Устройство для передачи и приема сигналов точного времени

Устройство для передачи и приема сигналов точного времени

Реферат

 

Изобретение относится к технике связи и может использоваться для передачи и приема сигналов точного времени по каналам и линиям связи с переменными параметрами. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем передачи как сигналов точного времени, так и сигналов служебной информации. Устройство для передачи и приема сигналов точного времени содержит на центральной части датчик сигналов времени, K передатчиков сигналов времени, выполненных на формирователе выходных сигналов, блоке коррекции временного упреждения сигналов и блоке приемо передачи, преобразователь кода времени, источник сигналов информации, преобразователь кода информации, три коммутатора, манипулятор фазы псевдослучайной последовательности (ПСП), генератор ПСП, счетчик, блок управления коррекцией временного упреждения сигналов, два хронизатора, блок устранения неоднозначности, блок фильтрации несущей, фазируемый генератор ПСП, блок фильтрации ПСП, цикловый синхронизатор, два регистра, формирователь сигнала разрешения, анализатор синхронизма и блок сравнения, на периферийной части в каждом из K каналов передачи и приема сигналов приемник сигналов времени, выполненный на блоке приемопередачи, опорном генераторе, двух хронизаторах, блоке устранения неоднозначности, блоке фильтрации несущей, фазируемом генераторе ПСП, блоке фильтрации ПСП, цикловом синхронизаторе, двух регистрах, формирователе сигнала разрешения, декодере, формирователе выходных сигналов, преобразователе кода времени, источнике сигналов информации, кода информации, коммутаторе, манипуляторе фазы ПСП, генераторе ПСП, манипуляторе фазы несущей, анализаторе синхронизма и ключе. 15 ил.

Изобретение относится к технике связи и может быть использовано для передачи и приема сигналов точного времени по каналам и линиям связи с переменными параметрами.

Недостатком устройства, выбранного в качестве прототипа, является отсутствие возможности передачи информации (например, служебной) по отведенным для синхронизации линиям связи без прерывания синхронизирующего потока информации. При передаче служебной информации необходимо прерывать синхронизацию.

Цель изобретения расширение области применения устройства путем передачи как сигналов точного времени, так и сигналов служебной информации.

Для достижения цели в устройство для передачи и приема сигналов точного времени, содержащее на центральной части датчик сигналов времени, К передатчиков сигналов времени, выполненных на формирователе выходных сигналов, блоке коррекции временного упреждения сигналов и блоке приемопередачи, преобразователь кода времени, манипулятор фазы псевдослучайной последовательности (ПСП), счетчик, первый и второй коммутаторы, блок управления коррекцией временного упреждения сигналов, первый и второй хронизаторы, блок устранения неоднозначности, блок фильтрации несущей, фазируемый генератор ПСП, блок фильтрации ПСП, цикловый синхронизатор, регистр, анализатор синхронизма, блок сравнения, на периферийной части в каждом из К каналов передачи и приема сигналов блок приемопередачи, первый и второй хронизаторы, блок устранения неоднозначности, блок фильтрации несущей, опорный генератор, фазируемый генератор ПСП, блок фильтрации ПСП, цикловый синхронизатор, ключ, анализатор синхронизма, регистр, декодер, формирователь выходных сигналов, манипулятор фазы несущей, манипулятор фазы ПСП, генератор ПСП и преобразователь кода времени, введены на центральной части источник сигналов информации, преобразователь кода информации, формирователь сигнала разрешения, второй регистр и третий коммутатор, на периферийной части в каждом из К каналов передачи и приема сигналов источник сигналов информации, преобразователь кода информации, регистр, формирователь сигнала разрешения и коммутатор.

Суть изобретения состоит в том, что с помощью введенных в состав центральной и периферийной частей устройства блоков изменяются структура, объем и назначение передаваемых в обоих направлениях по линиям связи сигналов. При этом в новой структуре передаваемых сигналов сохраняется частота выбранной и соответствующим образом упреждаемой несущей частоты (1 кГц, как и в прототипе), сохраняется длительность блока ПСП ( 1 кГц, как и в прототипе), осуществляющего первую фазовую манипуляцию несущей частоты и расширяющего разрешающую неоднозначность синхронизации до 1 Гц, вдвое увеличивается скорость второй фазовой манипуляции упрежденной несущей частоты (уже манипулированной ПСП) сигналами оцифровки текущего времени (с 20 на 10 мс/символ), расширяющей неоднозначность синхронизации с 1 Гц до десятков лет. Это позволяет уменьшить время, необходимое для передачи всего блока информации об оцифровке (с 1 с до десятков лет 4 разряда х 12 декад + 2 разряда "пустых" 50 разрядов) до 0,5 с (по отношению к 1 с в прототипе). Кроме того, в оставшуюся половину секундного интервала осуществляется фазовая манипуляция той же (уже манипулированной сигналами ПСП и упрежденной) несущей частоты сигналами служебной информации. Это позволяет не только передать 0,5 с 10 мс 50 разрядов служебной информации по той же линии, но не прерывать потока временной синхронизирующей информации, не менять фазовое положение фронтов несущей частоты, так как каждый бит служебной информации путем второй фазовой манипуляции накладывается на несущую частоту, упреждение фронта которой не изменяется по отношению к полусекундному интервалу, в котором передавалась информация об оцифровке текущего времени (которая также в течение всего секундного интервала неизменна). Введенные признаки в известных устройствах с указанной целью не обнаружены, что свидетельствует о соотношении предложенного технического решения критерию "существенные отличия".

На фиг. 1 представлена функциональная схема устройства для передачи и приема сигналов точного времени; на фиг.2 диаграмма информационно-временной компановки сигналов, передаваемых в линию связи; на фиг.3 диаграмма работы устройства; на фиг.4 схема блока управления коррекцией временного упреждения сигналов; на фиг.5 схема блока коррекции временного упреждения сигнала; на фиг.6 схема формирователя выходных сигналов передатчика сигналов времени; на фиг. 7 схема блока приемопередачи; на фиг.8 схема синхронизатора; на фиг.9 схема блока устранения неоднозначности; на фиг.10 и 11 представлены диаграммы работы блока устранения неоднозначности; на фиг.12 показана схема фазируемого генератора ПСП; на фиг.13 и 14 показаны схемы первого и второго регистров; на фиг.15 представлена схема анализатора синхронизма канала передачи и приема сигналов.

Устройство для передачи и приема сигналов точного времени (фиг.1) содержит на центральной части датчик 1 сигналов времени, передатчики 2₁.2_К сигналов времени, выполненные на формирователе 3 выходных сигналов, блоке 4 коррекции временного упреждения сигналов, блоке 5 приемопередачи, преобразователь 6 кода времени, источник 7 сигналов информации, преобразователь 8 кода информации, третий коммутатор 9, манипулятор 10 фазы ПСП, генератор 11 ПСП, счетчик 12, первый 13 и второй 14 коммутаторы, блок 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов, первый 16 и второй 17 хронизаторы, блок 18 устранения неоднозначности, блок 19 фильтрации несущей, фазируемый генератор 20 ПСП, блок 21 фильтрации ПСП, цикловый синхронизатор 22, первый регистр 23, формирователь 24 сигнала разрешения, второй регистр 25, выходом которого является шина 26 кода информации, анализатор 27 синхронизма, блок 28 сравнения, линии 29₁.29_К связи, на периферийной части в каждом канале передачи и приема сигналов приемник 30₁.30_К сигналов времени, выполненный на блоке 31 приемопередачи, опорном генераторе 32, первом 33 и втором 34 хронизаторах, блоке 35 устранения неоднозначности, блоке 36 фильтрации несущей, фазируемом генераторе 37 ПСП, блоке 38 фильтрации ПСП, цикловом синхронизаторе 39, первом 40 и втором 41 регистрах, формирователе 42 сигнала разрешения, декодере 43, формирователе 44 выходных сигналов, преобразователе 45 кода времени, источнике 46 сигналов информации, преобразователе 47 кода информации, коммутаторе 48, манипуляторе 49 фазы ПСП, генераторе 50 ПСП, манипуляторе 51 фазы несущей, анализаторе 52 синхронизма, ключе 53, шину 54 управляющих сигналов и частот (информационные выходы первой группы), шину 55 кода текущего времени (информационные выходы второй группы) и шину 56 информации (информационные выходы третьей группы).

Блок 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов (фиг.4) содержит информационные каналы 57₁.57_К, каждый из которых выполнен на первом 58 и втором 59 элементах И, фазовый дискриминатор 60, элемент ИЛИ 61, дешифратор 62 и анализатор 63 рассогласования.

Блок 4 коррекции временного упреждения сигналов (фиг.5) содержит два динамических RS-триггера 64 и 65, два D-триггера 66 и 67, элемент ИЛИ 68, элементы И 69 и 70, а также последовательно соединенные счетчик 71 с переменным коэффициентом деления и счетчик 72 с постоянным коэффициентом деления.

Формирователь 3 выходных сигналов (фиг.6) содержит D-триггер 73 и сумматор 74 по модулю два.

Блоки 5₁.5_К, 31 приемопередачи содержат (фиг. 7) усилитель 75, резистор 76, балансный трансформатор 77 и усилитель-ограничитель 78.

Хронизаторы 16, 17, 33, 34 (фиг.8) содержат фазовращатель 79, делитель 80 частоты, анализатор 81 рассогласования, реверсивный счетчик 82, фазовый дискриминатор 83, детектор 84, пороговое устройство 85 и элемент И 86.

Блоки 18, 35 устранения неоднозначности (фиг.9) содержат элемент 87 задержки, D-триггер 88 и сумматор 89 по модулю два.

Фазируемые генераторы 20, 37 ПСП (фиг.12) содержат формирователь 90 импульса включения, первый элемент ИЛИ 91, динамический RS-триггер 92, коммутатор 93, генератор 94 ПСП, второй элемент ИЛИ 95, счетчик 96, дешифратор 97, элемент 98 задержки, второй элемент 99 задержки, первый элемент И 100, второй элемент И 101, мультивибратор 102, реверсивный счетчик 103, пороговый элемент 104 и D-триггер 105.

Первые регистры 23, 40 (фиг.13) содержат счетчик 106, дешифратор 107, элемент 108 задержки, первый 109 и второй 110 регистры.

Вторые регистры 25, 41 (фиг.14) содержат регистр 111 и кллюч 112.

Анализатор 52 синхронизма (фиг.15) содержит счетчик 113, дешифратор 114 и D-триггер 115.

Устройство работает следующим образом.

Опираясь на источник 7 сигналов информации и датчик 1 сигналов времени, К передатчиков 2₁.2_К сигналов времени осуществляют непрерывную передачу сигналов по К линиям 29₁.29_К связи к соответствующим К приемникам 30₁.30_К сигналов времени. Сигналы информации и сигналы времени, передаваемые по каждой линии связи, представляют собой несущую частоту с двойной фазовой манипуляцией: сигналы ПСП (выбранной постоянной длины) и сигналы последовательного кода информации источника 7 сигналов информации или оцифровки текущего времени датчика 1 сигналов времени. Причем каждый период передаваемой несущей частоты (как подвергнутой фазовой манипуляции, так и не подвергавшейся) передается в каждую линию связи с временным упреждением относительно сигналов датчика 1, равным времени распространения по соответствующей линии связи. В этом случае сигналы, пришедшие на вход каждого приемника 30, синфазны с сигналами датчика 1 и пригодны после соответствующей обработки по снятию фазовой манипуляции для непосредственной синхронизации приемников 30 с разрешением неоднозначности до периода несущей частоты. Выделение из принятого сигнала ПСП позволяет расширить разрешаемую неоднозначность синхронизации приемников 30 от периода несущей частоты по длительности блока ПСП (например, 1 с). Выделение из принятого сигнала последовательного кода оцифровки текущего времени датчика 1 позволяет расширить разрешаемую неоднозначность синхронизации приемников за счет длительности блока ПСП до наиболее низкочастотной части передаваемой оцифровки текущего времени (например, до десятков лет).

Коррекция временных упреждений, вносимых соответствующими передатчиками 2₁. 2_К в передаваемые по линиям 29₁.29_К связи сигналы, осуществляется по результатам их сравнения с измеренными (на основе обратной передачи от соответствующих приемников 30₁.30_К по тем же линиям 29₁.29_К связи к передатчикам 2₁. 2_К) временами распространения по соответствующим линиям 29₁.29_К связи. Причем такая коррекция вносимых временных упреждений осуществляется последовательно в каждом передатчике 2₁.2_К и циклически повторяется, например корректируется временное упреждение, вносимое в сигнал первого передатчика, затем второго, третьего и т.д. затем К-го, снова первого, второго и т.д.

Интервал времени, отводимый на коррекцию временного упреждения, вносимого в передаваемый каждым передатчиком 2 сигнал, т.е. на ввод в синхронизм одного из приемников 30, задается счетчиком 12. Этот счетчик, используя сигналы датчика 1 (например, 1 Гц), формирует управляющий адресный код для блока 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов, первого 13 и второго 14 коммутаторов, взятый, например, с последних (старших) разрядов счетчика 12. Сигнал этого кода появляется по прошествии интервала времени, превышающего время, необходимое для ввода в синхронизм любого (одного) приемника 30₁.30_К сигналов времени, подключенного к передатчикам 2₁.2_К сигналов времени с помощью соответствующей линии 29₁.29_К связи. Такой интервал времени может быть, например, пятиминутным.

В результате воздействия на блок 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов и коммутаторы 13, 14 управляющего кода от счетчика 12 в течение каждого указанного интервала времени в центральной части устройства синхронизации организуются следующие соединения. Управляющие сигналы, выработанные блоком 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов для коррекции временного упреждения, вносимого одним из передатчиков 2₁.2_К в передаваемый сигнал, подаются через одну из К пар входов блока управления коррекцией временного упреждения сигналов к блоку 4 коррекции временного упреждения сигналов только этого передатчика, входы других блоков коррекции временного упреждения сигналов заземляются блоком управления коррекцией временного упреждения сигналов. Первый информационный вход блока 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов с помощью первого коммутатора 13 соединяется с выходом того блока 4 коррекции временного упреждения сигналов, работой которого управляет в данный промежуток времени блок управления коррекцией временного упреждения сигналов. Вход первого хронизатора 16 и первый вход блока 19 фильтрации несущей с помощью второго коммутатора 14 соединяется с выходом блока 5₁.5_К приемопередачи, через который ведется передача в линию 29₁.29_К связи сигналов, выработанных блоком 4 коррекции временного упреждения сигналов, управляемым в данном промежутке времени блоком 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов.

Далее рассматривают работу системы в течение одного из оговоренных интервалов времени для случая, когда блок 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов управляет последним, К-м, блоком 4 коррекции временного упреждения сигналов, что соответствует синхронизации (коррекции вносимого временного упреждения) последнего, К-го, приемника 30_К, подключенного к передатчику 2_К сигналов времени с помощью линии 29_К связи.

Генератор 11 ПСП, опираясь на тактовые, например 5 МГц, и низкочастотные установочные, например 1 Гц, сигналы датчика 1, формирует ПСП, например, с периодом 1 с и числом элементов 1000, что соответствует тактовой частоте выдачи элементов ПСП 1 кГц. Такая ПСП с числом элементов 1000 может быть получена, например, путем принудительной установки генератора 11 ПСП в исходное состояние сигналом 1 Гц, что позволяет осуществить укорочение длительности полной ПСП (число элементов описывается соотношением 2^Р-1 и при Р=10 составляет 1023).

Тактовая частота выдачи элементов ПСП, равная 1 кГц, выбрана как средняя частота амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) наиболее низкочастотного канала связи, используемого для передачи сигналов времени, например, на основе кабеля типа ТЗБ. Период ПСП, равный 1 с, выбран совпадающим с темпом смены кода текущего времени (например, от секунд до сотен лет).

Сформированная таким образом ПСП (фиг.3б) поступает на первый вход манипулятора 10 фазы ПСП, на второй вход которого в виде последовательного кода поступает через коммутатор 9, например, в первые 0,5 с (фиг.2) информация от преобразователя 8 кода информации, а, например, во вторые 0,5 с оцифровка текущего времени от преобразователя 6 кода времени (фиг.3а). Поскольку принципы передачи сигналов в первые и во вторые 0,5 с идентичны, то рассматривают работу устройства во вторые 0,5 с.

Преобразователь 6 кода времени осуществляет по сигналу 1 Гц один раз в секунду считывание оцифровки текущего времени от датчика 1 сигналов времени (и кода информации от преобразователя 8 кода информации), например в параллельно-двоичном коде двенадцати цифр единиц и десятков секунд, минут, часов, суток, месяцев, лет, а также последовательную выдачу этого кода с частотой вывода разрядов 100 Гц. Следовательно, на выходе манипулятора 10 фазы ПСП (фиг.3в), представляющего собой, например, сумматор по модулю два, сорок восемь (так как оцифровка представлена в виде двенадцати цифр, характеризуемых четырехразрядным двоично-десятичным кодом) отрезков ПСП длительностью 10 мс манипулируются по фазе в зависимости от содержания разрядов оцифровки. Два последних десятимиллисекундных отрезка ПСП (99- и 100-й в каждом секундном интервале) не манипулируются (все остальные отрезки с 1-го по 98-й манипулируются).

Необходимо отметить, что все перечисленные предварительные преобразования осуществляются синхронно с сигналами датчика 1 и предназначены для компановки структуры передаваемых по линиям 29₁.29_К связи сигналов с целью закладки в них лишь тех элементов структуры сигнала, которые в приемниках 30₁. 30_К сигналов времени могут быть использованы для расширения пределов разрешаемой синхронизации их формирователей выходных сигналов. Такими элементами являются ПСП, которая при обработке в приемниках 30₁.30_К используется для синхронизации среднечастотной части формирователей 44 выходных сигналов (фазирование выделенных из ПСП сигналов 1 Гц), последовательный код оцифровки текущего времени, который при приеме в приемниках 30₁.30_К используется для синхронизации низкочастотной части формирователей выходных сигналов (фазирование путем записи принятой из линии связи информации об оцифровке в случае отличия от имеющейся). Такая компановка структуры сигнала манипулятора 10 осуществляется одновременно для подготовки к передаче по всем линиям 29₁.29_К связи, по приемникам 30₁.30_К и, в частности, к К-му, процесс синхронизации которого описывается для оговоренного интервала времени, задаваемого счетчиком 12.

Блок 4 коррекции временного упреждения сигналов осуществляет (фиг.3г) во взаимосвязи с фиг. 3а. в формирование по командам от блока 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов необходимого временного упреждения относительно сигналов датчика, выбранной соответствующим образом несущей частоты. Эта несущая должна быть не выше верхней частоты АЧХ линий 29₁.29_К связи, а также кратна и не ниже частоты выдачи элементов ПСП генератором 11 (1 кГц). Последнее условно накладывается потому, что в формирователе 3 сигналов с манипулятора 10 осуществляется фазовая манипуляция (вторая) подготовленной блоком 4 управления несущей, а при фазовой манипуляции в прямом или манипулированном (инверсном) виде может быть передан только каждый целый период, а не его часть. Для простоты на фиг.3 частота несущей выбрана (как допустимый предельный случай) равной тактовой частоте (1 кГц) выдачи элементов ПСП (сравните фиг.3б и 3г).

Подробно функциональный состав и работа блока 4 коррекции временного упреждения сигналов и взаимодействующего с ним блока 15 управления коррекцией временного упреждения сигналов описаны далее по окончании рассмотрения прохождения сигналов по соответствующим линиям 29 связи как от передатчика 2 к приемнику 30, так и обратно к передатчику 2, так как только в этом случае в блоке управления коррекцией временного упреждения сигналов возможны определение времени распространения сигналов по линии связи и соответственно выработка необходимых управляющих сигналов на коррекцию закладываемого временного упреждения.

Поэтому считают, что сформированная в блоке 4 коррекции временного упреждения сигналов несущая (фиг.3г) пока имеет произвольное временное упреждение относительно сигналов датчика 1 (фиг.3а, в), что вполне соответствует ситуации при вводе в синхронизм реальной системы синхронизации. Эта несущая поступает на первый вход формирователя 3 выходных сигналов, на второй вход которого поступает выходной сигнал манипулятора фазы ПСП (фиг.3в).

В формирователе 3 выходных сигналов с помощью D-триггера 73 (фиг.6) осуществляется временная привязка выходного сигнала манипулятора (фиг.3в) к тактам (положительным фронтом поступающим на тактовый вход триггера 73) упрежденной несущей (фиг.3г). Выходной сигнал триггеров 73 используется в качестве манипулирующего упрежденной относительно сигналов датчика 1 несущей. Фазовая манипуляция упрежденной несущей осуществляется с помощью сумматора 74 по модулю два, выходной сигнал которого (фиг.3з) является выходным для формирователя 3. Этот сигнал без дополнительных преобразований пригоден для непосредственной (после необходимого усиления) передачи в линию связи, так как практически не подвержен паразитному искажению на приеме собственной постоянной составляющей в зависимости от передаваемой информации об оцифровке текущего времени датчика 1. Отсутствие при приеме сигнала такого паразитного искажения его постоянной составляющей объясняется тем, что после прохождения линии связи (как правило, подключаемой к источнику и потребителю с помощью согласующих балансных трансформаторов) принимаемый сигнал (как совокупность целых периодов прямых и инверсных несущей частоты формы меандр) практически симметричен относительно нулевого потенциала. Симметрия, вызванная хаотическим чередованием прямых и инверсных периодов несущей в сигнале, носит случайный характер и легко компонируется усреднением фазы принимаемого сигнала. Сигнал с выхода формирователя 3 поступает через блок 5 приемопередачи только в линию 29 связи.

Для пояснения последнего утверждения рассматривают работу блока приемопередачи (фиг.7), так как это необходимо для иллюстрации возможности организации одновременной непрерывной двунаправленной передачи сигналов времени по линии 29 связи как от передатчика 2 к приемнику 30, так и в обратном направлении с однозначным разделением потоков сигналов.

Блок 5 приемопередачи передатчика 2 (а также блок 31 приемопередачи приемника 30) работает так, что сигналы, поданные на его вход, могут попасть только через его двунаправленный вход-выход в линию 29 связи, а сигналы, пришедшие из линии 29 связи, на двунаправленный вход-выход могут попасть только на выход блока 5(31) приемопередачи. Происходит это потому, что ток сигнала, прошедшего через усилитель 75 и поданный в средний отвод первичной обмотки трансформатора 77, разветвляется поровну (при равенстве номинала балластного сопротивления 76 волновому сопротивлению линии связи Bar_л.с) в линию 29 связи и резистор 76, не попадая на вход усилителя-ограничителя 78 и соответственно на выход блока 5 приемопередачи, а сигнал, пришедший из линии связи на двунаправленный вход-выход блока 5, проходит по следующей цепи: первая (по фиг.7) половина первичной обмотки трансформатора 77, низкое выходное сопротивление 76, и потому трансформируется только на вход усилителя-ограничителя 78, а следовательно, только на выход блока 5.

Таким образом, сигнал, сформированный в формирователе 3 выходного сигнала, через блок 5 приемопередачи поступает в линию 29 связии через время распространения Т_распр (по окончании ввода в синхронизм равное времени упреждения) приходит на блок 31 приемопередачи приемника 30. С выхода блока 31 приемопередачи принятый из линии связи сигнал (фиг.3е) поступает на первый хронизатор 33 и блок 36 фильтрации несущей приемника 30 для использования с целью его синхронизации. При синхронизации приемника 30 в нем осуществляется несколько этапов преобразования пришедшего на его вход сигнала. Первый этап, реализуемый с помощью первого 33, второго 34 хронизаторов, блока 35 устранения неоднозначности и блока 36 фильтрации несущей, позволяет подготовить необходимые сигналы для синхронизации формирователя 44 выходных сигналов с разрешением неоднозначности до периода несущей частоты. Последовательно рассматривают назначение, состав и функционирование блоков 33.36.

Первый 33 и второй 34 хронизаторы осуществляют формирование (опираясь на сигнал местного генератора 32) частоты, равной частоте несущей (равной, в свою очередь, частоте следования элементов ПСП), а также ее фазовую синхронизацию с подаваемыми на их входы фазоманипулированными сигналами. Эта операция имеет целью усреднить фазы принимаемого из линии 29 связи сигнала и необходима потому, что при прохождении по линии связи составляющих сигнал импульсов (в описываемом случае фазоманипулированного меандра) их фронты "затягиваются" из-за ограниченности полосы пропускания и с ростом протяженности линии связи, а также получают искажения под влиянием шумов. Выделенная, например, усилителем-ограничителем 78 в блоке 5 (или 31) из принятого сигнала информация (временное положение фронтов) содержит поэтому так называемую фазовую дрожь, что для временных систем является недопустимым. Для ее устранения вырабатывают из сигналов местных генераторов 32 импульсы, которые следуют с частотой принимаемых (или кратной ей) и осуществляют их фазовую автоподстройку под центр зоны фазовой дрожи. Классическая схема такой фазовой автоподстройки (блоки 79.83, фиг.8) составляет основное функциональное содержание первого 33 и второго 34 хронизаторов. Выбранная ими частота (выход делителя 80) обладает примерно в раз меньшей фазовой дрожью, чем принимаемый из линии связи сигнал, где п число используемых при подстройке фазы фронтов принятых из линии 29 связи импульсов. Указанное уменьшение фазовой дрожи происходит потому, что обязательным элементом при выработке управляющих сигналов в цепях фазовой автоподстройки является интегратор (например, реверсивный счетчик 82), который и позволяет достичь такого усредняющего действия по отношению к фазе принимаемого сигнала.

Достижение искомого синхронизма при фазовой автоподстройке контролируется анализатором 81 рассогласования, ведущим подсчет числа управляющих сигналов для фазовращателя 79 за выбранный, например, секундный интервал времени. Если число управляющих сигналов за секунду не превышает определенного значения, что свидетельствует об окончании подстройки, на выходе анализатора 81 выделяется сигнал, разрешающий использование сигнала с выхода делителя 80 частоты. Важно, что этот сигнал анализатора рассогласования может попасть на выход запрета хронизаторов 33, 34 только через элемент И 86. К второму входу этого элемента И подводится сигнал с порогового устройства 85, которое совместно с пиковым детектором 84 контролирует наличие входного сигнала соответствующего хронизатора 33, 34.

Однако из-за наличия во входном сигнале хронизаторов 33, 34 фазовой манипуляции (а именно, этот случай рассматривается) осуществляемая ими подстройка фазы формируемого сигнала может быть проведена с неоднозначностью (ошибочным фазовым сдвигом) до половины периода наивысшей частоты в фазоманипулированном входном сигнале. Применительно к первому хронизатору 33 (как системы фазовой автоподстройки, имеющей целью сфазировать, например, положительный фронт формируемого ею сигнала, например, с положительным фронтом входного сигнала) это означает, что он может найти этот фронт (фиг.3е) как в начале каждого одномиллисекундного интервала (фиг.3к), так и в его середине (фиг. 3ж). Поэтому оба устойчивых состояния (фиг.3к или 3ж) хронизатора 33 являются равновероятными, а в какое из них (в дальнейшем жестко удерживаемое) приходит хронизатор 33 зависит от того, каких периодов несущей частоты в принимаемом сигнале за секундный интервал усреднения содержалось больше: прямых или манипулированных (инверсных).

Предполагают, что сформированный хронизатором 33 сигнал несущей частоты занимает устойчивое положение (фиг. 3ж), при котором положительный фронт сформированной им несущей приходится на середину каждого одномиллисекундного интервала. Это положение позволяет иллюстрировать невозможность фильтрации из принимаемого сигнала несущей частоты с помощью блока 36 (как первого этапа обработки принятого сигнала), а также пути устранения оговоренной неоднозначности с помощью блоков 34, 35. Считают также, что выходной сигнал (фиг. 3ж) первого хронизатора 33 через блок 35 устранения неоднозначности транслируется на второй вход блока 36 фильтрации несущей, на другой вход которого подается принимаемый сигнал (фиг.3е) с выхода блока 31 приемопередачи.

Блок 36, представляющий собой сумматор по модулю два, предназначен для фильтрации из принимаемого сигнала несущей частоты. Формируемый им в этом случае сигнал (изображен на фиг.3з) должен представлять собой ПСП, десятимиллисекундные отрезки, которые манипулированы кодом информации источника 7 или кодом оцифровки текущего времени датчика 1 (как на фиг.3в). Однако из сопоставления (фиг.3в и 3з) очевидно, что из-за наличия в сигнале на выходе первого хронизатора 33 неустраненной неоднозначности, равной половине периода несущей частоты, выходной сигнал блока 36 является инверсией сигнала (на фиг.3в). Дальнейшее использование полученного сигнала (фиг.3з) для синхронизации приемников 30 не допустимо до устранения фазовой неоднозначности сигнала на выходе первого хронизатора 33.

Для ее устранения предназначен блок 36, при реализации которого используются те из заранее условленных обстоятельства, что при формировании передаваемого в соответствующую линию связи сигнала в прямом или манипулированном виде может быть передан только целый период несущей частоты. Это означает, что на моменты возможной фазовой манипуляции соответствующих целых периодов несущей частоты сигналами ПСП (фиг.3б, в, г) обязательно приходятся например, положительные фронты, не подвергшиеся манипуляции несущей частоты. Таким же свойством (сопоставьте фиг.3б, в и фиг.3з с фиг.3г) обладает и сигнал блока 36 фильтрации несущей, если несущая частота в первом хронизаторе 33 восстановлена с оговоренной неоднозначностью (фиг.3ж).

Выходной сигнал блока 36 фильтрации несущей подается на второй хронизатор 34, который формирует (фиг.3и) частоту, равную частоте следования элементов ПСП (в данном случае она равна частоте несущей). Свойством выходного сигнала второго хронизатора 34 (фиг.3и) является привязка его, например, положительного фронта к моментам смены элементов ПСП (сопоставьте фиг.3и в "привязке" к любому фронту, фиг.3б, в, з, т.е. фазовая неоднозначность обработки второго хронизатора значения не имеет). Поэтому временное положение положительных фронтов в выходном сигнале второго хронизатора 34 можно использовать как указатель на необходимое искомое временное положение положительных фронтов в сигнале несущей частоты, сформированной первым хронизатором 33 и через блок 35 устранения неоднозначности поданной на второй вход блока 36 фильтрации несущей.

Отсюда следуют реализация (фиг.9) и алгоритм работы блока устранения неоднозначности, который осуществляет прямую (фиг.10) передачу выходного сигнала первого хронизатора 33 на вход блока 36 фильтрации несущей, если положительные фронты в сигналах, сформированных как первым 33, так и вторым 34 хронизаторами, совпадают во времени; инверсную, т.е. со сдвигом на 0,5 периода, (фиг.11) передачу выходного сигнала первого 33 хронизатора на вход блока 36 фильтрации несущей, если положительные фронты в сигналах, сформированных как первым 33, так и вторым 34 хронизаторами, не совпадают во времени.

Следовательно, на вход блока 36 фильтрации несущей с помощью блока 35 подана восстановленная несущая частота с устраненной неоднозначностью (переход от фиг.3ж к фиг.3к); блок фильтрации несущей осуществляет правильное выделение из принятого сигнала ПСП с десятимиллисекундными отрезками, манипулированными кодом информации датчика 7 или кодом оцифровки текущего времени датчика 1 (фиг.3л как продукт сложения по модулю два, фиг.3е и 3к в сравнении с фиг.3в); второй хронизатор 34 вырабатывает сигнал частоты смены элементов ПСП (1 кГц), который не изменяет режим работы блока 35 устранения неоднозначности (совпадение фронтов на фиг.3к и 3м), а также поступает на первый вход формирователя 44 выходных сигналов для использования в последнем с целью его синхронизации с разрешением неоднозначности до 1 нс.

Выходные сигналы блока 36 фильтрации несущей (выделенная из принятого сигнала ПСП с манипулированными по фазе кодом информации источника 7 или кодом оцифровки текущего времени датчика 1 десятимиллисекундными отрезками, фиг. 3л) и второго хронизатора 34 (тактовая частота следования элементов ПСП, равная частоте несущей 1 кГц, фиг.3н) поступают на соответствующие входы генератора 37 ПСП (фиг.12), который осуществляет формирование ПСП, являющейся копией ПСП, формируемой генератором 11 ПСП и используемой в приемнике 30 сигналов времени для выделения из принимаемого сигнала синхронизирующего сигнала частоты 1 Гц, информации о коде информации источника 7 и оцифровке текущего времени датчика 1; фазирование формируемой им ПСП с ПСП, формируемой генератором 11, без чего невозможно указанное выделение сигнала частоты 1 Гц, кода информации источника 7 и оцифровки текущего времени датчика 1; выдачу сформированной ПСП в виде как параллельного, так и последовательного кодов; выдачу сигнала запрета на формирователь 44 выходного сигнала и формирователь 42 разрешения считывания информации приемника 30 до окончания фазирования формируемой им ПСП с ПСП, формируемой генератором 11.

Рассмотрим работу фазируемого генератора 37 ПСП во взаимодействии с цикловым синхронизатором 39 и блоком 38 фильтрации ПСП (фиг.1, 12), так как именно с помощью этих блоков осуществляется второй этап преобразования полученных приемником 30 сигналов.

После включения питания фронтом импульса с формирователя 9 устанавливаются в единичное состояние через элемент ИЛИ 91 триггер 92 и через элемент ИЛИ 95 в исходное состояние, например, как в передатчике 2 сигналов времени, 100.00 (слева направо по фиг.12) регистр генератора 94 ПСП. Под воздействием единичного потенциала с выхода триггера 92 замыкается обратная связь генератора 94 ПСП на его информационный D-вход через Х-канал коммутатора 93. По мере поступления на тактовый вход формируемого генератора 37 ПСП импульсов (1 кГц) с выхода второго хронизатора 34 генератор 37 (с помощью регистра генератора 94 и замкнутой обратной связи) формирует ПСП, закон формирования которой аналогичен закону формирования ПСП в генераторе 11. Отличие генератора 37 ПСП в приемнике 30 состоит лишь в том, что кроме основных десяти разрядов его регистра (для формирования ПСП длиной 1023, а в нашем случае 1000, импульсов их число равно десяти с обратной связью от седьмого и десятого разрядов по модулю два) предусмотрен один дополнительный (одиннадцатый). Появление единичных символов формируемой ПСП на выходе этого дополнительного разряда не приводит к переключению коммутатора 93, так как единичное состояние триггера 92 не изменяется.

Формируемая фазируемым генератором 37 ПСП в последовательном виде (с основного выхода) поступает на вход блока 38 фильтрации ПСП, на другой вход которого с выхода блока 36 фильтрации несущей поступает выделенная из принятого из линии 29 связи ПСП с десятимиллисекундными отрезками и манипулированными по фазе кодом информации источника 7 и оцифровкой текущего времени датчика 1.

Если формируемая ге