Цифровая хронометрическая система

Цифровая хронометрическая система

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к системам единого времени и может быть применено на объектах, использующих точную временную информацию. Целью изобретения является повышение точности формирования временной информации хронометрической системой за счет введения в первичные часы формирователя переднего фронта, на вход которого подается унитарный сигнал времени стабильной частоты, а сигналом с его выхода синхронизируется счет и передача информации вторичным часам, кроме того, синхронизация передачи информации позволяет дополнительно ввести в систему измеритель интервалов времени для отсчета промежутков времени с точностью, соответствующей стабильности входного унитарного сигнала. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

09) (11) (Д1)5 04 4 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЬП ИЯМ

IlPH ГННТ СССР

1 (21) 3857092/24-10 (22) 29.12.84 (46) 15.11.90. Бюл. М 42 (72) В.А.Дунаев, А.С.11етрищев, и Ю.К.Тарыгин (53) 681.11(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 616608, кл. С 04 С 13/02, 1978.

Авторское свидетельство СССР

9 657397, кл. 6 04 С 13/00, 1979. (54) ЦИФРОВАЯ КРОНОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА (57) Изобретение относится к системам единого времени и может быть применено на объектах, использующих точную временную информацию. Целью изобИзобретение относится к системам единого времени и может быть исполь зовано на объектах, использующих точную временную информацию.

Целью изобретения является повышение точности формирования интервалов времени.

На фиг.1 представлена структурная схема системы; на фиг.2 — схема формирователя адреса и пачек импульсов.

Система (фиг.1) состоит из первичных часов 1, содержащих последовательно соединенные генератор 2, делитель

3 частоты, пересчетную схему 4, коммутатор 5 и преобразователь 6 кода, В систему входят также формирователь

7 переднего фронта, формирователь 8 адреса и пачек импульсов и канал 9 связи с подключенными к нему вторичными часами 10 и вторичным измерителем 11 интервалов времени, содержащим последовательно соединенные блок ретения является повышение точности

;формирования временной информации хронометрн -еской системой за счет введения в первичные часы формирователя переднего фронта, на вход которого подается унитарный сигнал времени стабильной частоты, а сигналом с его выхода синхронизнруется счет и передача информации;=.тор":чным часам„ кроме того. синхронизация передачи информа- ни позволяет допол.-.чтельно ввести в систему измеритель интерва"лов времени для отсчета промежутков времени с точностью, соответствующей стабильности входного унитарного сиг" наГ а а — ил о

12 выделения тактовых импульсов, счетчик 13 допустимой погрешности, счетчик 14 времени и индикатор 15, а также схему 16 выделения огибающей, входную шину 17 и две управляющие шияя

18 и 19, Выход делителя 3 частоты подключен к входу формирователя 8 адреса и пачек импульсов, соединенного своим выходом с адресным входом коммутатора 5. Выход блока 12 выделения так.товых импульсов подключен к входу схем1 16 выделения огибающей, выход которой соединен с вторым входом счетчика 13 допустимой погрешности, г .подключенного своим управляющим входом к первой управляющей шине 18:Вторая управляющая шина 19 соединена с входом сброса счетчика !4 времени, а входная шина 17 подключена к каналу

9 связи.

1606962 формирователь 8 адреса и пачек импульсов (см.фиг.2) .соцержит последовательно соединенные счетчик 20 паузы 20, счетчик 21 числа импульсов в пачке, счетчик 22 пачек, схему И 23, одновибратор 24. Счетные входы счетчиков 20 и 21 объединены между собой и являются вхОДОм формирователя 8, который соединен с выходом делителя

3. Выход счетчика 20 соединен со своим входом разрешения счета и инверсным входом разрешения счетчика 21.

Выход одновибратора 24 соединен как со счетным входом счетчика 22 пачек, так и с первым входом сброса счетчика 20, второй вход которого и входы сброса счетчиков 21 и 22 объединены между собой и являются входом формирователя 8, который соединен с выходом формирователя 7 переднего фронта, соединенного также с входом сброса делителя 3, а вход формирователя 7 соединен с входом первичных часов.Информационные выходы счетчиков 21 и

22 являются выходом формирователя 8, соединенного с адресным входом комму татора 5, на информационных входах которого присутствуют постоянные ко-. ды адреса пачки и изменяющиеся коды 30 временной информации с выхода пересчетной схемы 4 (фиг.1). Вход схемы

16 выделения огибающей измерителя 11 интервалов соединен с выходом блока

12 выделения тактовых импульсов, а выход схемы 16 соединен с входом сбро-" са счетчика 13 допустимой погрешнос-., ти, второй вход которого является шиной 18 управления измерителя 11:интервалов времени. Его вторая шина 19 управления соединена с входом сбро40 са счетчика 14 времени. Входная шина.

17 соединена с каналом 9 связи..

Цифровая хронометрическая система работает следующим образом.

Входной сигнал стабильной частоты

0,5 Гц поступает на вход первичных часов (ПЧ) и вход формирователя 7„ на выходе которого формируется корот,кий импульс, Этот импульс обнуляет счетчики формирователя 8 и делителя

3. Счетный сигнал на выходе делителя 3 имеет также как и входной сиг-. нал частоту, равную 0,5 Гц и по его заднему фронту происходит отсчет времени пересчетной схемой 4. Так как делитель 3 обнуляется импульсами,совпадающими с передним фронтом входного сигнала стабильной частоты, то период между задними фронтами счетных импульсов делителя будет также стабилен.Тем самым достигается отсчет времени с точностью, зависящей от стабильности входного сигнала.

По сигналу с выхода делителя 3 частоты в пересчетной схеме 4 происходит счет следующих-временных функций: текущего времени в секундах, минутах и часах, времени непрерывной работы в часах и сутках, календарных ,цанных в сутках, месяцах и годах.Все значения времени от единиц секунддо десятков лет считаются в 2-10 коде (для универсальности 4-разрядном) и каждая временная функция представляет собой параллельный ?4-разрядный код, который подается на информационные входы коммутатора 5. Перед кодом каждой временной функции на информационных входах коммутатора задается фиксированный 8-разрядный код адреса

Сигнал промежуточной частоты, равной 40 кГц (Т = 25 мкс), с выхода делителя 3 (тактовые импульсы) посту пает на счетный вход счетчиков форми рователя 8, установленных s нулевое состояние сигналом с. выхода формиро-, вателя 7. Нулевой код с выходов счетчиков 21 и 22 поступает на адресный вход комчутатора 5 и подключает к его выходу первый разряд кода- адреса первой временной функции текущего време" ни. Нулевой уровень сигнала с выхода счетчика 20 через схему И 23 поступа-. ет на вход преобразователя 6 и запрещает формирование им токовой части биполярного кода, После восьми импульсов (пауза 8Т), поступивших на счетный вход счетчика 20, на его выходе появляется высокий уровень сигнала который запрещает реагировать на по-, следующие тактовые импульсы счетчи-. ка 20, разрешает " счетчику 21, а также разрешает прохождение тактовых импульсов через схему И 23 на преобразователь 6 кода, По одному тактовому импульсу пре" образователем 6 формируется один раз" ряд биполярного кода, который состоит из двух частей, бестоковой совпадающей с низким уровнем тактового импульса и токовой положительной .(логическая "1") или отрицательной алогической "0") в зависимости от Ф 1 уровня сигнала с выхода коммутатора

5, совпадающей с высоким уровнем тактОБОГО импульса.32 тактОвых импульса

06962

20 — 22 обнуляются импульсом с выхода блока 7 и начнет формироваться пауза перед кадом ТВ.

5 !

6 .меняют состояние 5-разрядного счетчика 21, т.е. изменяется код на адресных входах коммутатора и на его выходе последовательно появляются сигналы 8-и разрядов адреса и 24-х разрядов кода текущего времени которые присутствуют на информационных входах коммутатора 5. Эти сигналы преобразуются в блоке 6 в последовательный биполярный 32-разрядный код текущего времени (ТВ).

После 32-го тактового импульса счетчик 21 устанавливается в нулевое состояние, причем по заднему фронту сигнала с выхода 5-rî разряда этого счетчика: запускается однавибратор 24.

Сигнал с выхода одновибратара устанавливает счетчик 23 в первое состояние и обнуляет счетчик 20.

Далее сигналом с выхода счетчика

20 формируется пауза длительностью

8Т, а затем коммутация блоком 5 сигналов следующего 32-разрядного кода и преобразование их блоком 6 в последовательный биполярный 32-разрядный кад времени непрерывной работы (ВПР), При установке счетчика 22 ва второе состояние первичными часами формируется кад календарных данных (КД).При установке счетчика 22 в третье состояние на адресных входах коммутатора 5 присутствуют коды, для которых отсутствуют информационные входы, и на выходе коммутатора будет нулевой уровень сигнала. При этом преобразователь 6 формирует последовательный биполярный код с логическиминулями во всех 32-х разрядах (нулевай кад) . Следующим состоянием счетчика 22 будет нулевое,и нервичнымичасами вновь вырабатывается код ТМ. Таким образом, ПЧ последовательно передают в канал связи

32-разрядные бипалярные коды ТВ, ВНР, КД и нулевой с паузами между ними длительностью 8Т. При частоте тактовых импульсов, равной точно 40 кГц за период между двумя импульсами с выхода блока 7 сформируется ровно

500 таких кодов, после чего начнется формирование паузы перед кодом ТВ.Если, например, стабильность частоты генератора 2 равна минус 10 ", то период тактового импульса булат больше на 25 10 мкс и за время между двумя импульсами с выхода блока 7, равное 500 мс, сформируется 499 целых кодов и 30 разрядов пятисотого нулевого кода. После этого счетчики

Если стабильность частоты генератора 2 равна + 10, то за время

500 мс будет сформировано 500 кодов и начало паузы длительностью 2Т. Затем импульсом с выхода блока ? обнуляются счетчики блока 8 и вновь формируется пауза длительностью 8Т (общая длительность паузы 107) и код TB

Информация с пересчетнай схемы 4 меняется также в зависимости ov нестабильности генератора 2 либо в момент передачи двух последних разрядов

500-га нулевага кода (абнуление делителя 3 импульсам с выхсда формирова-. теля 7), лнба в момент начала паузы персд кодом ТВ. В обоих случаях время между моментам окончания передачи измененной информации и моментом действительнага ее изменения, совпадающим с передним фрон-ом входного стабнльногс- сигнала (импульсам с выхода блока 7),, постоянно и равна мс для када ТВ, 2 мс дгя RHP и 3 мс для када V11, В Остальное Время между им " пульсами с выхода формирователя 7 в кодах повторяется та жеинфармация.

Таким,"бразам, синхрониэ ация работы делителя 3 и формирователя 8 импульсами, совпапающими с передним фронтам стабильного входного сигнала;приводит к тому, чта ошибка, вызваны я нестабильностью частоты генератора 2, не накапливается с течением времени и первичные часы вырабатывают и передают временную информацию с тачкостью, определяемой нестабильностью частоты входного сигнала.

Для установки времени после включения первичных часов нужна предварительна установить все значения времени, кроме секунд. Секунды устанавливаются па сигналам точного времени, пере„;аваемым„ например, па радио.JIocле герваго сигнала подается сигнал на обнуление счетчиков секунд. Этот сигнал снимается па шестому сигналу совпадающему с началом часа ч передним фронтом входного сигнала стабильной частоты, выделяемого также из сигналов точного времени и частоты, Так как фронт счетного сигнала с выхода делителя 3, па которому производи- ся с.течет секунд схемой 4, сов" падает с передним франтам вхадпаго

1606962! иге?ала стЯбильнОН «?астоты р то первоее после обнуления счетчика секунд изме— ление информации в счетчике текущегс времени произойдет ровно через 1 с

5 (через два импульса с делителя 3)после шестого сигнала точногс> времени, совпадающего с началом часа.

Информация о времени, передаваемая первичными часами по каналу 9 связи

В виДе послеДОВЯтельных биполярных кодов, может быть воспринята часами

10, установленными на прием той или иной временной функции. Бторич ?ые часы анализируют адреснук часть всех т5 биполярных 32-разрядных коДОВ и при совпацении ее с установленной восПринимают информационную часть этого

Йода. pJIII ?IO ледующей Обработк?»».

Последователь??ые бипопярные 32-раз2п рядные коды, присутствующие в канале связи, используются также измерителем 11 интервалов времени для получения стабильных счетных импульсов ня длительных промежутках времени. Бло?(! 2 Вь?деления тЯктовых импульсов изме " рите>?я 11 преобразует последовательные биполярные 32-разряд??ь?е коды в пачки из 32-х одног?олярнык импуль-СОВ» ЯНЯЛОГИЧНЫЕ Па«3 КЯМ НЯ ВЬтХО ЦЕ схемы И 23 формирователч 8 перви ?них чаСов, Пс переднему фронту первого импульса сраб .ть?вает схема 16 виде." пения огибающей„ на выходе которой появляется низкий уровень сиг??яла и держится до тех пор, пока прол?е>ху?т.ок между двуМя соседними тактовыми импульсами не больше 25 мкс. Этот сигнал разрешает работу счетчика 13, и если на шине 18 управления прис«тт4 ствует разрешающий уровень сигнала, то счетчик начинает считат.ь TewTo?36?e импульсы. Этот счетчик выполнен.аналогично счетчику 20 формироват пя ПЧ и работает следующим образок. у1.>

При наличии низких (разрешающих) уровней сигналов на входах сброса и ня управляющем входе счетчик изменяет состояние на своих выход.->к по зяднеSf «?>рОКту ТЯКТОВЫХ Имт-.,>тЛЬСОВ, Прихо-*

Я)

ДЯЩИХ На ЕГО ТЯКТОВЫй:"ХОД,т ПО ЗаДНЕМУ фронту восьмого импульса вырабаты". в,йется высокий уровень сигнала Hà вы-. ходе счетчика и запирает счетчик по входу управления, По переднему фронт,f этого сигнала производится отсчет времени счетчиком 14, который предварительно установлен в нулевое состояние высо?(им уровнем управляющего cHIналя по в то т> О?.?у вход >т «т г?т > явления измерителя интервалов„ .и информация иэ счет«»икя 1»> выводится Бя индикато1>

15. Счетчик 13 обнуляется (устанавливается в исходное состояние) сигналом с выхода блока 16. ".àêèì oapазом,, период счетного сигнала для счетчика 14 равен периоду между задними фронтами восьмых ":актовых импульсов двух соседних пачек с выхода блока 12. !

Количество счетных сигналов за время 500 мс равно 500. Выбор восьмого тактового импульса 1?озволяет применять в системе генератор 2 с величинОН HPcT36HHbHoc?31 ДО 8110 .пр..g

ЭТОМ ТО«IНОСТНЬ?Е ХЯР ЯХТ(PHC »»I«KH СИС -» т C МЫ CO>(P HHEI?0T CEI

Прн ВЕПИЧИНЕ НЕСТаб -?ттьн Стн i 631 I

ЦЕЛЫХ КОДОВ, ПЯ >тэ Я Дл>?ТCJ ЬНОСТЬЮ >«j> и не более 8 разрядов следующего Ко-,ца ТЗ. Затем снова формирует. я пауза

Длительностью 87 и 1(oq YE П.зи этом в т?э>те?>итет?c 1 «лишний 50 ?;I?III?yJII>c эа гериод 500 мс входного стабильноо сигня-a не вырабятывяе.-ся а во вторичных часах не начинается прием информационной части кода ТБ,. Только при дальнейшем ухудпенин нестабильности ПЧ сформируют Ядресну?о 1» не.— скОлько раэряд013 инфоомяциОнной .ясти т(одя ТБ „я Вторн«?НЬ?Е Ч.яСЫ тт"-.Чиут Прнем информационной части кадя текущеГО ВРЕМЕНИ, КотОРЫй От" ОРВЕТСЯ В МО-мент синхронизации первичных часов импульсом с формирователя 7. т,е, в этот момент во вторичных часах будут сбои информации о текущем времени..

Таким Образ Ом,, 3 Я стабильньГЙ инT»»,рвал времеш? 500 мс .формируется постоянное число счетных импульсов

Для счетчика 1?3 и?чтерзалов времени.

TFYI СЯ??ЫМ ОбЕС?тЕЧИВЯЕТСЯ тОЧНОСть OT

c«Icòà интервалов времени,„зависящая

От стабильно с? .-.- входного сигнала,ИИС Т P У>М«Е Н Т ЯЛ Ь ?I Я Я ПО I P HHH D С T Ь ПРИ 0 ОЬГ» ной нес-.абильности малогабаритных генераторов +10 Судет равна + 50 мкс.

-. т?.

Б Общем случае МО>? но 33ыб1>ать в ка- .-?естве счетного сигнала не восьмой а т1юбсй ДруГОй импуль". Hачки с учетом хяряктер1101 О для генератора 2 -,тхов я аслоты „!

606962

Формула и э о б р е т е н и я

Цифровая хронометрическая система, содержащая первичные часы, включающие последовательно соединенные генера" тор делитель частоты, пересчетную схему, коммутатор и преобразователь кода,, формирователь адреса и пачек импульсов, одним входом соединенный с другим выходом делителя частоты, а выходом " с управляющим входом коммутатора, преобразователь кода, связанный выходом с выходом первич.ных часов, соединенных через канал связи с вторичными часами, о т л и— ч а ю щ а я с я тем, что, с целью повышения точности формирования временной информации, первичные часы выполнены в виде синхронизированных вторичных часов первого уровня, в которые введен формирователь переднего фронта, входом соединенный с входом сигнала времени стабильной частоты системы, при этом выход Оормирователя переднего фронта подключен. к другому входу делителя часто"

5 ты и второму входу формирователя адреса и пачек импульсов, другой выход которого соединен с другим входом преобразователя кода, при этом в систему введен вторичный измеритель ин10 тервалов времени второго уровня, выполненный в виде последовательно соединенных блока выделения тактов импульсов, счетчика допустимой погрешности, счетчика времени и инднкатора, a также схема выделения огибающей, включенной между выходом блока выделения тактовых импульсов и входом установки в "0" счетчика допустимой погрешности, управляющий вход кото20 poFQ соединен с первои управляющей шиной, вторая управляющая шина подключена к входу сброса счетчика времени, а входная шина - к каналу связи.

1606962

Составитель С„йакин

Редактор И,Келемеш Техред M.Моргентал ° Корректор С,Шекмар

Заказ 4390 Тираж 345 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям прн ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r Ужгород, ул. Гагарина„ 101