RU1835532C - Вторичные кварцевые часы дл синхронизации генератора псевдослучайной последовательности - Google Patents

Abstract

Использование: приборостроение, синхронизирующие устройства системы единого времени, в которых информаци  о. времени передаетс  иммитозащищеннь м параллельным двоично-дес тичным позиционным Уодом. Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей . Сущность: вторичные кварцевые часы дл  сихронизации генератора ПСП содержат кварцевый генератор, делитель частоты , логическую схему, счетчик времени, индикатор, три триггера, элемент ИгНЕ. формирователь импульсов, схему сравнени  кодов, шину импульсов точного времени , шину разрешени  коррекции, шину выходных импульсов. Достижению поставленной цели способствует введение схемы начальной установки, схемы контрол  четности , дешифратора сигналов состо ни , второго формировател  импульсов, трех элементов НЕ, двух элементов И, второго элемента И-НЕ, буферного регистра и четвертого триггера..В описании приведены структурна  схема часов и схемы некоторых элементов, по сн ющие их конкретное исполнение . 1 ил. W w Ј

Description

Изобретение относитс  к приборостроению и может быть использовано в синхронизирующих устройствах и при разработке систем, единого времени, в которых информаци  о времени-передаетс  иммитозащищенным параллельным двоично-дес тичным позиционным кодом.

Целью изобретени   вл етс  расширение функциональных возможностей за счет обеспечени  возможности синхронизирси вать генераторы псевдослучайной последовательности .

На фиг.1 приведена функциональна  схема вторичных кварцевых часов дл  синхронизации генераторов ЛСП; на фиг.2 -.схема начальной установки; на фиг.З - схема формировател  импульсов; на фиг.4 - схема счетчика времени.

Вторичные кварцевые часы дл  синхро низации генераторов ПСП (фиг.1) содержат кварцевый генератор 1, делитель 2 частоты, логическую схему 3, счетчик 4 времени, индикатор 5, первый триггер 6, второй триггер 7, третий триггер 8, первый элемент И-НЕ 9, схему 10 начальной установки, первый

00 GJ

ел ел

Сл Ю

формирователь 11 импульсов, схему 12 контрол  четности, схему 13 сравнени  кодов., дешифратор 14 сигналов состо ни , шину 15 импульсов точного времени, шину 16 разрешени  коррекции, шину 17 входных импульсов , второй формирователь 18 импульсов, первый элемент НЕ 19, первый элемент И 20, второй элемент И-НЕ 21, второй элемент И 22, буферный регистр 23, четвертый триггер 24, второй элемент НЕ 25 и третий элемент НЕ 26.

Шина 16 разрешени  коррекции соединена с информационным входом первого триггера б и входами дешифратора 14 сигналов состо ни , выход которого соединен с первым входом первого элемента И 20, выход которого соединен с установочными входами первого формировател  11 импульсов , четвертого триггера 24, второго триггера 7 и первого триггера 6, тактовый вход которого соединен с выходом кварцевого генератора 1 и счетным входом делител  частоты 2, а пр мой выход - с первым тактовым входом первого формировател  11 импульсов и тактовым входом второго триггера 7, информационный вход которого соединен с выходом схемы 12 контрол  четности, входы которой соединены с шиной 15 импульсов точного времени и информационными входами буферного регистра 23, выходы которого соединены с второй группой входов схемы 13 сравнени  кодов и информационными входами счетчика 4 времени , выходы информации которого соединены с входами индикатора 5, а выходы миллисекунд, секунд, минут и часов соеди- нены с шиной 17 выходных импульсов и первой группой входов схемы 13 сравнени  кодов, причем выход старшего разр да часов соединен также с первым тактовым входом второго формировател  18 импульсов, установочный вход которого соединен с выходом схемы 10 начальной установки, а инверсный выход- с вторым входом первого элемента И 20, с шиной 17 аыходкых импульсов , с входом второго элемента НЕ 25 и с вторым входом второго элемента И-НЕ 21, первый вход которого соединен с инверсным выходом первого триггера б, а выход - с установочным входом делител  2 частоты, п тый выход которого соединен с четвертым входом логической схемы 3, четвертый и второй выходы соединены с шиной 17 эы- ходных импульсов, третий его выход соединен с третьим входом логической схемы 3, а первый выход - со вторым тактовым входом второго формировател  18 импульсов, тактовым входом третьего триггера 8 и вторым тактовым входом первого формировател  11 импульсов, пр мой выход которого соединен со вторым входом второго элемента И 22, первый вход которого соединен с выходом второго триггера 7 и с информационным входом четвертого триггера 24, а выход

- с тактовыми входами буферного регистра 23 и четвертого триггера 24, выход которого соединен с первым входом первого элемента И-НЕ 9, с первым входом логической схемы 3 и с установочным входом третьего

триггера 8, информационный вход которого соединен с выходом схемы 13 сравнени  кодов, а выход - с вторым входом логической схемы 3 и вторым входом первого элемента И-НЕ 9, выход которого соединен с

5 входом разрешени  записи счетчика 4 времени , сметный вход которого соединен с выходом логической схемы 3, а установочный вход- с выходом второго элемента НЕ 25. Схема начальной установки, приведен0 на  на фиг.2, работает следующим образом, После подачи напр жени  питани  конденсатор С в начальный момент не зар жен, при этом на входе элемента D1.1 и выходе схемы присутствует запрещающий сигнал

5 нулевого уровн  .. После зар да конденсатора С на входе элемента D1.1 и на выходе схемы устанавливаетс  разрешающий сигнал уровн  логической единицы. Посто нна  времени зар да конденсатора С

0 определ етс  параметрами элементов R1, R2, С и должна превышать длительность переходных процессов в цеп х питани .

Формирователь импульсов, приведенный на фиг.З, работает следующим образом.

5 По сигналу низкого уровн , поступающему на вход R формировател  импульсов,проис- ходит начальна  установка первого и второго триггеров (D 1,1, D1.2). По перепаду из единицы в ноль сигнала, поступающего на

0 вход С1 формировател  импульсов, первый триггер переходит во второе состо ние. По перепаду из единицы в ноль сигнала, поступающего на вход С1 формировател  импульсов , первый триггер переходит во второе

5 состо ние, По перепаду из единицы в ноль сигнала, поступающего на вход С2 формировател  импульсов, второй триггер переписывает состо ние первого. Сигнал высокого уровн  с пр мого выхода зторого

0 триггера поступает на пр мой выход формировател  импульсов, а сигнал низкого уровн  с инверсного выхода этого триггера через элемент i/i (D2) поступает на инверсный выход формировател  импульсов и на вход R

5 первоготриггерз, что приводит к его возвращению в исходное состо ние. По второму перепаду из единицы в ноль сигнала, поступающего на вход С2 формировател  импульсов происходит запись состо ни  первого триггера, таким образом и второй триггер

возвращаетс  в исходное состо ние. При дальнейшей работе происходит повторение выше описанного цикла.

Счетчик времени, приведенный на фиг.4, состоит из счетчиков миллисекунд (D3.D4.D5), секунд (Об, D7), минут (D8. D9). часов (D10, D11), дешифраторов миллисекунд (D12, D13), секунд (015), минут (017), часов (D19). элементов ИЛИ (01). НЕ (02) и резистора R.

Счетчик может работать в двух режимах: в счетном и параллельной записи информации . В счетный режим счетчик времени переходит при условии отсутстви  на его V , входе нулевого потенциала. В этом режиме происходит подсчет импульсов, поступающих на С вход счетчика времени, формирование на выходах счетчиков миллисекунд , секунд, минут и часов параллельного двоично-дес тичного позиционного кода времени. Сформированный таким образом код времени поступает на шину выходных импульсов, а код секунд, минут и часов, через соответствующие умощнители, поступает на шину индикации. Дешифратор миллисекунд дешифрирует каждый тыс чный импульс, дешифраторы секунд и минут - каждый шестидес тый импульс, а дешифратор часов - каждый двацать четвертый импульс, эти импульсы поступают через элементы ИЛИ на R входы соответствующих счетчиков и сбрасывают последние. Общий сброс счетчика времени происходит по сигналу с уровнем логической единицы, поступающему на его R вход.

В режиме параллельной записи по сигналу нулевого уровн , поступающему на V вход счетчика времени, происходит запись параллельного двоично-дес тичного позиционного кода, поступающего по шине дэн- ных на его D вход. Записанный код поступает на шину выходных импульсов и через умощнители на шину индикации, также как в счетном режиме.

Вторичные кварцевые часы дл  синхронизации генераторов ПСП работают следующим образом.

Перед началом работы (по включению питани ) схемой 10 начальной установки формируетс  кратковременный сигнал низкого уровн , который поступает на выход второго формировател  18 импульсов, затем - на шину 17 выходных импульсов, дл  осуществлени  начальной установки ГПСП, а также - через лервьн/i элемент И 20, второй элемент И-НЕ 21 и второй элемент НЕ 25, на установочные входы первого триггера 6, второго триггера 7, первого формировател  11 импульсов, четвертого триггера 24, делител  2 частоты, счетчика 4 времени и устанавливает последние в О. В это же врем  происходит проверка схемой 12 контрол  четности поступающего по шине 15 импульсов точного времени параллельного двоим- 5 но-дес тйчного позиционного кода времени ни соответствие разр ду четности, дешифраци  дешифратором 14 сигналов состо ни  сигналов, поступающих по шине 16 разрешени  коррекции, и формирование

10 кварцевым генератором 1 последовательности тактовых импульсов стабильной частоты .

При исправной работе комплекса единого времени на выходе дешифратора 14

15 сигналов состо ни  устанавливаетс  сигнал высокого уровн , который разрешает рабо- ту первого триггера б, второго триггера 7, первого формировател  11 импульсов и четвертого триггера 24, после сн ти  сигнала

0 начальной установки, С приходом на информационный вход первого триггера 6 сигнала Запрет кода, который запрещает использование значени  кода времени в моменты его смены, на выходе триггера формируетс 

5 сигнал низкого уровн , который удерживает делитель 2 частоты в сброшенном состо нии до прекращени  действи  сигнала Запрет кода. По заднему фронту этого сигнала происходит запись результата про0 верки на соответствие разр ду четности кода точного времени и формирование первым формирователем 11 импульсов импульса записи. При соответствии разр ду четности кода точного времени на выходе

5 второго триггера 7 устанавливаетс  сигнал высокого уровнЯ( разрешающий прохождение импульса записи и на вход записи буферного регистра 23 и на тактовый вход четвертого триггера 24, По этому импульсу

0 происходит запись текущего значени  кода точного времени в буферный регистр 23 и

. запись сигнала высокого уровн  в четверс тый триггер 24, который разрешает работу

третьему триггеру 8. Код точного времени с

5 выхода буферного регистра 23 поступает на вторую группу входов схемы 13 сравнени  кодов, на первую группу входов которой поступает код времени,формируемый счетчиком 4 времени. При совпадении кодов на

0 выходе схемы 13 сравнени  кодов устанавливаетс  сигнал высокого уровн , который записываетс  в третий триггер 8, после чего счетчик 4 времени переходит в режим параллельной записи, т.к. с выхода первого

5 элемента И-НЕ 9 на вход разрешени  записи счетчика 4 времени приходит сигнал низкого уровн . С приходом следующих сигналов Запрет кода цикл повтор етс  с той лишь разницей, что код точного времени с выходов буферного регистра 23 поступает

на шину 17 выходных импульсов и на первую группу входов схемы 13 сравнени  кодов через счетчик 4 времени. Значени  кода времени индицируютс  на индикаторе 5.

Выше описанный режим работы вторичных кварцевых часов осуществл етс  непосредственно от комплекса единого времени высокой точности, поэтому ГПСП, получающий сигналы по шине 17 выходных импульсов будет работать синхронно с другими ГПСП, подключенными к системе единого времени аналогичным образом.

Кроме синхронного часы имеют еще два режима работы:.

1.режим удержани  синхронизма;

2.режим вхождени  в синхронизм.

В режиме удержани  синхронизма часы переход т в случае выхода из стро  комплекса единого времени. В этом случае на выходе дешифратора 14 устанавливаетс  сигнал низкого уровн , который через первый элемент И 20 запрещает работу первого триггера 6, второго триггера 7, первого формировател  11 импульсов и четвертого триггера 24. Последний, в свою очередь, сигналом низкого уровн  на своем выходе удерживает в нулевом состо нии третий триггер 8. Это приводит к тому, что счетчик 4 времени переходит в счетный режим, т.к. на его входе разрешени  записи устанавливаетс  сигнал высокого уровн , а на счетный вход поступают тактовые импульсы частотой 1 кГц. Эти импульсы формируютс  на п том выходе делител  2 частоты и поступают на четвертый вход логического элемента 3, а комбинаци  сигналов 00 на первом и втором входах этого элемента соответствует коммутации четвертого входа с выходом . Таким образом, на шину 17 выходных импульсов продолжает поступать код времени , но уже сформированный вторичными часами, а не комплексом единого времени. Но, т.к. последовательность импульсов формируетс  на базе высокостабильного кварцевого генератора 1, ГПСП может удерживатьс  в синхронном режиме длительное врем . Продолжительность работы в этом режиме зависит от требований, предъ вл емых к точности синхронизации генераторов, и от времени, необходимо дл  восстановлени  работоспособности комплекса единого времени.

Режим вхождени  в синхронизм осуществл етс  следующим образом.

После восстановлени  работоспособности комплекса единого времени на выходе дешифратора 14 сигналов состо ни  устанавливаетс  сигнал высокого уровн , который разрешает работу первого триггера 6. второго триггера 7, первого формировател 

11 импульсов и четвертого триггера 24. а схемой 12 контрол  четности производитс  проверка кода точного времени на соответствие разр ду четности. С приходом на ин5 формационный вход первого триггера 6 сигнала Запрет кода на его выходе форми руетс  сигнал низкого уровн , который обнул ет делитель 2 частоты и удерживает его в сброшенном состо нии до прекращени 

0 действи  сигнала Запрет кода. По заднему фронту этого сигнала происходит запись результата проверки на соответствие разр ду четности кода времени и формирование первым формирователем 11 импульсов им5 пульса записи в буферный регистр 23. При соответствии разр ду четности кода времени на выходе второго триггера 7 устанавливаетс  сигнал высокого уровн , разрешающий прохождение импульса запи0 си на тактовый вход буферного регистра 23 и на тактовый вход четвертого триггера 24. По этому импульсу происходит запись текущего значени  кода точного времени в буферный регистр 23 и запись сигнала

5 высокого уровн  в четвертый триггер 24, который разрешает работу третьему триггеру 8. Код точного времени с выхода буферного регистра 23 поступает на вторую группу входов схемы 13 сравнени  кодов, на

0 первую группу входов которой поступает код времени, формируемый счетчиком 4 времени. При несовпадении кодов на выходе схемы 13 сравнени  кодов устанавливаетс  сигнал низкого уровн , который при

5 записи в третий триггер 8 не изменит его предыдущего состо ни , т.е. на первом и втором входах логической схемы 3 установ тс  сигналы высокого и низкого уровней, соответственно, что соответствует коммута0 ции третьего входа логической схемы 3 с его выходом. Таким образом, на счетный вход счетчика 4 времени поступают тактовые импульсы высокой частоты с третьего выхода делител  2 частоты. Это приводитхускорен5 ной смене временных значений, т.е. cnrVia- лов, поступающих на шину 17 выходных импульсов, что вызывает ускоренную работу ГПСП, Через некоторое врем  значени  кодов времени совпадут и на выходе схемы

0 13 сравнени  кодов установитс  сигнал высокого уровн , запись которого в третий триггер 8 приведет к установке синхронного режима работы, т.к. на входе разрешени  записи счетчика 4 времени установитс  раз5 решающий сигнал низкого уровн , по которому код точного времени с выхода буферного регистра 23 будет поступать на шину 17 выходных импульсов счетчик 4 времени . Таким образом, во всех режимах ра- боты последовательность импульсов

непрерывна и каждому значению времени соответствует строго определенное количество импульсов.

При описании функционировани  уст- ройства не упоминалось о том. что за врем  работы в режиме удержани  синхронизма часы могут как отставать, так и уходить вперед . Это обь сн етс  тем, что код времени цикличен, а счетчик 4 времени может корректироватьс  на всю глубину. Поэтому при опережении эталонного значени  времени счетчик 4 времени формирует код времени до 24 ч, после чего на выходе третьего элемента НЕ формируетс  перепад сигнала из Г в 0 , по которому второй формирова- тель 18 импульсов формирует импульс сброса , после чего режим вхождени  в синхронизим продолжаетс  до совпадени  значений кодов времени.

Предлагаемые вторичные часы дл  син- хронизации ГПСП выгодно отличаютс  от прототипа тем, что обладают:

1.высокой достоверностью получаемой информации, за счет контрол  четности получаемого кода времени;

2.высока  точность вхождени  в синхронизм , т.к. код точного времени поступает с дискретом в 1 млс, а делитель частоты обнул етс  на врем  смены значений кода;

3.полным автоматизмом в работе, т.к. в схеме сравнени  кодов происходит полное сравнение кодов, а счетчик времени корректируетс  на всю глубину.

Часы позвол ют синхронизировать работу электронной аппаратуры, работающей в реальном масштабе времени, в частности ГПСП, что расшир ет функциональные возможности вторичных часов.

На дату подачи за вки изготовлен опытный образец устройства, который прошел государственные испытани .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Вторичные кварцевые часы дл  синхронизации генератора псевдослучайной последовательности , содержащие кварцевый генератор, делитель частоты, логическую схему, счетчик времени, индикатор, первый, второй и третий триггеры, элемент И-НЕ. формирователь импульсов, схему сравнени  кодов, шину импульсов точного време- ни, шину разрешений коррекции и шину выходных импульсов, причем выход кварцевого генератора соединен со счетным входом делител  частоты, п тый выход которого соединен с четвертым входом ло- гической схемы, второй вход которой соединен с выходом третьего триггера и вторым входом первого элемента И-НЕ, а выход - со счетным входом счетчика времени, выходы индикации которого соединены с входами индикатора, а выход секунд - с первой группой входов схемы сравнени  кодов, выход которой соединен с информационным входом третьего триггера, отлмчзющее- с   тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей, э «их введены схема начальной установки, схема контрол  четности, дешифратора сигналов состо ни , второй формирователь импульсов, три элемента НЕ, два элемента И, второй элемент И-НЕ, буферный регистр и четвертый триггер, а в счетчик времени дополнительно введен счетчик миллисекунд, причем шина разрешени  коррекции соединена с информационным входом первого триггера и входами дешифратора сигналов состо ни , выход которого соединен с первым входом первого элемента И, выход которого соединен с установочными входами первого формировател  импульсов,четвертого, второго и первого триггеров, тактовый вход которого соединен с выходом кварцевого генератора , а инверсный выход - с первым тактовым входом первого формировател  импульсов, первым входом второго элемента И-НЕ и тактовым входом второго триггера , информационный вход которого соединен с выходом первого элемента НЕ, вход которого соединен с выходом схемы контрол  четности, входы которой соединены с шиной импульсов точного времени и информационными входами буферного регистра , выходы которого соединены с второй группой входов схемы сравнени  кодов и информационными входами счетчика времени , выходы часов, минут и миллисекунд которого соединены с первой группой входов схемы сравнени  кодов, а выходы миллисекунд , секунд, минут и часов соединены также с шиной выходных импульсов, а выход старшего разр да часов соединен также с входом третьего элемента НЕ, выход которого соединен с первым тактовым входом второго формировател  импульсов, установочный вход которого соединен с выходом схемы начальной установки, а инверсный выход - с вторым входом первого элемента И, с шиной выходных импульсов, с входом второго элемента НЕ и с вторым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с установочным входом делител  чз-: стоты, четвертый и второй выходы которого соединены с шиной выходных импульсов, третий его выход - с третьим входом логической схемы, а первый выход - с вторым тактовым входом второго формировател  импульсов, тактовым входом третьего трмг- гера и вторым тактовым входом первого формировател  импульсов, пр мой выход которого соединен с вторым входом второго

   элемента И, первый вход которого соединен с выходом второго триггера и с информационным входом четвертого триггера, а выход - с тактовыми входами буферного регистра

   и четвертого триггера, выход которого сое- 5 новочный вход которого соединен с выхо- дмнен с установочным входом третьего дом второго Элемента НЕ.

   триггера, с первым входом логической схемы и первым входом первого элемента И- НЕ, выход которого соединен с входом разрешени  записи счетчика времени, уста новочный вход которого соединен с выхо- дом второго Элемента НЕ.

   и:

   -о-и

   о-1У

   BLU

   1

   Ri

   D1.1

   JT

    D1 .2

   Фиг. 2

   Фиг. 4