Селектор радіосигналів точного часу

Винахід відноситься до галузі приладобудування і може бути використаний в системах єдиного часу та в автономних годинниках, які коректуються за допомогою радіосигналів точного часу. Найближчим до винаходу з те хнічної точки зору є селектор радіосигналів точного часу, який містить вузькосмуговий фільтр, амплітудний детектор, формувач імпульсів, генератор опорних імпульсів, лічильник опорних імпульсів, дешифратор, елемент затримки, ключ, лічильник сигналів точного часу, формувач сигналів корекції, елемент АБО [1]. Джерелами погіршення завадостійкості у відових селекторах радіосигналів точного часу слід вважати не лише шуми та перешкоди, пов'язані з роботою різноманітної радіоелектронної і обчислювальної техніки та широкої гамми силового промислового обладнання, а й перешкоди і спотворення, внесені первинним джерелом радіосигналів точного часу. Ним слід вважати радіоприймальний пристрій, який з метою детального аналізу роботи селекторів радіосигналів точного часу винесено за межі їх стр уктурни х схем. Спеціальні схемні вирішення радіоприймачів, скеровані на послаблення завад від сусідніх (по частоті трансляції) станцій, тобто по "дзеркальному" каналу, а також від вищеописаних перешкод не завжди ефективні. Тому, підсилюючи ці перешкоди, радіоприймальний пристрій буде, наприклад, спонтанно додавати "лишні" Імпульси до сигналу точного часу, подовжуючи розмір пачки або спотворюючи короткі Імпульси пачки. В даному випадку прототип сприймає подовження пачки як відхилення від норми і буде кваліфікувати спотворений таким чином сигнал точного часу як перешкоду, бо тривалість пачки імпульсів та паузи не відповідатимуть необхідним для прототипу значенням. Це викличе порушення роботи прототипу, тобто невироблення на його виході сигналу корекції. Таким чином, для відомого пристрою-прототипа характерною є низька завадостійкість, викликана нестабільною його роботою в умовах перешкод, сформованих в радіоприймальному тракті. Завданням винаходу є підвищення завадостійкості за рахунок використання властивостей радіосигналу точного часу, який складається з шести пачок коротких імпульсів, сформованих з відомими часовими співвідношеннями. Запропонований пристрій вигідно відрізняється від прототипа. Введення в нього селектора числа імпульсів в пачці забезпечило підвищення завадостійкості за рахунок використання способу формування коректуючого сигналу, який базується на аналізі частоти повторення пачок коротких Імпульсів та числа цих імпульсів в пачці. Це, в свою чергу, дозволяє підвищити точність ходу систем єдиного часу або автономних годинників, які застосовуються, наприклад, о системах багатотарифного обліку витрат електроенергії на підприємствах, що гарантує її е фективне використання. Поставлене завдання розв'язується завдяки тому, що у селекторі радіосигналів точного часу, який містить з'єднані послідовно вузькосмуговий фільтр, амплітудний детектор, підсилювач, селектор по частоті повторення пачок імпульсів, елемент АБО та лічильник сигналів, згідно з винаходом, додатково введений селектор числа імпульсів в пачці, причому вхід селектора числа імпульсів в пачці з'єднано з входом селектора по частоті повторення пачок імпульсів, додатковий вихід якого з'єднано з входом блокування селектора числа імпульсів у пачці, ви ходи якого з'єднані, відповідно, з лічильним входом лічильника сигналів та з другим входом елемента АБО. Селектор числа коротких імпульсів реалізовано на мікросхемі лічильника-подільника КБ61ИЕ16 (6КО.348.457 ТУ14). В багатьох галузях виробництва, сферах побуту та при проведенні різноманітних наукових експериментів необхідно забезпечити точність і надійність відліку як реального часу, так і встановлений необхідних його відрізків. Ця обставина накладає досить суворі вимоги до технічних характеристик систем вимірювання та фіксації реального часу, одним з важливих вузлів якої є селектори радіосигналів точного часу. Надійність їх роботи в значній мірі впливає на точність вимірювання та фіксації реального часу. У відомих селекторах радіосигналів точного часу, як І у прототипі, в основному зосереджено увагу на підвищенні надійності і точності визначення цих сигналів, незважаючи на вплив шумів та перешкод від радіоелектронного і промислового обладнання. У "запропонованому пристрої, за рахунок використання селектора числа імпульсів в пачці, підвищено завадостійкість пристрою шляхом мінімізації впливу перешкод, внесених радіоприймальним трактом. На фіг.1 представлена схема запропонованого селектора радіосигналів точного часу; на фіг. 2 - часові діаграми його роботи. Селектор радіосигналів точного часу містить вузькосмуговий фільтр 1, амплітудний детектор 2, підсилювач 3, селектор 4 по частоті повторення пачок Імпульсів, селектор 5 числа Імпульсів в пачці, елемент 6 АБО та лічильник 7 сигналів. Вузькосмуговий фільтр 1, амплітудний детекор 2, підсилювач 3, селектор 4 по частоті повторення пачок Імпульсів, елемент 6 АБО та лічильник 7 сигналів з'єднані послідовно. Вхід селектора 5 числа Імпульсів в пачкі з'єднано з входом селектора 4 по частоті повторення пачок імпульсів, додатковий вихід якого з'єднано з входом блокування селектора 5 числа імпульсів в пачці. Виходи останнього з'єднані, відповідно, з лічильним входом лічильника 7 сигналів та з другим входом елемента АБО 6. Селектор 4 по частоті реалізовано на мікросхемі К561ИЕ16 (6КО.348.4В7ТУ14), до входу син хронізації якої підключено генератор Імпульсів опорної частоти. Логічний елемент 6 АБО та лічильник 7 побудовані, відповідно, на К561ЛЕ5 (6КО.348.457 ТУ5) з підключеним на її виході Інвертором {напр.К561ЛН2-бКО.348.457 ТУ4) та на К561ИЕ8 (6КО.348.457 ТУ 14). Запропонований селектор радіосигналів точного часу працює наступним чином. Сигнал точного часу складається з шести відрізків часу, кожний з яких триває 1 сек І містить у собі пачку із 100 Імпульсів загальною тривалістю 100 мсек та паузу - 900 мсек. Перед появою першої пачки (сотні) імпульсів (фіг.2а) нульовим сигналом на вході встановлення в нуль селектора 4 по частоті дозволяється проходження Імпульсів генератора опорної частоти, який входить у склад· даного селектора 4, на його лічильник - подільник (фіг.26). Частота повторення імпульсів цього генератора вибрана рівною 500 Гц. Якщо тривалість паузи на виході підсилювача 3 виявиться більшою ніж 900мсек, то лічильник селектора 4 по частоті в момент надхождення 512 Імпульса опорної частоти 500 Гц видасть на його першому виході рівень логічної одиниці (ф!г.2в), забороняючи таким чином роботу селектора 5 числа коротких імпульсів (фіг.2г). В подальшому на другому виході селектора 4 з'явиться логічна одиниця, яка через елемент б АБО передається на вхід встановлення в нуль лічильника 7, завдяки чому гарантується захист останнього від випадкових Імпульсів на входах селекторів 4 і 5. Коли тривалість паузи на виході підсилювача 3 менше 900 мсек, лічильник селектора 4 по встигає дорахува ти до 512 і з приходом першого короткого Імпульса першої пачки сигналу точного часу скидається в нуль. Тоді на першому виході селектора 4 по частоті встановлюється нуль І селектор 5 готовий до приймання пачки коротких імпульсів (фіг.1 І фіг.2 в ,г), В момент проходження 64-го імпульса пачки код на першому виході селектора 5 змінюється з логічного нуля на одиницю. При цьому лічильник 7 фіксує момент проходження першої пачки імпульсів сигналу точного часу, встановлюючись в одиницю (фіг.1 ί фіг.2 в, г). По закінченні першої пачки із 100 імпульсів знову дозволяється підрахунок Імпульсів з виходу генератора опорної частоти селектора 4 його лічильником (фіг.2 в, г). В момент надходження 512 Імпульса опорної послідовності з'являється код одиниці на першому виході селектора 4 по частоті і скидає в нуль селектор 5 числа коротких Імпульсів по його першому виходу (фіг.2 в,г). На першому виході селектора 5 знаходиться нуль до тих пір, поки встановлена логічна одиниця на першому ви ході селектора 4, яка блокує селектор 5. Завдяки кодам на други х вихода х селекторів 4 і 5 блокується лічильник 7, що запобігає спрацюванню запропонованого пристрою від випадкових Імпульсів перешкод, відмінних від імпульсів сигналу точного часу. Поява першого Імпульса другої пачки з 100 імпульсів спричиняє скидання в нуль лічильника селектора 4 І дозвіл роботи селектора 5. В момент надходження 64-го імпульса, аналогічно як описано вище, на першому ви ході селектора 5 з'являється зміна коду з нуля в одиницю, яка викликає встановлення коду числа 2 в лічильнику 7. Таким же чином запропонований пристрій (фіг.1) працює 1 при подальшому чергуванні пачок імпульсів та пауз сигналу точного часу. Під час появи на вході лічильника 7 п'ятої зміни в ньому встановлюється код числа 5, а на виході пристрою з'я вляється додатня зміна (з нуля в одиницю, фіг. 2д). При надходженні шостої пачки Імпульсів на виході лічильника 7 код одиниці змінюється на нуль. Таким чином формується сигнал для корекції точності ходу годинника (фіг.2д). Отже вибір оптимального контрольного числа для селектора 5 з метою підрахунку числа Імпульсів в пачці та ефективне відслідковування тривалості паузи між пачками імпульсів дозволяє забезпечити в запропонованому пристрої більш високу завадостійкість, ніж у прототипа, внаслідок його нечутливості до спотворень сигналу точного часу, викликаних впливом неідеальностей радіоприймального тракту. Селектор радіосигналів точного часу планується для використання в комплексі нового покоління апаратури, призначеної для переобладнання енергосистеми України.