Спосіб обробки сигналів при звірянні шкал часу та пристрій для його реалізації
Номер патенту: 20380
Опубліковано: 15.07.1997
Автори: Кащеєв Борис Леонідович, Дуднік Борис Савич, Нестеренко Георгій Вікторович, Макаренко Борис Іванович, Семенов Станіслав Федорович, Коваль Юрій Олександрович, Леман Юрій Олександрович, Кундюков Сергій Григорович
Формула / Реферат
1. Способ обработки сигналов при сверке шкал времени, основанный на равенстве времени распространения радиосигнала в прямом и обратном направлении, при котором пропускают принимаемый сигнал через тракт приемника, а передаваемый сигнал через тракт передатчика и дополнительно через тракт приемника, отличающийся тем, что излучаемый радиосигнал дополнительно зеркально инвертируют во времени относительно реперной метки времени собственной шкалы времени хранителя, при этом измеряют значение разности задержек трактов передачи и приема и корректируют результат сверки на величину, равную значению этой разности, либо путем передачи значения измеренной величны разности задержек передающего и приемного трактов по информационному каналу с последующим вычитанием ее значения из результата сверки, либо предварительным смещением во времени излучаемого сигнала противоположно измеренной разности задержек.
2. Устройство для обработки сигналов при сверке шкал времени, содержащее хранитель времени, приемник, переключатель, дискриминатор, коммутатор сигналов, синхрогенератор, генератор радиоимпульсов, усилитель мощности, антенный коммутатор, первую антенну, измеритель интервалов времени, запоминающее устройство, устройство вывода данных, причем синхровыходы хранителя времени соединены с синхровходами синхрогенератора и синхровходом генератора радиоимпульсов, выходы синхрогенератора соединены с управляющими входами генератора радиоимпульсов, измерителя интервалов времени, усилителя мощности, запоминающего устройства, антенного коммутатора, устройства вывода данных, коммутатора сигналов и переключателя, выход генератора радиоимпульсов соединен с первым входом коммутатора сигналов, второй вход которого соединен с первым выходом антенного коммутатора, третий вход коммутатора сигналов соединен со вторым выходом антенного коммутатора, первый его вход соединен с выходом усилителя мощности, вход которого соединен со вторым выходом коммутатора сигналов, первый выход которого соединен со входом приемника, его выход соединен с сигнальным входом переключателя, первый выход которого соединен со входом дискриминатора, а его выход соединен со входом измерителя интервалов времени, выходы которого соединены со входами запоминающего устройства, антенная клемма антенного коммутатора соединена с первой антенной, отличающееся тем, что в него введены устройство зеркальной инверсии радиосигнала, вторая антенна, кодер информации, декодер информации и корректор результата сверки, причем антенная клемма устройства зеркальной инверсии сигнала соединена со второй антенной, синхровы-ход хранителя времени соединен с синхровходом устройства зеркальной инверсии радиосигнала, а его управляющие входы соединены с управляющими выходами синхрогенератора, выходы запоминающего устройства соединены со входами кодера информации и первыми информационными входами корректора результатов сверки, вторые информационные входы которого соединены с выходами декодера информации, выходы корректора результата сверки соединены со входами запоминающего устройства, устройства вывода данных и кодера информации, управляющие входы корректора результатов сверки соединены с выходами синхрогенератора, выходы кодера информации соединены со входами генератора радиоимпульсов, а второй выход переключателя соединен со входом декодера информации.
3. Устройство по п. 2, отличающееся тем, что устройство зеркальной инверсии радиосигнала содержит входную клемму для подключения второй антенны, первый и второй полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), циф роаналоговый преобразователь (ЦАП), реверсивный счетчик, триггер направления счета, триггер запрета счета, а также клемму для подключения сигналов тактирования и клемму синхровхода, причем входная клемма для подключения второй антенны соединена со входом первого и выходом второго полосовых фильтров, выход первого полосового фильтра соединен со входом АЦП, его выходы соединены со входами данных ОЗУ, выходы данных ОЗУ соединены со входами ЦАП, выход которого соединен со входом второго полосового фильтра, клемма для подключения сигнала тактирования соединена со счетным входом реверсивного счетчика и тактовыми входами АЦП, выходы адреса реверсивного счетчика соединены с адресными входами ОЗУ, выход "перенос" счетчика соединен со счетным входом триггера направления счета, его выход соединен со счетным входом триггера запрета счета, входом "направление счета" реверсивного счетчика и входом "запись-чтение" ОЗУ, выход триггера запрета счета соединен со входом "запрет счета" реверсивного счетчика, второй установочный вход триггера запрета счета соединен с клеммой синхровхода, а информационный вход триггера запрета соединен с сигналом "логическая единица".
Текст
Изобретение относится к радиотехнике и может быть использовано при сличении (сверке) шкал часов, разнесенных в пространстве, а также в радиодальнометрии, радионавигации и в системах управления движением космическими аппаратами. Известны способы сличения шкал времени, осуществляющие измерение сдвига шкал времени в разнесенных пунктах посредством трансляции сигналов, синхронизированных со шкалами времени пунктов с последующим определением интервалов времени между отсчетными моментами времени, синхронизированными со шкалой времени в пункте, и моментами фиксации временного положения сигналов, принятых от корреспондентов. Сдвиг шкал при этом вычисляют по формуле где и - интервал времени между отсчетным моментом времени, синхронизированным со шкалой времени в пунктах (А,Б) и моментом фиксации временного положения принятого сигнала на входах измерителей интервалов времени пунктов А,Б (Дудник Б.С. и др. Использование отраженных радиоволн для калибровки каналов привязки шкал времени // Измерительная техника. - 1973. - №6. - С.36 - 39. См. также "Синхронизация высокоточных мер времени и частоты", Палий. Г.Н., Артемьев Е.В. Изд-во стандартов, 1976. - С.85 - 88). При реализации высокоточных систем синхронизации (сличения) шкал разнесенных хранителей времени оказывается, что существенный вклад в общую погрешность сличения вносят задержки в трактах аппаратуры. Будучи подверженными влиянию различного рода дестабилизирующи х факторов, величины этих задержек изменяются во времени, что приводит к получению результатов сличения, существенно отличающихся от истинных значений. В настоящее время известно множество способов, функционирование которых направлено на уменьшение этих погрешностей (Теоретические основы информационно-измерительной техники. Орнатский П.П. 2 - е изд. - К.: Вища шк., Головное изд-во, 1983. - С.365 - 387). Специальные способы и устройства уменьшения систематических составляющих погрешностей сличения времени при использовании метеорного радиоканала предусматривают компенсацию аппаратурных задержек либо их измерение с целью последующего учета. Так, в устройстве для измерения группового времени запаздывания четырехполюсников (А.с. СССР №1357865, кл. G01R25/04, опубл. 07.12.87), содержится эталонный генератор, выход которого соединен с генератором, выход которого соединен с первой клеммой исследуемого четырехполюсника, вторая клемма которого подключена ко входам измерителя амплитуды и стабилизатора амплитуды, а также блок измерения задержки, вход которого соединен. с выходом эталонного генератора (хранитель времени), с целью повышения точности измерения введены сумматор, ключи, кодер пары импульсов и триггер, причем выходы ключей соединены со входами сумматора, его выход соединен со входом блока переноса спектра, выходы эталонного генератора соединены со входами кодера пары импульсов, а сигнальные входы ключей соединены с выходами генератора линейно-частотно-модулированных колебаний и. блока стабилизации амплитуды. Реализация совокупности признаков объекта по а.с. №1357865, кл. G01R25/04 позволяет производить процесс высокоточного измерения величины задержки четырехполюсника (в заявляемом объекте - приемника, усилителя мощности и других вносящи х задержку распространения радиосигнала элементов радиотракта) с целью последующего учета (компенсации) этой задержки для снижения систематической составляющей погрешности сличения. В техническом решении (Патент России №1808135, кл. G04C11/02, опубл. 07.04.93) с целью повышения точности синхронизации пространственно разнесенных шкал времени при передаче дополнительной информации на каждой станции синхронизируемых шкал времени генерируют и излучают сигнал точного времени в виде кодовой последовательности радиоимпульсов, синхронизированных реперными метками транслируемой шкалы времени, а затем измеряют задержку принятого сигнала относительно меток времени шкалы времени данной станции синхронизируемых шкал времени, причем на каждой станции синхронизируемых шкал времени генерируют и излучают сигнал точного времени в виде, кодовой импульсной последовательности двух различных стр уктур, расположенных попарно симметрично во времени относительно реперных меток времени транслируемой шкалы времени. Устройство, реализующее совокупность операций над сигналом, содержит кодер пары импульсов, генераторы сигнала, переключатель, измеритель и стабилизатор амплитуды, согласованные фильтры, амплитудные детекторы, блок измерения задержки, эталонный генератор, причем выходы эталонного генератора соединены с дополнительными управляющими входами кодера информации, генераторов сигнала, блоков измерения задержки и декодеров информации. Описанные способ и устройство обладают низкой точностью сличения шкал времени, поскольку процедура калибровки аппаратурных задержек разнесена во времени относительно моментов сличения шкал. Изменения задержек аппаратуры за время, протекающее между моментами калибровки и сличения, не могут быть учтены и поэтому ведут к росту погрешности метода. Кроме того, поскольку форма сигналов на входе приемника, тождественная форме сигнала на выходе передатчика, при оптимальной (согласованной) фильтрации существенно изменяется, возникает проблема измерения временного положения радиосигналов (на выходах приемника), существенно различающихся по форме огибающей. В настоящее время эта задача не решена в общем виде (см.: В.В. Крылов, Д.М. Пономарев. Определение понятия задержки по Гильберту и методы ее измерения // Радиотехника и электроника. АН СССР. - Т.XXV. - С.204), поэтому реализация точного измерения временного положения радиосигналов на входах приемника и передатчика (различающихся по форме) встречают существенные затруднения. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому объекту - способу является способ обработки сигналов для синхронизации шкал времени (А.с. СССР №559214, кл. G04C11/02, опубл. 25.05.77), основанный на равенстве времени распространения радиосигнала в прямом и обратном направлении, при котором пропускают излучаемый сигнал через передатчик с последующим излучением, а принимаемый сигнал - через приемник с последующей фиксацией временного положения импульса, причем излучаемый сигнал дополнительно пропускают через приемник, а принимаемый сигнал - через передатчик. В описанном решении наблюдается снижение точности сличения, обусловленное снижением отношения сигнала к шуму на стадии аппаратурного формирования сигнала, что вызвано дополнительным вкладом шумов каскадов приемника в формируемый сигнал. При этом возрастает методическая случайная составляющая погрешности сличения. К недостаткам указанного способа компенсации следует также отнести существенное усложнение его алгоритмической и аппаратурной реализации. Из известных устройств, обеспечивающих реализацию заявляемого способа, наиболее близким по технической сущности является устройство для сверки шкал времени (А.с. СССР №1385118, кл. G04C11/02, опубл. 30.03.88), которое содержит хранитель времени, приемник, переключатель, дискриминатор, коммутатор сигналов, синхрогенератор, генератор радиоимпульсов, усилитель мощности, антенный коммутатор, первую антенну, измеритель интервалов времени, запоминающее устройство, устройство вывода данных, причем синхровыходы хранителя времени соединены с синхровходами синхрогенератора и синхровходами генератора радиоимпульсов, выходы синхрогенератора соединены с управляющими входами генератора радиоимпульсов, измерителя интервалов времени, коммутатора сигналов и переключателя, выход генератора радиоимпульсов соединен с первым входом коммутатора сигналов, второй вход которого соединен с первым выходом антенного коммутатора, третий вход коммутатора сигналов соединен со вторым выходом антенного коммутатора, первый его вход соединен с выходом усилителя мощности, вход которого соединен со вторым выходом коммутатора сигналов, первый вход которого соединен со входом приемника, его выход соединен с сигнальным входом переключателя, первый выход которого соединен со входом дискриминатора, а его выход соединен со входом измерителя интервалов времени, выходы которого соединены со входами запоминающего устройства, антенная клемма антенного коммутатора соединена с первой антенной. Описанным устройством-прототипом невозможно измерение и компенсация аппаратурных задержек антенно-фидерных трактов, включая такие элементы, как фидер, антенна, антенный переключатель. Поскольку электрическая длина этих элементов, как правило, велика, то и велика абсолютная нестабильность их задержек при воздействии дестабилизирующих факторов (температура, давление, напряженность электрического поля и т.д.). Это ведет к снижению результирующей точности сверки. В основу изобретения поставлена задача создания способа обработки сигналов при сличении шкал времени и устройства его реализации путем дополнительного зеркального инвертирования излучаемого радиосигнала во времени относительно реперной метки времени собственной шкалы времени хранителя введенным устройством зеркальной инверсии радиосигнала обеспечить снижение погрешности сличения. Такой технический результат может быть достигнут, если в способе обработки сигналов при сличении шкал времени, основанном на равенстве времени распространения радиосигнала в прямом и обратном направлении, при котором пропускают принимаемый сигнал через тракт приемника, а передаваемый сигнал - через тракт передатчика и дополнительно через тракт приемника, согласно изобретению, излучаемый радиосигнал дополнительно зеркально инвертируют во времени относительно реперной метки времени собственной шкалы времени хранителя, при этом измеряют значение разности задержек трактов передачи и приема и корректируют результат сверки на величину, равную значению этой разности, либо путем передачи значения измеренной величины разности задержек передающего и приемного трактов по информационному каналу с последующим вычитанием ее значения из результата сверки, либо предварительным смещением во времени излучаемого сигнала противоположно измеренной разности задержек. Устройство, реализующее способ обработки сигналов при сличении шкал времени, содержит хранитель времени, приемник, переключатель, дискриминатор, коммутатор сигналов, синхрогенератор, генератор радиоимпульсов, усилитель мощности, антенный коммутатор, первую антенну, измеритель интервалов времени, запоминающее устройство, устройство вывода данных, причем синхровыходы хранителя времени соединены с синхровходами синхрогенератора и синхровходом генератора радиоимпульсов, выходы синхрогенератора соединены с управляющими входами генератора радиоимпульсов, измерителя интервалов времени, усилителя мощности, запоминающего устройства, антенного коммутатора, устройства вывода данных, коммутатора сигналов и переключателя, выход генератора радиоимпульсов соединен с первым входом коммутатора сигналов, второй вход которого соединен с первым выходом антенного коммутатора, третий вход коммутатора сигналов соединен со вторым выходом антенного коммутатора, первый его вход соединен с выходом усилителя мощности, вход которого соединен со вторым выходом коммутатора сигналов, первый выход которого соединен со входом приемника, его выход соединен с сигнальным входом переключателя, первый выход которого соединен со входом дискриминатора, а его выход соединен со входом измерителя интервалов времени, выходы которого соединены со входами запоминающего устройства, антенная клемма антенного коммутатора соединена с первой антенной, а также введенные дополнительно устройство зеркальной инверсии радиосигнала, вторую антен ну, кодер информации, декодер информации и корректор результата сверки, причем антенная клемма устройства зеркальной инверсии сигнала соединена со второй антенной, синхровыход хранителя времени соединен с синхровходом устройства зеркальной инверсии радиосигнала, а его управляющие входы соединены с управляющими выходами синхрогенератора, выходы запоминающего устройства соединены со входами кодера информации и первыми информационными входами корректора результатов сверки, вторые информационные входы которого соединены с выходами декодера информации, выходы корректора результата сверки соединены со входами запоминающего устройства, устройства вывода данных и кодера информации, управляющие входы корректора результатов сверки соединены с выходами синхрогенератора, выходы кодера информации соединены со входами генератора радиоимпульсов, а второй выход переключателя соединен со входом декодера информации, причем устройство зеркальной инверсии радиосигнала содержит входн ую клемму для подключения второй антенны, первый и второй полосовые фильтры, аналого-цифровой преобразователь (АЦП), оперативное запоминающее устройство (ОЗУ), цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), реверсивный счетчик, триггер направления счета, триггер запрета счета, а также клемму для подключения сигналов тактирования и клемму синхровхода, причем входная клемма для подключения антенны соединена со входом первого и выходом второго полосовых фильтров, выход первого полосового фильтра соединен со входом АЦП, его выходы соединены со входами данных ОЗУ, вы ходы данных ОЗУ соединены со входами ЦАП, вы ход которого соединен со входом второго полосового фильтра, клемма для подключения сигнала тактирования соединена со счетным входом реверсивного счетчика и тактовыми входами АЦП, выходы адреса реверсивного счетчика соединены с адресными входами ОЗУ, выход "перенос" счетчика соединен со счетным входом триггера направления счета, его выход соединен со счетным входом триггера запрета счета, входом "направление счета" реверсивного счетчика и входом "запись-чтение" ОЗУ, выход триггера запрета счета соединен со входом "запрет счета" реверсивного счетчика, а второй установочный вход триггера запрета счета соединен с клеммой синхровхода, а информационный вход триггера запрета счета соединен с сигналом "логическая единица". Технический результат, достигаемый при реализации заявляемых способа и устройства, состоит в существенном снижении погрешности результата сверки шкал разнесенных хранителей времени за счет введения дополнительных специфических операций над сигналом, как материальным объектом-носителем информации о метке времени. Суть этих операций состоит в обеспечении прохождения в режиме передачи через приемник зеркально инвертированной относительно реперной метки хранителя копии излучаемого сигнала. На фиг.1 показана общая структура устройства, реализующего заявляемый способ; на фиг.2 - путь прохождения радиосигнала при его формировании и излучении корреспонденту (на фиг.2, 3, 5 не показаны косвенные связи, обеспечивающие функционирование устройства, но затрудняющие чтение рисунков). На фиг.3 показан путь прохождения радиосигнала и меток времени в режиме приема сигнала корреспондента; на фиг.4 - временные диаграммы, иллюстрирующие процесс зеркальной инверсии радиосигнала во времени; на фиг.5 - п уть прохождения радиосигнала в процессе его зеркальной инверсии при измерении разности величин аппаратных задержек трактов приема и передачи; на фиг.6 раскрыта структура устройства зеркальной ин-. версии радиосигнала. Устройство для реализации приведенного способа содержит хранитель времени 1, приемник 2, переключатель 3, дискриминатор 4, коммутатор сигналов 5, синхрогенератор 6, генератор радиоимпульсов 7, усилитель мощности 8, антенный коммутатор 9. первую антенну (основную) 10, измеритель интервалов времени 11, запоминающее устройство 12, устройство вывода данных 13, втор ую антенну (дополнительную) 14, устройство зеркальной инверсии радиосигнала (УЗИРС) 15, кодер информации 16, декодер информации 17, корректор результата сверки 18. Устройство зеркальной инверсии радиосигнала содержит оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 19, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 20, второй (выходной) полосовой фильтр 21, реверсивный счетчик 22, триггер направления счета (D-триггер) 23, триггер запрета счета (Dтриггер) 24, клемма для подключения второй антенны 25, первый (входной) полосовой фильтр 26, клемма для подключения сигнала тактирования 27, аналого-цифровой преобразователь (АЦП) 28, клемму первого установочного входа триггера запрета счета 29 и клемму информационного входа триггера запрета счета 30. На фиг.2 выход генератора радиоимпульсов 7 соединен с первым входом коммутатора сигналов 5, второй его выход соединен с сигнальным входом усилителя мощности 8, сигнальный выход которого соединен с первым входом антенного коммутатора 9, антенная клемма которого соединена с антенной 10, выходы и входы хранителя времени 1 и синхрогенератора 6 соединены соответственно схеме фиг.1. На фиг.3 антенная клемма антенного коммутатора 9 соединена с первой антенной 10, второй выход антенного коммутатора 9 соединен с третьим входом коммутатора сигналов 5, его первый выход соединен со входом приемника 2, выход которого соединен с сигнальным входом переключателя 3, первый выход которого соединен со входом дискриминатора 4, выход которого соединен со входом измерителя интервалов времени 11, выходы данных которого соединены со входами запоминающего устройства 12, его выходы соединены со входами данных корректора результата сверки 18, выходы которого подключены ко входам данных устройства вводавывода 13, выходы и входы хранителя 1 и синхрогенератора 6 соединены соответственно схеме фиг.1. На фиг.4 изображены временные диаграммы, иллюстрирующие процесс работы устройства зеркальной инверсии радиосигнала. На фиг.5 вторая антенна 14 соединена с антенной клеммой устройства зеркальной инверсии радиосигнала 15, выход генератора радиоимпульсов 7 соединен q первым входом коммутатора сигналов 5, второй его выход соединен со входом сигнала усилителя мощности 8, выход его соединен с первым входом антенного коммутатора 9, его первый выход соединен со вторым входом коммутатора сигналов 5, третий вход которого соединен со вторым выходом антенного коммутатора 9, антенная клемма которого соединена с первой антенной 10, выходы и входы хранителя 1 и синхрогенератора 6 соединены соответственно схеме фиг.1. На фиг.6 входная клемма 25 для подключения второй антенны соединена со входом первого 26 и выходом второго 21 полосовых фильтров, вы ход первого полосового фильтра 26 соединен со входом АЦП 28, его вы ходы соединены со входами данных ОЗУ 19, вы ходы данных ОЗУ 19 соединены со входами ЦАП 20, выход которого соединен со входом второго полосового фильтра 21, клемма для подключения сигнала тактирования 27 соединена со счетным входом реверсивного счетчика 22 и тактовыми входами АЦП 28, выходы адреса реверсивного счетчика 22 соединены с адресными входами ОЗУ 19, выход "перенос" счетчика 22 соединен со счетным входом триггера направления счета 23, его выход соединен с первым установочным входом триггера запрета счета 24, входом "направление счета" реверсивного счетчика 22 и входом "записьчтение" ОЗУ 19. выход триггера запрета счета 24 соединен со входом "запрет счета" реверсивного счетчика 22, а второй установочный вход триггера запрета счета 24 соединен с клеммой синхровхода 29, а на информационный вход триггера запрета счета 24 через клемму 30 подан сигнал "логическая единица". Устройство работает следующим образом. В процессе проведения сеансов сличения аналогично операциям устройства-прототипа происходит периодическое генерирование радиосигнала, огибающая и фаза высокочастотного заполнения которого когерентны реперным отметкам времени хранителя времени 1. При излучении сигналов времени корреспонденту радиосигнал в тракте передачи проходит по пути (фиг.2): генератор радиоимпульсов 7; коммутатор сигналов 5; усилитель мощности 8; антенный коммутатор 9; антенна 10; канал связи; корреспондент. Учитывая, что структура аппаратуры в обоих пунктах идентична друг другу, в режиме приема корреспондентом сигнала точного времен радиосигнал проходит по пути (фи г.3): антенна 10; антенный коммутатор 9; коммутатор сигналов 5; приемник 2; переключатель 3; дискриминатор 4; измеритель интервалов времени 11. Результат измерения ТІ момента приема сигнала относительно собственной шкалы времени запоминается в запоминающем устройстве 12 для последующей корректировки корректором результата сверки 18 перед выдачей окончательного скорректированного результата сверки устройством выдачи данных 13. Вышеописанные процессы характерны для обычных технических средств, осуществляющих сверку шкал по известной формуле где и - измеренные значения моментов фиксации временного положения радиосигнала относительно реперной метки собственных шкал времени в пунктах и соответственно; - величина результата сверки шкал времени, показывающая измеренное значение сдвига шкал времени в пункте относительно шкалы времени пункта Поясним сущность процесса устранения систематической погрешности сличения, обусловленной неидентичностью аппаратурных задержек каналов приема-передачи радиосигналов в пунктах и Как показано в ряде работ по сличению шкал времени, величина систематической погрешности сличения оказывается равной Другими словами неидентичность аппаратурных задержек каналов приема (равная пунктах и передачи (равная в может быть устранена, если известна величина систематической погрешности измеренная в процессе сверки шкал времени при получении значений и При этом, в процессе измерения величин в обоих пунктах показания измерителя могут быть сдвинуты во времени на одну и ту же величину что не повлечет за собой дополнительных погрешностей, поскольку в процессе определения величина компенсируется алгоритмически вышеприведенную формулу). Пусть (см. теперь процесс измерения величины сдвига шкал содержит дополнительные операции, суть которых состоит в следующем (фиг.4, 5). По сигналам синхрогенератора, так же как и в обычном режиме формирования и излучения радиосигнала, генератор радиоимпульсов 7 генерирует кодовую последовательность радиоимпульсов, которые, проходя через коммутатор сигналов 5, усилитель мощности (радиопередающее устройство) 8. антенный коммутатор 9, излучаются в виде электромагнитной энергии первой антенной 10 (на фиг.4 условно изображен сигнал 10.1, излучаемый первой антенной). На небольшом расстоянии от первой антенны 10 устанавливается вторая антенна 14. которая, с одной стороны, принимает сигнал 14.1, излучаемый первой антенной 10, а с другой стороны, переизлучает обратно в направлении первой антенны 10 копию 14.2 сигнала 14,1, зеркально инвертированную во времени относительно реперной метки времени (фиг.4), задержка которой относительно стартовой реперной метки времени хранителя (условно находящейся в нулевом моменте времени на фиг.4) известна и строго постоянна. Антенна 10 принимает копию 10.2 сигнала 14.2, переизлученного антенной 14. Процесс зеркальной инверсии радиосигнала (фиг.4, 6) происходит следующим образом. Устройство зеркальной инверсии радиосигнала (УЗИРС) 15, структура которого раскрыта на фиг.6, производит запись в память ОЗУ 19 последовательных выборочных значений радиосигнала 14.1, принятого антенной 14. Этот процесс осуществляется при последовательном прохождении радиосигнала от антенны 14 через полосовой фильтр 26 на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 28. Тактовые импульсы, поступающие от синхрогенератора 6 (фиг.1) на входы реверсивного счетчика 22 и АЦП 28 с момента появления на клемме синхровхода синхронизирующего импульса (синхросигнала) воздействуют на счетчик 22, который начинает счет тактовых импульсов в прямом направлении. Состояние выходных разрядов счетчика 22 однозначно определяет при этом адреса ячеек памяти ОЗУ 19, в которые синхронно с тактовыми импульсами производится запись значений выходных си гналов на разрядной шине АЦП. Этот процесс продолжается до тех пор, пока не произойдет переполнение счетчика 22. Импульс переполнения перебрасывает C-триггер направления счета 23 (фиг.6), в результате чего реверсивный счетчик. становится готовым к счету в обратном направлении от состояния переполнения к нулевому состоянию, и, с приходом очередного тактового импульса начинает счет в обратном направлении. Управляющий вход ОЗУ "запись-чтение" при этом обеспечивает режим чтения содержимого ячеек ОЗУ по адресам, перебираемым реверсивным счетчиком в направлении, обратном имевшему место при записи. На шине данных ОЗУ, соединенной в режиме "чтение" со входом ЦАП 20, появляются коды выборочных значений сигнала, зеркально инвертированного во времени относительно момента появления первого тактового импульса, непосредственно следующего за моментом переполнения реверсивного счетчика в процессе записи. После окончания процесса обратного счета импульсом "перенос" триггер направления счета 23 снова перебрасывается, при этом перебрасывается триггер запрета счета и останавливает процесс до прихода следующего синхроимпульса. Легко видеть (см. фиг.4), что если в силу какихлибо дестабилизирующих факторов изменяется значение задержки в радиопередающем и (или) в радиоприемном тракте, то сигнал остановки измерителя интервалов времени 11 на выходе дискриминатора 4 (фиг.1, фиг.5) сместится во времени на величину, равную сумме значений изменения задержки в приемном тракте (со знаком "плюс", т.к. изменения задержки приемника не подвергаются процессам инверсии во времени) и изменения задержки в радиопередающем тракте (со знаком "минус", т.к. изменения задержки в передающем тракте подвергаются процессу зеркальной инверсии во времени). Другими словами, в ранее принятой терминологии, процесс выявления значения разности задержек приемного и передающего тракта, изображенных на фиг.4, 5, дает результат значения этой разности Здесь - результат показаний измерителя интервалов времени 11 при выявлении аппаратных задержек трактов приема и передачи в пунктах соответственно; - сумма задержек в узлах приемного тракта в пункта - число последовательных узлов приемного тракта, вносящих задержку при прохождении через них радиосигнала; - сумма задержек в узла х радиопередающего тракта в пунктах число последовательных узлов передающего тракта, вносящих задержку при прохождении через них радиосигнала. Результат в виде состояния счетчикаизмерителя интервалов времени, переписывается в запоминающее устройство ЗУ 12 (фиг.1, 3) для последующего учета при обработке результатов сверки шкал времени. Процесс обработки результатов сличения в пунктах предполагает передачу измеренных вышеописанным способ от значений в пункт и наоборот. Этот процесс обмена измерительной информацией содержит операции кодирования (кодером информации 16), передачи закодированной информации корреспонденту (путем соответствующей модуляции излучаемого сигнала), приема измерительной информации, ее декодирования и коррекции результата сверки перед выводом его значения потребителю. Информация, подлежащая декодированию, поступает на ввод декодера 17с выхода переключателя 3 в моменты передачи информации по алгоритму обмена, реализуемом синхрогенератором 6. Процесс получения корректированного результата потребителями в пунктах происходит в этом случае по алгоритму, описываемому формулой: Поскольку величины известны после обмена измерительной информацией в обоих пунктах, а задержки в УЗИРС обоих пунктов известны, стабильны и равны друг другу (см. фиг.4), то появляющиеся в формуле для величины взаимно компенсируются, и в результат сверки шкал не входят. Учет значений может быть произведен и без взаимной передачи информации о ее значении корреспонденту. Для этого достаточно перед передачей корреспонденту сигнала-метки времени произвести его предварительное смещение во времени в пунктах на величину т.е. скомпенсировать измеренное значение аппаратных задержек в пунктах. Этот процесс аналогичен процессу стабилизации момента времени излучения в устройстве-прототипе: он может быть осуществлен воздействием кода значений через кодер информации 16 на генератор радиосигнала 7 для изменения момента генерации радиосигнала во времени на величину, равную по значению и обратную по знаку величину В этом случае результат сверки определяют по формуле где и - показания измерителей интервалов времени, зафиксированные при приеме сигналов корреспондентов в пунктах и соответственно (см. фиг.3). Корректор результата сверки 18 в этом случае передает на устройство вывода данных результаты показаний измерителя 11 непосредственно, без введения коррекций на величину (аналогично устройству-прототипу). Таким образом, введение операции зеркальной инверсии радиосигнала при передаче сигналов в прямом и обратном направлении, когда пропускают передаваемый сигнал через передатчик и дополнительно - через приемник, позволяет полностью устранить систематическую погрешность сличения, т.е. повысить точность процессов сверки шкал времени при снижении числа специальных операций (по сравнению с прототипами), что повышает надежность процедур сверки шкал времени при получении значения величины сдвига шкал времени. Увеличения случайной составляющей результата сличения, как в способе-прототипе, также не имеет места в силу проведения процессов заявляемого способа при произвольно больших отношениях сигнал/шум.
ДивитисяДодаткова інформація
Назва патенту англійськоюMethod for signal processing at comparison of hour scale and device to realize it
Автори англійськоюDudnik Borys Savovych, Koval Yurii Oleksandrovych, Kascheiev Borys Leonidovych, Kundiukov Serhii Hryhorovych, Leman Yurii Oleksandrovych, Makarenko Borys Ivanovych, Nesterenko Heorhii Viktorovych, Semenov Stanislav Fedorovych
Назва патенту російськоюСпособ обработки сигналов при сверке шкал часов и устройство для его реализации
Автори російськоюДудник Борис Саввич, Коваль Юрий Александрович, Кащеев Борис Леонидович, Кундюков Сергей Григорьевич, Леман Юрий Александрович, Макаренко Борис Иванович, Нестеренко Георгий Викторович, Семенов Станислав Федорович
МПК / Мітки
МПК: G04C 11/00
Мітки: спосіб, обробки, пристрій, сигналів, реалізації, шкал, часу, звірянні
Код посилання
<a href="https://ua.patents.su/8-20380-sposib-obrobki-signaliv-pri-zviryanni-shkal-chasu-ta-pristrijj-dlya-jjogo-realizaci.html" target="_blank" rel="follow" title="База патентів України">Спосіб обробки сигналів при звірянні шкал часу та пристрій для його реалізації</a>
Попередній патент: Спосіб створення маркерного сліду розкидачем органічних добрив та пристрій для поверхневого розкидання зв’язаного матеріалу
Наступний патент: Біотехнологічний спосіб одержання імуномодулюючого препарату
Випадковий патент: Передача обертального руху з відносно рухомою циліндричною поверхнею зачеплення