УСТРОЙСТВО ТАКТОВОЙ СИНХРОНИЗАЦИИ
CLOCK SYNCHRONISATION DEVICE

Изобретение относится к области радиотехники, а именно к устройствам синхронизации приемника с передатчиком, и может использоваться в приемных устройствах.
Известны устройства тактовой синхронизации, например, описанные в [1] и [2]. Однако эти устройства имеют недостаточное быстродействие.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство, описанное в [3], которое было выбрано в качестве прототипа.
Функциональная схема устройства-прототипа приведена на фиг.1, где введены следующие обозначения:
1 - демодулятор;
6 - пороговый блок;
7 - формирователь строб-импульсов;
8 - блок регистрации.
9 - блок удвоения частоты;
10 - полосовой фильтр.
Устройство-прототип содержит последовательно соединенные демодулятор 1, блок удвоения частоты 9, полосовой фильтр 10, пороговый блок 6, формирователь строб-импульсов 7, выход которого соединен со стробирующим входом блока регистрации 8, выход которого является выходом устройства, а сигнальный вход  соединен с выходом демодулятора 1, вход которого является входом устройства.
Устройство-прототип работает следующим образом.
с
с
пор
На вход демодулятора 1 поступает высокочастотный сигнал, модулированный информационным сообщением. С выхода демодулятора 1 информационный сигнал на видеочастоте поступает на сигнальный вход блока регистрации 8, а также на вход блока удвоения частоты 9, который в каждый значащий момент (момент смены одного значения символа на другое значение) формирует импульсы длительностью 0,5 Т, где Т - длительность элементарного информационного импульса. Последовательность таких импульсов содержит спектральную составляющую на частоте F, которая выделяется с помощью полосового фильтра 10. Колебание с частотой F поступает на вход порогового блока 6 с порогом срабатывания U=0, где преобразуется в последовательность прямоугольных тактовых импульсов. На выходе формирователя строб-импульсов 7 получается последовательность строб-импульсов, которые располагаются в средней части принимаемых символов и используются для регистрации этих символов в блоке регистрации 8. На выходе блока регистрации 8 получаются восстановленные по длительности информационные импульсы.
уст
уст
Недостатком устройства-прототипа  является недостаточное быстродействие. Это особенно проявляется при приеме пакетной информации. Первые информационные импульсы, поступающие на вход полосового фильтра, вызывают на его выходе постепенно нарастающие колебания, и амплитуда выходного напряжения достигает своего установившегося значения через время Т. Поначалу амплитуда выходного напряжения мала для уверенного срабатывания порогового элемента, поэтому на его выходе строб-импульсы будут отсутствовать. По этой причине первые информационные импульсы на выходе блока регистрации будут отсутствовать или, другими словами, будут пропущены. Это является недопустимым при передаче сигналов в технологии «Манчестер-2» (ГОСТ 26765.52-87), где первые же информационные импульсы являются значащими. Поскольку для повышения стабильности фазы строб-импульсов полоса пропускания полосового фильтра должна быть максимально узкой, время Т получается значительным.
Задачей, решаемой при создании заявляемого устройства, является достижение технического результата - повышение быстродействия.
Для достижения технического результата в устройство тактовой синхронизации, содержащее последовательно соединенные демодулятор, вход которого является входом устройства, и блок регистрации, выход которого является выходом устройства, последовательно соединенные пороговый блок и формирователь строб-импульсов, выход которого соединен со вторым стробирующим входом блока регистрации, согласно изобретению введены последовательно соединенные источник постоянного тока, ключ и колебательный контур, выход которого соединен с входом порогового блока, а также дифференцирующая цепь, выход которой соединен со вторым управляющим входом ключа, причем вход дифференцирующей цепи соединен с выходом демодулятора.
На фиг.2 приведена функциональная схема заявляемого устройства тактовой синхронизации, где приведены следующие обозначения:
1 - демодулятор;
2 - дифференцирующая цепь;
3 - источник постоянного тока;
4 - ключ;
5 - колебательный контур;
6 - пороговый блок;
7 - формирователь строб-импульсов;
8 - блок регистрации.
Заявляемое устройство содержит последовательно соединенные источник постоянного тока 3, ключ 4, колебательный контур 5, пороговый блок 6 и формирователь строб-импулсов 7, выход которого соединен со стробирующим входом блока регистрации 8, выход которого является выходом устройства, кроме того, устройство содержит демодулятор 1, вход которого является входом устройства, а выход  соединен с информационным входом блока регистрации 8 и с входом дифференцирующей цепи 2, выход который соединен с управляющим входом ключа 4.
Заявляемое устройство тактовой синхронизации работает следующим образом.
пор
На вход демодулятора 1 поступает высокочастотный сигнал, модулированный информационным сообщением. С выхода демодулятора 1 информационный сигнал на видеочастоте поступает на вход дифференцирующей цепи 2, на выходе которой появляются положительные и отрицательные короткие импульсы. Моменты появления этих импульсов совпадают соответственно с передними и задними фронтами импульсов демодулированного информационного сигнала. Короткие положительные импульсы с выхода дифференцирующей цепи 2 поступают на управляющий вход ключа 4 и открывают его на время действия положительных импульсов. Отрицательные импульсы с выхода дифференцирующей цепи 2 оставляют ключ 4 в запертом состоянии. При открывании ключа 4 конденсатор колебательного контура 5 начинает заряжаться от источника постоянного тока 3. Затем ключ 4 закрывается, а в колебательном контуре 5 начинается колебательный процесс на собственной частоте контура. При этом расходуется энергия, запасенная в конденсаторе за время, в течение которого ключ 4 был открыт. Резонансная частота колебательного контура 5 выбирается равной тактовой частоте F информационного сигнала. Колебание с частотой F поступает на вход порогового блока 6 с порогом срабатывания U=0,где преобразуется в последовательность прямоугольных тактовых импульсов. Поскольку заряд конденсатора колебательного контура 5 от источника постоянного тока 3 происходит очень быстро, колебательный процесс в контуре 5 также возникает без задержки. Поэтому первый из последовательности прямоугольных тактовых импульсов пригоден для регистрации первого же информационного импульса.
Каждый короткий положительный импульс с выхода дифференцирующей цепи 2 возбуждает колебательный процесс в колебательном контуре 5, который является затухающим. Однако следующие друг за другом короткие положительные импульсы, открывающие ключ 4, через который источник постоянного тока 3 подзаряжает конденсатор колебательного контура 5, поддерживают колебания в контуре, благодаря чему последовательность прямоугольных тактовых импульсов вырабатывается непрерывно.
На выходе формирователя строб-импульсов 7 получается последовательность строб-импульсов, которые располагаются в средней части принимаемых информационных символов и используются для регистрации этих символов в блоке регистрации 8. На выходе блока регистрации 8 получаются восстановленные по длительности информационные импульсы.
Реализация вновь введенных блоков общеизвестна и не представляет сложностей. Например, дифференцирующая цепь 2 может быть реализована в виде RC-цепи, колебательный контур 5 - в виде параллельного LC-колебательного контура, ключ 4 - в виде транзисторного ключа. Вариант реализации блока регистрации 8 приведен в [3], (стр.110).
Таким образом, введение в заявляемое устройство новых блоков и связей позволяет повысить быстродействие устройства тактовой синхронизации.
Источники информации
1. Цифровые системы передачи. П.Былянски, Д.Ингрем. - М.: "Связь", 1980, 307 с.
2. Цифровые системы передачи информации. Левин Л.С., Плоткин М.А. - М.: "Радио и связь", 1982,150 с.
3. Системы связи. Васильев В.А., Буркин А.П., Свириденко В.А. - М.: "Высшая школа", 1987, 123-125 с.