SU1385118A1 - Устройство дл сверки шкал времени - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике . Цель изобретени  - повышение точности сличени  ткал разнесенных хранителей времени. Устр-во содержит хранитель 1 времени, приемник 2, переключатель 3, дискриминатор 4, коммутатор 5 сигналов, синхрогенера- тор 6, генератор 7 радиоимпульсов, усилитель 8 мощности, коммутатор 9, антенну 10, измеритель 11 интервалов времени и запоминающее устр-во 12, Введение новых элементов и образование новых св зей между элементами устр-ва позвол ет достичь цели изобретени  путем дополнительной синхронизации огибающей и фазы высокочастотного заполнени  формируемых радиосигналов с метками времени сличаемых хранителей и исключени  значени  задержки дискриминатора из результатов измерени  аппаратурных задержек цепей передатчика и приемника за счет дополнительного измерени  величины задержки в дискриминаторе сигнала, огибающа  и фаза высокочастотного заполнени  которого когерентны шкале времени хранител . 2 з.п. ф-лы, 9 ил. S (Л со ос сд

Description

Изобретение относитс  к радиотехнике и может быть использовано при сличении шкал разнесенных часов, а также в радиодальнометриИ и радиона- вигации.

Цель изобретени  - повышение точности сличени  шкал разнесенных хранителей времени путем дополнительной синхронизации огибающей и фазы высо- кочастотного заполнени  формируемых радиосивналов с метками времени сличаемых хранителей и исключегга  значени  задержки дискриминатора из результатов измерени  аппаратурных за- держек цепей передатчика и приемника за счет дополнительного измерени  величины задержки в дискриминаторе сигнала , огибающа  и фаза высокочастотного заполнени  которого когерентны шкале времени хранител .

На фиг.1 показана функциональна  схема устройства; на фиг.2 - схема коммутатора сигналов; на фйг.З - прохождение сигнала при измерении вели- чины задержек дискриминатора (режим, предшествующий режимам измерени  усилител  мощности (передатчика), излучени  и приема сигнала); на фиг.4 - прохождение сигналов при измерении и компенсации величины задержки усили- тел  Мощности (передающего устройства ) в процессе излучени  сигнала (в режиме передачи); на фиг.5 - прохождение принимаемых сигналов (в режиме приема); на фиг.6 - прохождение сигналов при измерении величины суммарной задержки приемнщса и дискриминатора (режим, последующий непосредственно за режимом приема); на фиг.7 - схема антенного коммутатора; на фиг.8 - схема синхрогенератора; на фиг.9 - схема (одна из возможных реализаций ) дискриминатора.

Устройство дл  сверки шкал време- ни содержит хранитель времени (в прототипе - эталонный генератор) 1, приемник 2, переключатель.3,.дискриминатор 4, коммутатор 5 сигналов, сийх- рогенератор 6, генератор 7 (в прото- типе - формирователь) радиоимпульсов , усилитель 8 мощности, антенный коммутатор 9, антенну 10, измеритель 11 интервалов времени, запоминающее устройство 12 и устройство 13 вывода даннь1х 1 3 5 причем выходы хранител  времени 1 соединены с входами синхрогенератора 6, выходы синхрогенератора 6 соединены с управл ющими входами генератора 7 радиоимпульсов, измерител  11 интервалов времени, усилител  8 мощности, запоминающего.устройства 12, устройства 13 вывода данных , антенного коммутатора 9 и коммутатора 5 сигналов, выходы измерител  11 интервалов времени соединены с входами запоминающего устройства 12, его выходы соединены с входами устройства 13 вывода данных, сигнальный вход усилител  8 мощности соединен с первым сигнальным выходом коммутатора сигналов 5, выход генератора импульсов 7 соединен с первым сигнальНьп входом коммутатора сигналов 5, второй его сигнальный выход соединен с входом приемника 2, выход усилител  мощности соединен с входом антенного коммутатора 9, одна из клемм которого соединена с антенной 10, а сигнальный его выход соединен с вторым сигнальным входом коммутатора 5 сигналов, выход дискриминатора 4 соединен с входом измерител  11 интервалов времени,- причем выход приемника 2 соединен с вторым входом введенного в устройство переключател  3, управл ющий вход переключател  3 соединен с выходом синхрогенератЬра 6, третий сигнальный выход коммутатора 5 сигналов соединен с первым входом переключател  3, выход переключател  3 соединен с входом дискриминатора 4, синхронизирующий вход генератора 7 радиоимпульсов соединен с выходом эталонной частоты хранител  1 времени, выходы запоминающего устройства 12 соединены с входами установки генератора радиоимпульсов 7, а выход измерительного сигнала антенного коммутатора 9 соединен с входом измерительного сигнала коммутатора сигналов.Схема коммутатора 5 сигналов включает совокупность переключателей 14 - 16, фидеры, соедин ющие выходы 17 и 18 антенного коммутатора 9 с входами коммутатора 5 сигналов, и клеммы I 9 - 27 контактов переключателей 14 - 16, причем клемма 19 соединена с клеммой 23 и с генератором 7 радиоимпульсов, клемма 24 - с клеммой 26, клемма 20- с переключателем 3, клемма 25 - с приемником 2, клемма 22 - с усилителем 8 мощности, клемма 21 - с выходом 17 антенного коммутатора 9, клемма 21 - с выходом 18 антенного коммутатора 9. Управление состо ни ми

переключателей 14 - 16 осуществл етс  под воздействием управл ющих сигналов , поступающих по шинам управлени  с выхода синхрогенератора 6.

На фиг.З выход переключател  3 соединен с входом дисЬриминатора 4, выход дискриминатора 4 - с измерителем 11 интервалов времени, выходы которого соединены с входами запоминающёго устройства 2, выходами соединенного с входами генератора 7 радиоимпульсов ,, выход которого соединен с коммутатором 5 сигналов, выходом соединенного с входом переключател :3, выходы хранител  1 времени соединены с синхрогенератором 6 и генератором 7 радиоимпульсов.

На фиг.4 выход переключател  3 соединен .с входом дискриминатора 4, выход которого- соединен с измерителем 11 интервалов времени, выходами соединенного с входами запоминающего устройства 12, выходы которого соединены с входами генератора 7 радиоим- пульсов, выходом соединенного с коммутатором 5 сигналов, один выход которого соединен с переключателем 3, а другой - с усилителем 8 мощности, выход которого соединен с антенным коммутатором 9, выход которого (17) соединен с коммутатором 5 сигналов, другой выход антенного коммутатора 9 соединен с антенной 10, выходы хранител  1 времени соединены с синхрр- генератором 6 и генератором 7 радиоимпульсов .

На фиг.З антенна 10 соединена с антенным коммутатором 9, выход которого соединен с входом коммутатора 5 сигналов, выходом соединенного с входом приемника 2, выход приемника 2 соединен с входом переключател  3, выход переключател  3 - с входом дискриминатора 4, выход дискриминатора 4 - с входом измерител  11 интерва- лов времени, выходы которого соединены с входами запоминающего устройства 12, выходами соединенного с входами устройства вывода данных 13, выходы хранител  1 времени соединены с входами синхрогенератора.

На фиг.6 выходы хранител  1 времени соединены с входами синхрогенератора 6 и входом генератора 7 радиоимпульсов , выходом соединенного с входом коммутатора 5 сигналов, выход которого соединен с входом приемника 2, вьпсод приемника 2 соединен с вхо

5

0 5 O ,.

Q

5

дом переключател  3, выход которого соединен с входом дискриминатора 4, выход которого соединен с входом Измерител  11 интервалов времени, выходами соединенного с входами запоминающего устройства 12, выходы которого соединены с входами устройства 13 вывода данных.

Антенный коммутатор 9 содержит . аттенюатор 28, управл емые переключатели 29 и 30, клеммы 31-36 контактов переключателей 29 и 30 и фидеры, соедин ющие выходы 17 и 18 антенного коммутатора 9 с входами коммутатора 5 сигналов, причем клемма 35 соединена с антенной Ю, клемма 30 - с выходом 18V клемма 36 - с клеммой 33, клемма 32 - с аттенюатором 28, выход которого представл ет собой выход 17 а нтенного коммутатора 9, клемма 31 - с усилителем 8 мощности.

Синхрогенератор 6 содержит счетчик адреса (СА)-37, посто нное запоминающее устройство (ПЗУ) 38, дешифраторы 39 (ДШ1 - ДШ) (по числу требуемых управл ющих сигналов;, синтезатор 40 сетки частот и интервалов времени (ССЧ) 40 и дешифратор 41 импульсов Стоп (ДШ импульсов Стоп) 41, причем хранитель 1 времени соединен с входами СА 37 и ССЧ 40, выходы СА соединены с входами ПЗУ, вь1- ходы которого соединены с входами ДШ1 - ДШ 39 и Щ 41 импульсов - Стоп, их выходы и выходы ССЧ 40  вл ютс  выходами сигналов управлени  и синхронизации синхрогенератора 6.

Дискриминатор 4 может содержать согласованный фильтр 42, детектор

43огибающий, радиочастотную линию

44задержки, амплитудный дискриминатор 45, генератор 46 строб-импульса, формирующее устройство 47 и выход

48 дискриминатора, причем выход согласованного фильтра 42 соединен с входами детектора 43 огибающей и радиочастотной линии 44 задержки, выход детектора 43 огибакщей соединен с входом амплитудного дискриминатора 45, выход которого соединен с входом генератора 46. строб-импульсов, первый выход которого, соединен со стро- бирующим входом формирующего устройства 47, а второй выход  вл етс  выходом 48 дискриминатор а временного положени  огибающей сигнала, вьЬсод радиочастотной линии задержки 44 сб е513

динен с сигнальным входом формирующего устройства 47, выход которого  вл етс  выходом 48 дискриминатора 4 временного положени  точки перехо- да через нуль фазы высокочастотного заполнени  сигнала.

Усилитель 8 мощности представл ет собой радиопередающее устройство метрового диапазона. При изменении либо режимов его работы, либо параметров сигналов необходимо осуществл ть изменение значений аппаратурных параметров (напр жений смещени , полосы пропускани  и т.д.), т.е.. произво- дить автоматическую настройку передатчика . Эти функции выполн ют встроенные в передатчик системы управлени , блокировки и синхронизации (УБС) и автоматической настройки, управл емые в устройстве сигналами синхроге- нератора 6. В данном устройстве функции определени  временного положени  сигнала на выходе передатчика (уси- - лител  8 мощности) возложены на дис- криминатор А, который подключаетс  в требуемые моменты времени либо к выходу усилител  В мощности дл  измерени  временного положени  задержанного в нем сигнала, либо к выходу приемника 2 дл  измерени  временного положени  сигналов, прин тых от корреспондента и при измерении величины задержки в приемнике. Поскольку .отсчетные значени  формируемых радиосигналов (на выходе генератора 7 радиоимпульсов ) синхронизированы с известными моментами времени шкалы времени хранител  I времени, то временное положение синхронизированных та- КИМ образом радиосигналов можно считать известным с высокой точностью что позвол ет, измерив сначала величину задержки в дискриминаторе(фиг.3) путем подачи на его вход радиосигна- ла с известным временным положением мгновенных значений и получив результат измерени  задержки в дискриминаторе 4, запомнить ее величину дл  последующих шагов измерени  задержек TakTOB приемника и передатчика.

Алгоритм работы устройства в различных режимах следующий.

Перед проведением сеанса сличени  автоматически (по шкалам синхрогене- ратора 6) проводитс  калибровка (измерение ) величины задержки в дискриминаторе 4. Дл  этого радиосигнал, временное положение.которого (начало

-

0 s 0 5 о Q

5

0

186

отсчета задержек дискриминатора) известно , поступает с выхода генератора 7 радиоимпульсов через коммутатор 5 сигналов и переключатель 3 на вход дискриминатора 4. Задержка дискриминатора определ етс  как показани  реверсивного измерител  11 интервалов времени между моментами- старта (по сигналам синхрогенератора 6) и остановки (по выходному импульсу дискриминатора 4). Коммутатор 5 сигналов и переключатель 3 подготавливаютс  к этому режиму заранее по управл ющим сигналам синхрогенератора в, Алгоритм измерени  задержки дискриминатора 4 состоит из операций: формирование синхрогенератором сигналов управлени  состо ни ми блоков схемы (в ча стности, -коммутатора, переключателей ) и запуск генератора 7 радиоимпульсов . Радиосигнал проходит че- рез коммутатор 5 сигналов, переключатель 3 и дискриминатор 4 и его временное положение, измеренное реверсивным измерителем 11 интервалов времени, запоминаетс  в виде цифрового кода в запоминающем устройстве 12. Во врем  формировани  радиосигналов генератор 7 радиоимпульсов запускаетс  по сигналам синхрогенератора 6 и синхронизируетс  сигналами хранител  1 времени (это происходит и в остальных режимах генерации ра- -диосигнала) .

Работа устройства в различных режимах обеспечиваетс  изменением путей прохождени  сигналов в соответствии с функционированием синхрогенератора 6, включением в работу соответствующих блоков и изменением начальной фазы и временного положени  огибающей генерируемых радиоимпульсов под воздействием сигналов запоминающего устройства на генератор радиоимпульсов через его установочные входы.

На фиг.4 показан путь прохождени  сигналов в режиме измерени  и компенсации величины задержки усилител  мощности 8 (передающего устройства) в процессе излучени  сигнала (в режиме передачи).

По сигналам синхрогенератора 6 генератор 7 радиоимпульсов формирует тестовый сигнал, колебани  которого когерентны шкале времени хранител  1 времени (в силу синхронизации генератора 7- сигналами хранител ). Форма

радиосигнала согласована с передаточной характеристикой согласованного фильтра 31.

Состо ние коммутатора 5 сигналов и антенного коммутатора 9 в этом режиме соответствует прохождению сигнала по цепи: генератор 7 радиоимпульсов (фиг.4), коммутатор 5 сигналов, усилитель 8 мощности, антенный коммутатор 9, вход 17 коммутатора сигналов 5, соединенные клеммы 20 и 21 переключател  14 (управл емого синх- рогенератором 6), первый вход переключател  3, дискриминатор 4, реверсивный измеритель 1I интервалов времени , запоминающее устройство 12 и генератор 7 радиоимпульсов.

С выхода запоминающего устройства 12 в этом случае на входы установки генератора 7 радиоимпульса поступает код величины суммы задержек радиосигнала в усилителе 8 мощности и антенном коммутаторе 9 дл  коррекции начального сдвига сигнала при формиро-. вании его в режиме передачи на величину , равную по модулю и противоположную по знаку измеренному значению суммы задержек усилител  мощности и антенного коммутатора 9. Задержка дискриминатора 4 измерена ранее , ее величина в результат измерени  не входит. Таким образом, сдвига  во времени момент начала формировани  огибающей и фазы заполнени  радиоимпульса на выходе генератора 7, путем управлени  его состо нием в зависимости от измеренных задержек осуществл ют стабилизацию момента узлучени  сигнала корреспонденту антенной 10 относительно шкаль времени местного хранител  1 времени.

Коммутатор 5 сигналов (фиг.2) работает следующим образом.

Переключатели 14 - 16 осуществл ют (в зависимости от режима работы устройства , определ емого значени ми управл ющих напр жений синхрогенерато- ра 6) коммутацию генератора 7 радиоимпульсов (соединенного с клем-. мами 22,и 26 переключателей 17 и 18) с переключателем 3, приемником 2 либо усилителем 8 мощности. Кроме того, коммутатор 5 сигналов подключает выход 17 антенного коммутатора к входам переключател  3 (клемма 20, при измерении задержки передатчика и антеино- го коммутатора),, а также выхода 18 коммутатора 9 к приемнику 2 (в режи511

.

. , 10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

88

ме приема сигналов) и выход генератора радиоимпульсов к входу приемника 2 в режиме измерени  его задержки.

В режиме приема (фиг.5) сигнал, прин тый от корреспондента, от антенны 10-через антенный коммутатор 9, переключатель 16 коммутатора 5 сигналов (его замкнутые контакты 26 и 27) поступает на вход приемника 2, а затем - через переключатель на вход дискриминатора 4 и вход реверсивного измерител  1I интервалов времени , после чего результат измерени  запоминаетс  в запоминающем устройстве 1 2 и при необходимости выводитс  через устройство 13 вывода данных.

Непосредственно после режима приема сигналов корреспондента (либо в процессе приема, например, между импульсами кодовых посылок корреспондента ) осуществл етс  измерение величины задержки приемного устройства 2 путем подачи на.его вход сигнала с известным временным положением (с выхода генератора 7). Из результата измерени  величины суммы задержек приемника 2 и дискриминатора 4 в этом режиме вычитываетс  измеренна  ранее величина задержки дискриминатора 4, и результирующа  величина, равна  задержке приемника 2, вычитаетс  из величины Т. Сигнал в этом режиме проходит (фиг,6) от генератора 7 радиоимпульсов , управл емого синхроге- нератором 6, через коммутатор сигналов 5, приемник 2, переключатель 3 и дискриминатор 4. Величина суммарной задержки приемника и дискриминатора измер етс  измерителем 11 интервалов времени, запоминаетс  в запоминающем устройстве 12 и при необходимости выводитс  устройством 13 вывода данных, которое, в частности , может быть сопр жено с ЭВМ.

Антенный коммутатор 9 (фиг.7) представл ет собой коммутатор радиочастотных сигналов повьшенной мощности и содержит управл емые переключатели 29 и 30, а также аттенюатор 28, предназначенный дл  согласовани  -выхода усилител  мощности и ослаблени  его выходного сигнала в режиме измерени  задержки в усилителе 8 мощности. В зависимости от положени  переключателей 29 и 30 усилитель мощности может быть подключен либо к антенне 10 (через клеммы 31, 33,36 и 35), либо (через аттенюатор

913

28, коммутатор 5, переключатель 3) к входу дискриминатора 4, Антенна 1 О, в свою очередь, может подключатьс  (через клеммы 34 и.35) к коммутатору сигналов 5, и через клеммы 27 и 25 его переключател  I6 к входу приемника 2. Работой устройства управл ет син- хрогенератор 6 (фиг.8), представл ю- щий собой программируемый автомат, который по сигналам хранител  времени (а при необходимости по сигналам оператора) вырабатывает последовательность сигналов в виде потенциа- лов и кодовых последовательностей импульсов. Обобщенна  структура синхронизатора 6 содержит посто нное запоминающее , устройство 48, счетчик 37 .адреса и дешифраторы (по числу тре- буемых управл ющих сигналов). В схему синхрогенератора входит также синтезатор 40 сетки частот и интервалов време 1ги и дешифраторы 41 импульсов Стоп, управл ющие работой счетчика 37 адреса. Синхрогенератор запускаетс  секундными сигналами Старт, поступающими от хранител  времени (либо от оператора). При отработке перебора всех номеров адресов посто нного запоминающего устройства 48 счетчиком 37 адреса, на выходе дешифраторов 39 и 41 по вл ютс  необходимые дл  реализации алгоритма работы устройства сигналы. Синтезатор 40 сетки частот и интервалов времени осуществл ет генерирование тактовых сигналов дл  управлени  работой реверсивного измерител  интервалов времени II и запоминающего устройства 12.

Дискриминатор 4 содержит согласованный фильтр 42 (с комплексным коэффициентом передачи), детектор 43 огибающей и амплитудный дискриминатор 45. Эти узлы обеспечивают определе- ние временного положени  огибающей отклика согласованного фильтра. Радиочастотна  лини  44 задержки, формирующее устройство 47 и генератор 46 стробирующего импульса обеспечи

вают высокоточный алгоритм измерени  временного положени  фазы высокочастотного заполнени  радиосигнала. При этом радиочастотна  лини  задержки обеспечивает стробирование первого нулевого перехода фазы высокочастотного заполнени  после фиксации характерной точки (максимума) огибающей, что повьшает точность сличени . Вели

с

0 5 0 5 О 0

5

0

5

810 .

чина задержки линии 44 должна компенсировать задержку сигнала в узлах

43.45 и 46.

Claims (1)

1. Устройство дл  сверки ткал времени , содержащее хранитель времени, приемник, дискриминатор, коммутатор сигналов, Синхрогенератор, генератор радиоимпульсов, усилитель мощности, антенный коммутатор, антенну, измеритель интервалов времени, запоминающее устройство и устройство вывода данных, при этом выходы хранител  времени соединены с входами синхрогенератора , выходы которого подключены к управл ющим входам генератора радиоимпульсов , измерител  интервалов времени, усилител  мощности, запоминающего устройства, устройства вывода данных, антенного коммутатора и коммутатора сигналов, выходы измерител  интервалов времени соединены с входами запоминающего устройства, выходы которого подключены к входам устройства вывода данных, сигнальный вход усилител  мощности соединен с первым сигнальным выходом коммутатора сигналов, выход генератора радиосигналов подключен к первому сигнальному входу коммутатора сигналов, второй сигнальный вы54од которого соединен с входом приемника, выход усилител  мощности подключен к входу антенного коммутатора, одна из клемм которого подключена к антенне, а сигнальный его выход соединен с вторым сигнальньм входом коммутатора сигналов , выход дискриминатора подключен к входу измерител  интервалов времени , отличаю щеес  тем, что, с целью повышени  точности сличени  шкал разнесенных хранителей . времени, в него введен переключатель, управл ющий вход которого соединен с выходом синхрогенератора, третий сигнальный выход коммутатора сигналов подключен к первому входу переключател , вторым входом соединенного с выходом приемника, а выходом - с входом дискриминатора, причем синхронизирующий вход генератора радиоимпульсов подключен, к выходу эталонной частоты хранител  времени, выходы запоминающего устройства соединены с входами установки генератора радиоимпульсов, а выход измеритель- ного сигнала антенного коммутатора

кпаенл. 3

НГРИ7

к IIMB

Ака

P4f HUIty2

Kcrs

Упр. cutHOM

Фие.г

ф

as 3

6 гФив . if

фиг. 5

11

1Z

13

фие. 6

1поаВл юи4ие сиеналб

Фцг. 7

Cmaftm.

Стоп

Такт.

77

уостота

Ti A eyre

Опррные

Частоты

и метки

8рембнц

38

.А

Г

J

39

1

Фиг. в

Сиънд/11и упрадлени  а синхрониуоции

.А