы времени и временное положениечетвертого принятого сигнала основнойпкалы времени относительно своей измерительной шкапы времени. 2 с. и С з.п.ф-лы, 5 ил. Блок 6 формирования сигналов шкалвремени содержит формирователь 15опорной шкалы времени и формирователь16 измерительной шкалы времени.Формирователь С управляющих сигналов содержит КЯ-триггер 17, блок1.8 задержки, первый и второй элементы И 19 и 20 и счетный триггер 21.Селектор 5 импульсов запуска содержит элемент И 22, КБ-триггер 23,делитель 24 частоты и элемент ИЛИ 25.Формирователь 10 сигнала "Знакпоправки" содержит первые элементыИЛИ 26 и И 27, первый и второй блоки28 и 29 задержки, КЯ-тригге СО, вторые элементы И 31 и ИЛИ 32, сумматорСС и преобразователь 34 сигнала поуровню.Сущность способа сличения шкал времени заключается в следующем,Время распространения сигнала впрямом - из ведущего пункта (А) в ведомый пункт (Б) и в обратном - из ведомого пункта (Б) в ведущий пункт (А)принимается одинаковым и равным Ц,(Фиг. 1). Время распространения переизлученного сигнала также считается.одинаковым в обоих направлениях,но от-,личается на величину 13 от временираспространения основного сигнала(первоначально излученного) из-засмещения отражателя.Ведущий и ведомйй пункты работаютодинаково, В ведущем и ведомом пунктахза один период измерения, состоящий9где У Аспр, О+ ч Бис =9-ч. пр 1 5 164407 иэ двух циклов, излучают четыре импульса (на фиг. 1 эачернейы), принимают четыре импульса (на фиг. 1 имеют наименьшую высоту), генерируют дважды импульсы опорной шкалы времени (на5 фиг, 1 отмечены штриховкой) и импульсы измерительной шкалы времени (на фиг. 1 показаны тонкой линией),Пусть исходный неизвестный сдвиг шкалы времени ведомого пункта Б относительно ведущего пункта А равен ч.Первый сигнал основной шкалы времсни излучают в ведущем и ведомом пунктах соответственно в моменты времеви А Б=О и с =ч.пЭ 1Первый сигнал основной шкалы временипринимают в ведущем и ведомом пунктахв моменты времени Принятые первые сигналы основной,шкалы времени опережают импульс опор 1 ной шкалы времени, эапаздывающей на Тотносительно основной шкалы времени,Через время задержки, равное для ведущего и ведомого пунктов соответственно времени опережения принятым первым 35сигналом основной шкалы времени сигнала опорной шкалы времени- временная ошибка, вызваннаяизменением времени распространения по радиоканалу изза смещения отражающегообъекта,Временное положение измерительной шкалы времени в первом цикле для ведущего и ведомого пунктов составляет соответственно А б=2 Т и сиы = 2 Т+ч,Измеряют в ведущем и ведомом пунктах временное положение второго принятогь сигнала основной шкалы времени относительно измерительной шкалы времени, При этом получают соответственноА А Аспр - с = 2 ч +О;Б Б БЬ, = пр - С = -2 ч+ ЦВ ведущем и ведомом пунктах определяют поправку, на которую корректируют шкалы времени (основную, опорную и измерительную): 6, = , /4; 6=6,/4.Из ведущего и ведомого пунктов излучают третий сигнал основной шкалы времени в момент времени ЗТ += ЗТ + - + -ф А А ч У и 3 к 2 4 6 6 ч Фс = ЗТ+ч+ ЗТ + - + п 3 2 4Б бс зап сап ф А А с зап соп, переизлучают сигнал. Момент времени, .в который осуществляется излучение .второго сигнала основной шкалы времени, равен соответственно для ведущегои ведомого пунктов Вторые сигналы основной шкалы времени принимаются в ведущем и ведомомпунктах соответственно в моменты вре-.мениА Бсрр = с +9+гпЭ 55 А=ТО; с:Т 9,оп А Ас = Т + с = 2 Т-(9+ч)вб 3 апУББс= Т+ч+с =2 Т+ч-(9-ч).п 3 мпПроизведенная коррекция шкал времениф 0 приводит к их совмещению.Третий сигнал основной шкалы вре-:мени .принимают одновременно в веду-,l:щем и ведомом пунктах через время Оявляющееся изменившимся временем рас 5 пространения:А 6чс =с, +Ц =ЗТ+-+9Чз "фъ+ 9 = зт+-+Д,6 Ачи50Третий сигнал основной шкалы временипринятый в ведущем и ведомом пунктах,опережает сигналы их опорных шкалвремени соответственно на величину Выбирают задержку момента излуче ния четвертого сигнала основной шкалц= С+2 Т =Б Биы п 3ч Ф2 4 45Измеряют временное положение четвертого сигнала основной шкалы времени относительно сигнала измерительной шкалы времени, в результате получают для ведущего и ведомого пунктов соот ветственно Д А дД 2 пр 4 иы ф6 ВЬ=пр с и О 1= 11551По результатам двух измерений находят сдвиг шкал времени между ведущим и ведомым пунктами времени относительно сигналов опорной шкалы времени для.ведущего и ведомого пунктов, соответственно равную времени опережения принятым третьим сигналом5 основной шкалы времени относительно сигнала опорной шкалы времени:А дгкап = опэпп-дп- Т с10 Четвертый сигнал основной шкалы време- ни в ведущем и ведомом пунктах излучают одновременно в момент времениС+Т+СА А А15п 4 и 3, Оп,ч= сд +Т+сч5 Т+ -+;с2 4Четвертый сигнал основной шкалы времени принимают через время ц +ч также одновременно в ведущем и ведомом пунктах: Ьч= Ь -Ь= 2 ч;А А АЬ - Ь " = -2 чеБ Б БПоследние выражения показывают, что имеет место удвоенный сдвиг принятых сигналов основных шкал времени относительно местных шкал времени. шкалы ведомого пункта запаздывают на величину ч относительно шкал ведущего пункта и, наоборот, шкала ведущего пункта опережает шкалу ведомого пункта на значение ч, о чем свидетельствует знак минус у величины ДПосле определения результата сличения шкалы времени в ведущем и ведомом пунктах возвращают в исходное состояние (путем сдвига в сторону опережения), компенсируя введенные поправки ЬиДА БУстройство для сличения шкал времени работает следующим образом (ведущий и ведомый пункты работают идентично).Генератор 12 (фиг. 2) вырабатывает периодическую последовательность импульсов с высокой частотой (например, 5 МГц). Корректор 13 в исходном состоянии поправку не вносит, Делитель 14 на первом выходе вырабатывает периодическую.последовательность импульсов с периодом Т и частотой, имеющей низкое значение (например, 600 Гц), ,а на втором выходе - также с низкой 1 частотой (например, 100 Гц) . Частота сличений определяется частотой импульсов на втором выходе делителя 14, излучаемых с выхода преобразователя 2 (первый зачерненный сигнал на фиг.1).Селектор 5 обеспечивает работу устройства для сличения шкал времени в два цикла. При этом на его первом выходе появляются импульсы запуска в моменты времени 0 и ЗТ + Ь по местК ной шкале, запуская формирователь 15, на втором и третьем выходах селектора 5 импульсы запуска действуют через время ЗТ + Ь, запуская формирователь 3 и преобразователь 2.Импульсы с второго выхода делителя 14 устанавливают КБ-триггер 23 селектора 5 (фиг. 4) в единичное состояние, производят начальную установку делителя 24 (на три) и через элемент ИЛИ 25 поступают на первый выход селектора 5.Импульсы с периодом повторения Т с первого выхода делителя 14 поступа 1644079ют на вход селектора, т.е. на второйвход элемента И 22, и ввиду того, чтона его первом входе действует разрешающее напряжение с прямого выходаКЯ-триггера 23, проходят на вход делителя 24, что обеспечивает появлениеимпульса на выходе спустя время ЗТ++Ьгде Ь к - поправка, вводимая вшкалУ вРемени на интеРвале междУ Ся. 102и ЗТ. Импульс с выхода делителя 24устанавливает КЯ-триггер в нулевоесостояние, что прекращает прохожд ниесигналов через элемент И 22 и обесге,:чивает формирование на инверсном выходе КЯ-триггера 23 сигнала запуска.При появлении радиосвязи между ведущим и ведомым пунктами преобразователь 11 обнаруживает сигнал часов ичерез селектор 8 запускает прямойсчет определителя 7 интервалов (реверсивного измерителя интервалов),который измеряет время опереженияпринятым сигналом основной шкалы времени относительно сигналов опорной 25шкалы времени (местной). Сигнал с Формирователя 15 прекращает прямой счетопределителя 7 интервалов и переводит его в режим обратного счета. Когдапоказания определителя 7 интервалов 30станут равны нулю, производится запуск преобразователя 2,Переизлученный с задержкой сигналчасов, принятый преобразователем 15,через селектор 8 поступает на первыйвход формирователя 10, на второй входкоторого поступает сигнал с выходаформирователя 16, задержанный относительно сигнала основной шкалы времени(местной) на 2 Т,40формирователь 1 О вырабатывает импульсы "Пуск" и "Стоп" для управленияработой дополнительного определителя9 интервалов и импульс "знак", который может использоваться дпя регистра ции знака результата сличения соответствующим внешним устройством регистрации, а также через Формирователь 3осуществляет установку необходимогознака поправки, вводимой в корректор1.3. Если сигналы от формирователя 6и селектора 8 не совпадают во времени, то первый из них, появляющийся навыходе первого элемента ИЛИ 26 (Фиг.5),осу ествляет пуск дополнительного оп 55ределителя 9, а второй сигнал - отселектора 8 осуществляет его остановку, Первый сигнал устанавливает КЯтриггер 30 в единичное состояние, в результате обеспечивается Формирова-.ние сигнала "Стоп" на выходе второгоэлемента ИЛИ 32, Импульс с КЯ-триггера 30 через преобразователь 34, смещающий сигнал в область отрицательныхуровней, поступает на сумматор 33, накоторый следует также сигнал от Формирователя б. Если импульс формирователя 16 опережает импульс иа входепреобразователя 11, то на выходе сумматора 33 формируется сигнал "Знак"("1"), в противном случае сигнал натретьем выходе формирователя 10 соотвехствует сигналу "0", Сигнал "Стоп"с выхода второго элемента ИЛИ 32 через второй блок 29 задержки устанавливает КЯ-триггер 30 в исходное состояние, и формирователь 10 готов кповторной работе.11 ервый элемент И 27 и первый блок28 задержки обеспечивают нормальнуюработу дополнительного ойределителя 9интервалов при одновременном приходесигналов от Формирователя 16 и селектора 8. В этом случае сигналом "Стоп"является импульс с выхода первогоэлемента И 2, задержанный первым блоком 28 задержки на время переходныхпроцессов в дополнительном определителе 9 интервалов,Дополнительный определитель 9 ин"тервалов измеряет временное положениевторого принятого сигнала основнойшкалы времени относительно измерительной шкалы времени и временное положение четвертого принятого сигнала основной шкалы времени относительносвоей измерительной шкапы времени .Формирователь 3 (фиг. 3) управляетработой блока 4 деления (на четыре),в котором .определяется значение поправки к шкале времени, и корректора13, вырабатывая сигналы, служащие командами на выполнение деления и коррекции, устанавливает необходимый знаккоррекции.Сигнал с второго выхода часов 1устанавливает в исходное состояниеКЯ-триггер 17 - в единичное состояниеи счетный триггер 21 - в нулевое состояние. При этом на прямом и инверсномвыходах счетного триггера 21 вырабатываются импульсы, соответствующие начальному состоянию знака поправки -знаку минус. Если истинный знак поправки положительный, то появляетсясигнал "Знак" от Формирователя 10. Через второй элемент И 20 сигнал "Знак"поступает на Ы-вход счетного триггера 21. Командой выполнить деление служит сигнал на прямом выходе КЗ-триггера 17. Импульс с инверсного выходаКЗ-триггера 17 поступает на первый5вход первого элемента И 19, обеспечивая прохожцение второго сигнала "Стоп"на счетньп вход счетного триггера21, вызывая его опрокидывание и изменение знака коррекции на противоположный для восстановления исходного положения шкалы времени часов,Абсолютное значение поправки в двоичном коде вычисляется блоком 4,целения, например, сдвигом двоичного слова на два разряда,формула из обретения201, Способ сличения шкал времени, заключающийся в том, что в ведущем и ведомом пунктах формируют сигналы основных шкал времени и сигналы опорных шкал времени, задержанные относитель но сигналов основных шкал времени, и сигналы измерительных шкал времени, задержанные относительно сигналов опорных шкал, осуществляют передачу по радиоканалам первых сигналов основ.ЗО ных шкал времени и принимают переданные первые сигналы основных шкал вреени, в ведомом пункте определяют и регистрируют временной интервал опережения принятого первого сигнала основ 35 ной шкалы времени ведущего пункта относительно сигнала опорной шкалы вреБмени ведомого пункта е, в ведущемОП юпункте определяют и регистрируют временной интервал опережения принятого 4 О первого сигнала основной шкалы времени ведомого пункта относительно сигнала опорной шкалы времени ведущего пункта Соп в ведущем и ведомом пунктахДосуществляют передачу по радиоканалам 45 вторых сигналов основных шкал времени с задержками, соответственно равными оп и щ,относительно сигналовОпопорных шкал времени ведущего и ведомого пунктов, принимают переданные вторые сигналы основных шкал времени, в ведомом пункте определяют и регистрируют временной интервал, определяющий временное положение принятого второго сигнала основной шкалы времени ведущего пункта относительно сигнала измерительной шкалы времени ведомого пункта Д в ведущем пункте определяют и регистрируют временнои интервал, определяющий временное положение принятого второго сигнала основной шкалы времени ведомого пункта относительно сигнала измерительной шкалы времени ведущего пункта Д о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью повьпцения точности сличения шкал времени, в ведущем и ведомом пунктах определяют первые поправки соответственно к шкалам времени ведущего и ведомого пунктов по формулам Ь / и Ь /4, осуществляют ФазоБвую коррекцию основной, опорной и из,мерительной шкал времени на величины первых поправок к шкалам времени соответственно ведущего и ведомого пунктов, в ведущем и ведомом пунктах осуществляют передачу по радиоканалам первых дополнительных сигналов основных шкал Времени, принимают переданные первые дополнительные сигналы основных шкал времени, в ведомом пункте определяют и регистрируют временной интервал опережения принятого первого дополнительного сигнала основной шкалы времени ведущего пункта относительно сигнала опорной шкалы времени ведомого .пункта, в ве 6дущем пункте определяют и регистрируют временной интервал опережения принятого первого дополнительного сигнала основной шкалы времени ведомого пункта относительно сигнала опорной шкалы времени ведущего пунктаоба в ведущем и ведомом пунктах осуществляют передачу по радиоканалам вторых дополнительных сигналов основных шкал времени с задержками соответственно равными С оп ип , относительно сигналов опорных шкал времени ведущего и ведомого пунктов, принимают переданные вторые дополнительные сигналы основных шкал времени, в ведомом пункте определяют и регистрируют временной интервал, определяющий временное положение принятого второго дополнительного сигнала основной шкалы времени ведущего пункта отпосительно сигнала измерительной шкалы времени ведомого пункта Ь, в ведущемЬпункте измеряют и регистрируют временнои интервал, определяющий временное положение принятого второго дополнительного сигнала основной шкалы времени ведомого пункта относительно сигнала измерительной шкалы времени ведущего пункта Л, в ведущем и ведоАмом пунктах определяют вторые поправ 144)79ки соответственно к шкалам времени ведущего и ведомого пунктов по формулам ( Д, - Ь)/2 и (Д 1 - 6 )/2 и осуществляют коррекцию основной, опорной и измерительной шкал времени путем5 сдвига в сторону опережения на величины вторых поправок к шкалам соответственно ведущего и ведомого пунктов,2. Устройство для сличения шкал времени, содержащее в ведущем и ведомом пунктах последовательно соединенные часы и преобразователь сигнала ча-. сов в радиосигнал, последовательно соединенные преобразователь радиссиг нала в сигналы часов и селектор принимаемых сигналов часов, последовательно соединенные блок формирования сигналов шкал времени и определитель интервалов времени, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью повыше ния точности сличения шкал времени, введены последовательно соединенные селектор импульсов запуска, формирователь управляющих сигналов и блок деления, выходы которого подсоединены к соответствующим входам сигнала значения поправки часов, последовательно соединенные формирователь сигнала "Знак поправки" и дополнительно,определитель интервалов времени, выходы которого подсоединены к информационным входам блока деления, при этом первый и второй выходы часов подсоединены соответственно к первому и второму входам селектора импульсов запуска, первый, второй и третий выходы которого подсоединены соответственно к выходу блока формирования шкал времени, первому входу фоРмирователя 40 управляющих сигналов и первому управляющему входу преобразователя сигналов часов в радиосигнал, второй управляющий вход которого подключен к выходу определителя интервалов време" 45 ни, первый и второй выходы селектора принимаемых сигналов часов подсоединены соответственно к второму входу определителя интервалов времени и лервому входу формирователя сигнала "Знак поправки", второй вход и второй выход которогоподключены соот" ветственно к второму выходу блока формирования сигналов шкал времени и объединенным вторым входам дополнительного определителя интервалов и формирователя управляющих сигналов, третий и четвертый входы которого подключены соответственно к третьему выходу Формирователя сигнала Знакпоправки" и второму выходу часов, авторой, третий и четвертый выходы формирователя управляющих сигналов подсоединены соответственно к первому ивторому входам знака поправки и разрешающему входу часов, причем часы содержат последовательно соединенныегенератор эталонной частоты, корректор шкап времени и делитель частоты,при этом входы сигнала значения поправки, первый и второй входы знакапоправки, разрешающий вход корректорашкал времени и первый и второй выходы делителя частоты являются соответст-.венно входами значений поправки, первым и вторым входами знака поправки,разрешающим входом и первым и вторымвыходами часов, а блок формированиясигналов шкал времени содержит последовательно соединенные формирователь сигналов опорной шкалы времени иформирователь сигналов измерительной шкалы времени, при этом вход и выход формирователя сигналов опорной шкалывремени и выход формирователя сигналов измерительной шкалы времени являются соответственно входом, первым ивторым выходами блока Формированиясигналов шкал времени.3. Устройство по п. 2, о т л и - ч а ю щ е с я тем, что Формирователь управляющих сигналов содержит последо"вательно соединенные КЯ-триггер, первый элемент И и счетный триггер, атакже блок задержки и второй элемен И,. первый вход и выход которого под"ключены соответственно к прямому выходу КЯ-триггера и Я-входу счетноготриггера, причем Я-вход КЯ-триггера, объединенные вход блока задержкии второй вход первого элемента И, вто лрой вход второго элемента И, объединенныеК-входы КЯ-триггера н счетного триггера, прямой выход первогоКЯ-триггера, прямой и инверсный выходы счетного триггера и выход блока задержки являются соответственно с первого по четвертый входами с первого по четвертый выходами формирователя управляющих сигналов.4. Устройство по п. 2, о т л и - ч а ю щ е е с я тем, что селектор импульсов запуска содержит последовательно соединенные КЯ-триггер, элемент И, делитель частоты и элемент ИЛИ, первый и второй входы которого подключены соответственно к К- и5 1644019 ьЯ-входам КЯ-триггера, причем вто- КЯ-триггер преобразователь сигнала рой вход элемента И, Я-вход КЯ-триг- по уровню и сумматор, второй вход гера, выход и первый вход элемента которого подключен к первым входам ИЛИ и инверсный выход КЯ-триггера первых элементов И и ИЛИ, выход посявляются соответственно первым и вто- леднего подсоединен к Я-входу КЯ- рым входами, первым - четвертым выхо- триггера, выход первого блока задерждами селектора импульсов запуска. ки подсоединен к второму входу второго элемента ИЛИ, причем объединенные ч а ю ,й е е с я тем, что формирова О вторые входы первых элементов ИЛИ и тель сигнала "Знак поправки" содер- . И, первый вход и выход первого элежит последовательно соединенные пер- мента ИЛИ, выходы второго элемента ИЛИ вый элемент И и первый блок задержки, и сумматора являются соответственно последовательно соединенные первый первым и вторьи входами и первым, втоэлемент ИЛИ, второй элемент И, второй 15 рым и третьим выходами формирователя элемент ИЛИ, второй блок задержки, сигнала Знак попр11644079 ковецка оставитель В. Орловехред И,Дидык Ко 6 орска Редактор тор И, С аказ 1239 Тирах 269 Подписное НИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/ при ГКНТ СССР оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ухгород, ул. Гагари