ПРИЕМНИК-СИНХРОНИЗАТОР

ПРИЕМНРЖ - СИНХРОНИЗАТОР
Полезная модель относится к радиоизмерительной технике и может быть использована для формирования высокостабильных по частоте сигналов, измерения погрешности установки частоты внешнего стандарта частоты относительно Госэталона с использованием шкалы времени спутниковых радионавигационных систем. Области применения: измерительная техника, системы тактовой синхронизации высокоскоростных цифровых телекоммуникационных сетей.
Известен синхронометр кварцевый типа 47-37 ( см. каталог 1999 года Нижегородского НИПИ Кварц с. 390), применяемый как базовая мера времени и частоты. Принцип действия синхронометра основан на делении синхронизирующей частоты до 1 Гц и выдаче сигналов времени различных видов. Сигнал частоты 5 Мгц от внутреннего кварцевого генератора или частоты 5 или 1 Мгц от внешнего источника умножается до 10 Мгц и поступает на основной и вспомогательный делители частоты 10 Мгц - 1Гц. В основном делителе частоты формируется сетка стандартных частот синусоидальных и импульсных сигналов.
МНК: НОЗД 13/00
Известен приемник - компаратор типа 47-38 ( см. каталог 1999 года Нижегородского НИПИ Кварц с. 393), принцип действия которого основан на измерении приращения (сдвига) разности фаз сигналов местного (измеряемого) генератора и принятого радиосигнала образцовой (эталонной) частоты за фиксированный интервал времени. Приемник - компаратор состоит из приемного устройства, синтезатора частоты, системы следящей (синхронизатор), блока управления и индикации, блока питания. Принятый антенной сигнал поступает на вход приемника, где подвергается двойному преобразованию частоты с помощью гетеродинных сигналов с частотами, которые формируются синтезатором частоты. Сигнал частотой 2кГц с выхода приемника поступает на вход фазометрической следящей системы, на другой вход которой поступает сигнал от измеряемого генератора. В установившемся режиме система автоматически отслеживает все изменения фазы сигнала измеряемого генератора относительно принятого радиосигнала. Для определения результата измерения производится преобразование разности фаз, отслеженной фазовращателем следящей системы, в последовательность временных интервалов и измерение их с помощью измерителя интервалов времени системы с усреднением. Результат измерения
выдается в виде параллельного двоичного-десятичного кода с помощью интерфейса на КОП (линию коллективного пользования) и индикатор.
Приемник - компаратор типа 47-38 принят в качестве прототипа предлагаемой полезной модели приемника-синхронизатора,
Педостатком вышеуказанных аналогов является низкая точность измерений из-за искажения информации об образцовой шкале, передаваемых радиостанциями длинных и средних волн; погрешности аппаратуры сравнения образцовой и формируемой шкал времени.
Технической задачей, решаемой полезной моделью, является формирование высокостабильного по частоте сигнала с погрешностью по частоте относительно Госэталона не более 3  10  или прецизионная калибровка частоты внешнего стандарта частоты.
Суш,ность технического решения заключается в том, что в приемнике-синхронизаторе, содержанием приемное устройство, соединенное со входом синхронизатора, второй вход которого соединен с выходом рубидиевого опорного генератора, вход подстройки частоты которого подключен к выходу синхронизатора, другой выход которого соединен с устройством управления и
индикации, приемное устройство выполнено в виде устройства обработки спутниковых навигационных систем GLONASS  GPS, например типа Palisade фирмы Trimble США (интеллектуальная антенная GPS ) или типа СН-3834 московского конструкторского бюро Навис (устройство временной синхронизации с использованием сигналов ГЛОНАСС / GPS), соединенное вторым выходом с третьим входом синхронизатора через устройство сопряжения приемного устройства. Синхронизатор включает в себя процессор и цифровой фазовый детектор, выходы которого подключены к входному порту процессора. Цифровой фазовый детектор состоит из регистра памяти и счетчика импульсов с параллельным опросом, выходы которого являются входами регистра памяти.
На рисунке представлена структурная схема устройства.
Приемник-синхронизатор, содержит приемное устройство 1 обработки сигналов спутниковых навигационных систем GLONASS и GPS типа СН - 3834, первый выход которого соединен с первым входом синхронизатора 2, второй выход приемного устройства 1 соединен через устройство сопряжения 3 с третьим входом синхронизатора 2, второй вход которого соединен с выходом рубидиевого опорного генератора 4, вход подстройки частоты
которого подключен к выходу синхронизатора 2, другой выход которого подключен к устройству управления и индикации 5. Синхронизатор включает в себя процессор и цифровой фазовый детектор 6, выходы которого подключены к входному порту процессора. 7. Цифровой фазовый детектор 6 состоит из регистра памяти и счетчика импульсов 8 с параллельным опросом, выходы которого являются входами регистра памяти 9.
Принцип действия приемника-синхронизатора основан на непрерывном сличении двух шкал времени, первая из которых выделяется приемным устройством 1 СН - 3834 при обработке сигналов спутниковых навигационных систем GLONASS и GPS . Приемное устройство 1, обрабатывая сигналы навигационных космических аппаратов (НКА), вырабатывает импульсы 1PPS частотой 1Гц (передний фронт которых синхронизирован со шкалой Всемирного Скоординированного времени (UTC) с погрешностью не более 100 не), которые поступают на первый вход синхронизатора 2. Пакет данных от приемного устройства 1, сопровождающий импульсы 1PPS, обрабатывается 151совместимым микроконтроллером (устройство сопряжения 3 приемного устройства), который выделяет признак достоверности
шкалы времени приемного устройства 1. Сообщение о достоверности поступает в синхронизатор 2 через 3-й вход. В зависимости от режима работы прибора вторая шкала времени формируется из сигнала 10 МГц, вырабатываемого встроенным в прибор рубидиевым опорным генератором 4, либо из сигнала 5 или 10 Мгц, подаваемого с внешнего стандарта частоты (режим частотного калибратора). Сигнал 10 МГц поступает на второй вход синхронизатора 2. Синхронизатор 2 формирует шкалу времени опорного генератора, осуш ествляет непрерывное сличение двух шкал времени, формирует код коррекции частоты рубидиевого опорного генератора 4. Режим работы прибора, результаты измерений относительного отклонения частоты и значение сформированного кода коррекции частоты опорного генератора передаются в в устройство индикации и управления 5, выполненного также на 151-совместимом микроконтроллере. Устройство индикации и управления 5 решает задачу символьного отображения полученной информации от процессора 7. Синхронизатор 2 имеет в своем составе фазовый детектор 6 и процессор 7, выполненный на 151-совместимом микроконтроллере. Фазовый детектор 6 состоит из циклического счетчика 8(10 МГц ) с параллельным опросом и регистра памяти 9, выполненных на
плис (программируемые логические интегральные схемы) типа ЕРМ 7128 SL С84-15. На вход счетчика 8 поступает сигнал частотой 10 МГц от опорного генератора 4, где происходит непрерывный счет импульсов 10 МГц с периодом 1 секунда. В регистре памяти 9, на вход которого поступает информация о состоянии счетчика 8, происходит запись состояния счетчика 8 на момент прихода фронта сигнала 1PPS. По этому же сигналу производится ввод информации с регистра 9 в процессор 7. Состояние регистра 9 содержит информацию о разности фаз сравниваемых сигналов (10 МГц и 1PPS) с дискретом 100 не. Результат сравнения шкал времени ежесекундно передается в процессор 7 для обработки. При отсутствии сообщения о достоверности шкалы времени приемного устройства 1 процессор 7 блокирует обработку информации. Процессор 7 осуществляет статистическую обработку информации о разности фаз уравниваемых шкал времени и вычисляет относительную погрешность частоты рубидиевого опорного генератора 4 (или внешнего стандарта частоты), формирует код коррекции частоты встроенного рубидиевого опорного генератора и выдает команду на проведение коррекции его частоты.
Приемник-синхронизатор, который может быть использован для синхронизации частоты опорного генератора по сигналам шкалы времени спутниковых радионавигационных систем GLONASS и GPS, позволяет периодически не поверять и не подстраивать опорный (рубидиевый) генератор частоты. В результате данного технического решения получено устройство, имеющее долговременную стабильность частоты квантового генератора не более 3  10--.
////.,