Sinais de referência de frequência e tempo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Designer de rádio amador

 Comentários do artigo

Em vários setores da economia, em particular nas telecomunicações, existe uma vasta gama de consumidores que necessitam de “vinculação” (sincronização) de escalas de tempo com precisão de frações de segundo a milésimos de microssegundo, sincronização de frequências de geradores, tempo e instrumentos de medição de frequência com erro de 10 a 10' 13. O sistema de transmissão dos sinais correspondentes é gerenciado pelo Serviço Estatal de Tempo e Frequência da Rússia, cujo centro científico é o Instituto de Metrologia do Tempo e Espaço, localizado na vila de Mendeleevo, região de Moscou. O artigo descreve os sinais de referência de tempo e frequência transmitidos por diversos canais de telecomunicações, informa por quais meios técnicos isso é realizado e como são utilizados para sincronizar as escalas de tempo e frequências dos geradores.

Sinais de referência de frequência e tempo (ESChV) são amplamente utilizados em diversas estruturas de telecomunicações. Assim, com a multiplexação de frequência de canais de comunicação, as mensagens são transmitidas em uma banda lateral do espectro de um sinal modulado em amplitude com supressão de portadora. Sua recuperação independente na extremidade receptora da linha requer que as frequências do oscilador sejam sincronizadas com um erro não pior que 10-9. A multiplexação por divisão de tempo, via de regra, é utilizada na transmissão de mensagens pelo método de modulação por código de pulso e permite aumentar em dezenas de vezes a capacidade de informação de uma linha de comunicação. Para evitar a perda de informação em tais sistemas, é necessária uma temporização exacta do sinal de relógio gerado na estação receptora em relação à sequência de impulsos recebida. Para o funcionamento eficiente dos sistemas de comunicação digital de alta velocidade e longo alcance, é necessário que as frequências dos geradores mestres nos centros de comunicação territoriais sejam mantidas com uma precisão de 10 -11.

Na televisão, a qualidade da edição e mixagem da direção depende da garantia de sincronismo e sinais em fase de fontes de estúdio e fora do estúdio. Para melhorar a qualidade de uma imagem de televisão, é necessário formar sinais de sincronização centralizados altamente estáveis, sinais de referência de subportadoras de cores e manter a estabilidade de alta frequência dos excitadores do transmissor de TV.

Uma das possíveis direções de utilização do ESChV é a sincronização de temporizadores de computadores individuais e redes de computadores.

Aqui estão apenas alguns exemplos de direções onde os sinais de referência de frequência e tempo são necessários. Em particular, são também muito importantes para a segurança dos transportes, especialmente da aviação.

A indústria produz uma ampla gama de instrumentos de medição de tempo e frequência de diversas exatidão - desde relés de tempo e relógios domésticos até padrões de frequência quântica. A introdução destas ferramentas no processo produtivo, a realização de medições de controlo e a avaliação das suas características metrológicas requerem a utilização de ferramentas de referência, incluindo o ESChV, transmitidas através de vários canais de comunicação.

Actualmente, a uniformidade das medições de tempo e frequência em todo o mundo é assegurada principalmente através de ESHF transmitidos através de diversos meios de informação, incluindo estações de rádio que operam nas faixas VLF, LW e HF, ambas especializadas, destinadas apenas à transmissão de referência sinais e outros fins (rádionavegação, comunicação, radiodifusão sonora, televisão), transmitindo ESCHV de forma secundária, bem como sistemas globais de navegação por satélite GLONASS (Rússia) e GPS (EUA).

Para muitos consumidores, incluindo rádios amadores, pode ser de interesse verificar os sinais horários - SPV ("6 pontos") transmitidos pela rede de radiodifusão sonora, bem como as transmissões ESCHV através de uma estação de rádio LW especializada RBU do State Time e Serviço de frequência da Rússia, operando com radiação de potência de 10 kW na frequência de 66, (6) kHz, e de acordo com o primeiro programa de televisão contendo informações codificadas sobre os valores atuais do tempo.

Os SPVs transmitidos pela rede de radiodifusão sonora carregam maior conteúdo informativo devido às mensagens sobre a hora do dia. Esses sinais são projetados para verificar leituras e sincronizar automaticamente relógios para fins técnicos e domésticos. Eles representam um grupo de seis pulsos de rádio com frequência de enchimento de 1000 Hz. Os primeiros cinco pulsos têm duração de 100 ms cada. A duração do sexto pulso varia dependendo do valor da hora do dia, horário de Moscou, de 100 ms a 560 ms após 20 ms de acordo com a expressão t=(100+20h) ms, onde h é o valor atual do hora. O início do sexto pulso corresponde ao início da hora. No segundo, terceiro, quarto e quinto pulsos de rádio SPW, os sinais podem ser transmitidos adicionalmente na forma de oscilações senoidais com nível 21 dB abaixo do nível máximo SPW, destinado ao controle automático de canais e caminhos de transmissão de áudio. O erro temporal do SST não excede 0,3 s quando são recebidos na parte europeia da Rússia e 0,5 s no resto do país.

A estação de rádio RBU utiliza sinais do tipo DXXXW para transmitir tempo e frequência, bem como informações codificadas (Fig. 1).

Esses sinais são oscilações portadoras de forma senoidal com frequência de 66,(6) kHz, interrompidas a cada 100 ms por 5 ms. A cada 10 ms após a interrupção, as oscilações da portadora são moduladas em fase de banda estreita por 80 ms por sinais senoidais com frequências de subportadora de 100 ou 312,5 Hz e índice de modulação de 0,698. A modulação de fase do sinal é realizada digitalmente e de forma que o valor médio da fase do sinal modulado em fase seja igual à fase das oscilações da portadora na ausência de modulação. Sinais com frequência de subportadora de 312,5 Hz são utilizados para marcar marcas de segundos e minutos, bem como para marcar unidades em código decimal codificado binário ao transmitir informações sobre escalas de tempo no primeiro e segundo intervalos de 100 ms, contados a partir da segunda marca (ver abaixo). Sinais com frequência de subportadora de 100 Hz são utilizados para marcar zeros no código BCD durante a transmissão da informação e preencher todos os intervalos de 80 ms livres da transmissão de qualquer informação.

Sinais de referência de frequência (EFS) são oscilações diretamente portadoras do sinal emitido, cujo valor médio diário de frequência é consistente com o tamanho da unidade de frequência, reproduzido pelo padrão estadual de tempo e frequência com um erro não superior a 2 x 10-12. Como pode ser visto na figura, o envelope do sinal é um cut-in de 5 ms, seguindo a uma frequência de 10 Hz. Essas inserções são os sinais de tempo de referência (ESV). Os pontos característicos do ESP da estação de rádio RBU, que são os pontos de inflexão das frentes ascendentes dos tie-ins, são consistentes com a escala de tempo atômica russa coordenada UTS (SU) com um erro não superior a 10 μs. Neste caso, a segunda marca do sinal é a inserção, que é precedida por um intervalo de 80 ms, marcado com uma subportadora de 312,5 Hz (Fig. 1). As marcas dos minutos são identificadas pela marcação adicional da subportadora de 312,5 Hz de dois intervalos de 80 ms anteriores ao segundo marcador. A estrutura de informação do sinal é mostrada na fig. 2.

O código de tempo transmitido como parte do ESChV é construído com base em dois tipos de códigos: unidade posicional - para transmitir os valores da diferença entre as escalas UTC e UTC UT1-UTC, e decimal binário com paridade - para transmitir outras informações. Os elementos de código são transmitidos a cada segundo usando modulação de portadora no primeiro e segundo intervalos de 100 ms contados a partir da segunda marca.

O formato de código de tempo completo contém 120 elementos (60 elementos no primeiro intervalo de 100 ms e 60 elementos no segundo) e é transmitido com um ciclo de 1 min. O início do ciclo de minutos (marca de minuto) é identificado pela marcação adicional do oitavo e nono intervalos de 100 ms. O formato do código de tempo e o conteúdo da informação transmitida são apresentados graficamente na fig. 3.

(clique para ampliar)

As informações sobre os valores atuais da hora do dia são apresentadas em horas (h) e minutos (m) transmitidas na escala de horário de Moscou com correção UT em relação ao horário universal, que é igual a 3 horas no horário de "inverno" período e 4 horas - durante o período "horário de verão". As informações de data do calendário incluem: o valor do ano do século atual (Y), o valor do mês do ano atual (M), o valor do dia do mês (dm) e o valor do número de série do o dia da semana (dm). As informações da data juliana incluem a data abreviada (TJD), que são os quatro dígitos menos significativos do valor numérico da data juliana modificada (a data juliana é o número de dias contados continuamente a partir das 12h UT de 1º de janeiro de 4713 a.C. ).

ESChV emitido pela estação de rádio RBU fornece comparação de geradores altamente estáveis ​​(padrões de frequência quântica, geradores de quartzo) em distâncias de até 3000 km com um erro de (1 ... 50)x10-12 por dia e sincronização de relógio em distâncias de até 1000 km com erro de até 0,03...2 ms dependendo das condições de recepção do ESHF e do equipamento de sinalização receptora utilizado.

Para fornecer medições mais precisas de tempo e frequência, são usados ​​ESHF, transmitidos por canais de televisão terrestres e via satélite como parte de sinais de televisão. ESChV contém sinais ESCH, ESV e códigos de valores atuais de tempo. Esses sinais são transmitidos na sexta linha de cada campo ímpar. A forma dos sinais e sua localização na sexta linha são mostradas na fig. 4.

A amplitude dos sinais de entrada é G.35±0,05 da amplitude total do sinal de vídeo. A sexta linha é dividida em três intervalos, e cada um possui seu próprio tipo de sinal. Para a transmissão do ECH, é utilizado o intervalo I com duração de 15 μs. Os ESCs são transmitidos em rajadas que consistem em 15 períodos oscilatórios na frequência de 1 MHz, que sempre começam com uma meia onda positiva na rajada. O erro diário relativo do ESP em Moscou não excede 2·10-12.

Para a transmissão de ESP, pretende-se um segundo intervalo com duração de 12 μs. As informações sobre a escala de tempo são transportadas por um ponto característico correspondente ao meio da frente do ESP. cuja posição temporal é consistente com a escala UTC(SU) com um erro não superior a 0,5 µs. A frequência de repetição do ESP é de 1 Hz, a duração da frente ascendente é de 20 ns.

Para a transmissão de informações codificadas sobre os valores atuais do tempo - TZV (h, min, s), pretende-se o intervalo III com duração de 15 μs. As informações sobre TVT são transmitidas usando um código binário-decimal (Fig. 5) por 24 quadros (ciclo completo - 25 quadros por 1 s) usando pulsos de rádio de várias frequências. A frequência do sinal correspondente ao log. 1 código, igual a 1,66 MHz, log. 0 corresponde a uma frequência de 2,5 MHz, e um pulso de rádio com frequência de 1 MHz no 25º quadro é usado como marcador para o sinal de fim de ciclo. Para melhorar a imunidade ao ruído, os bits de verificação de paridade Rs, Rmin e Rch foram introduzidos no código TZV. O código TZV é transmitido em um ciclo de 1 s continuamente durante todo o tempo de transmissão.

O ponto central para a formação e entrada do ESCHV na sexta linha de sinais de televisão do primeiro canal ORT e suas duplicatas transmitidas via satélite pelos canais "Orbit 2, 3, 4" está localizado no centro técnico de televisão (Moscou, Ostankino). Dependendo dos métodos e meios utilizados, o erro de sincronização do relógio da televisão ESChV varia de 0,02 a 10 μs, o erro de comparação de frequência é (1 ... 10) x 10-12 por dia.

Para informar os consumidores sobre o ESChV, o Serviço Estatal de Tempo e Frequência da Rússia (GSVCh) emite e distribui uma série de boletins especiais mediante solicitação.

Como pode ser visto acima, ESChV de um tipo ou de outro, contendo informações codificadas sobre hora e data, estão disponíveis em quase toda a Rússia. Isso abre um amplo campo para os consumidores no desenvolvimento de rádio-relógios domésticos, bem como de dispositivos que possibilitem cronometrar empresas e cidades, sincronizar temporizadores de redes de computadores e automatizar medições com alta precisão e confiabilidade. Isto é tanto mais relevante quanto a indústria produz atualmente uma gama muito pequena de equipamentos utilizando ESChV, e a necessidade disso é grande.

A indústria domina a produção de dois tipos de relógios eletrônicos, nos quais os valores de tempo atuais são corrigidos de acordo com os "6 pontos" FPV transmitidos por redes de transmissão com fio (transmissões de rádio) e estações de rádio que transmitem programas "Mayak" e " Rádio-1": 1 - receptor de sinais de verificação de tempo (PSPV-1); 2 - medidor de valores atuais de tempo e frequência da rede elétrica (IVCh-1).

O receptor PSPV-1 é feito na forma de uma placa inserida em um slot livre de um computador pessoal PC/AT. e é usado para sincronizar ou "referência de tempo" temporizadores de computador e registrar nele a hora e a data de um evento.

O PSPV-1 foi projetado para receber sinais de estações de rádio VHF, armazenar e emitir informações sobre os valores atuais da hora do dia (h, min, s) e data (ano, mês, dia), alocação de SPV, automático correção (configuração) do TTZ, saída de informações sobre hora e data do temporizador do receptor para o monitor e para o barramento do computador pessoal ISA, entrada de informações de hora e data do temporizador do receptor para o temporizador do sistema do computador (manual ou automático de acordo ao SPV de "6 pontos"), exibindo informações de tempo no temporizador do receptor na tela do monitor e no temporizador do sistema de computador e a diferença entre eles. O erro na configuração do tempo no temporizador do computador em relação ao meio da borda do sexto sinal FPV “6 pontos” durante a correção não excede 0,1 s.

O medidor IVCh-1 é feito em forma de módulo microprocessador e tem como objetivo medir (armazenar) e emitir informações sobre os valores atuais de hora, data e frequência de uma rede de energia industrial com posterior transmissão dos dados de medição via o Porta RS-232 para um computador pessoal. Este dispositivo fornece medição da frequência da rede, instalação, armazenamento, indicação no placar e saída de informações sobre os valores atuais da hora do dia (h, min, s) e data (ano, mês, dia), alocação do tempo livre, correção automática dos valores atuais da hora do dia no temporizador IVCh-1. saída de informações sobre hora, data e frequência da rede através da porta RS-232. No IVCH-1 são exibidas a operacionalidade dos circuitos de alimentação, a situação de emergência, a correta recepção do SPV. Precisão de armazenamento do tempo com correção horária de acordo com SST - ±20 ms, na ausência de correção - ±2 s/dia.

A indústria também produz o SYNCHRONOMETER ChK7-50, projetado para sincronizar ou "referência de tempo" escalas de tempo, determinar os valores atuais da hora do dia (h, min. s) e data (ano, mês, dia), fixar o momentos de eventos utilizando sinais de frequência de referência e tempo transmitidos pela estação de rádio RBU, transmissão de informações via interface IEC 625.

O SINCRONÔMETRO ChK7-50 pode ser usado em metrologia, astronomia, geofísica, energia, etc. O erro de sincronização automática da escala de tempo não é superior a 20 µs. sensibilidade do receptor - não pior que 2 μV.

Autores: V.Borisochkin, S.Kagan, G.Cherenkov, vila de Mendeleev, região de Moscou.

Veja outros artigos seção Designer de rádio amador.

Leia e escreva útil comentários sobre este artigo.

<< Voltar

Últimas notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica:

Uma nova maneira de controlar e manipular sinais ópticos 05.05.2024

O mundo moderno da ciência e da tecnologia está se desenvolvendo rapidamente e todos os dias surgem novos métodos e tecnologias que nos abrem novas perspectivas em vários campos. Uma dessas inovações é o desenvolvimento, por cientistas alemães, de uma nova forma de controlar sinais ópticos, que poderá levar a progressos significativos no campo da fotónica. Pesquisas recentes permitiram que cientistas alemães criassem uma placa de ondas sintonizável dentro de um guia de ondas de sílica fundida. Este método, baseado no uso de uma camada de cristal líquido, permite alterar efetivamente a polarização da luz que passa por um guia de ondas. Este avanço tecnológico abre novas perspectivas para o desenvolvimento de dispositivos fotônicos compactos e eficientes, capazes de processar grandes volumes de dados. O controle eletro-óptico da polarização fornecido pelo novo método poderia fornecer a base para uma nova classe de dispositivos fotônicos integrados. Isto abre grandes oportunidades para ... >>

Teclado Primium Seneca 05.05.2024

Os teclados são parte integrante do nosso trabalho diário com o computador. Porém, um dos principais problemas que os usuários enfrentam é o ruído, principalmente no caso dos modelos premium. Mas com o novo teclado Seneca da Norbauer & Co, isso pode mudar. O Seneca não é apenas um teclado, é o resultado de cinco anos de trabalho de desenvolvimento para criar o dispositivo ideal. Cada aspecto deste teclado, desde propriedades acústicas até características mecânicas, foi cuidadosamente considerado e equilibrado. Uma das principais características do Seneca são os estabilizadores silenciosos, que resolvem o problema de ruído comum a muitos teclados. Além disso, o teclado suporta várias larguras de teclas, tornando-o conveniente para qualquer usuário. Embora Seneca ainda não esteja disponível para compra, seu lançamento está programado para o final do verão. O Seneca da Norbauer & Co representa novos padrões em design de teclado. Dela ... >>

Inaugurado o observatório astronômico mais alto do mundo 04.05.2024

Explorar o espaço e seus mistérios é uma tarefa que atrai a atenção de astrônomos de todo o mundo. No ar puro das altas montanhas, longe da poluição luminosa das cidades, as estrelas e os planetas revelam os seus segredos com maior clareza. Uma nova página se abre na história da astronomia com a inauguração do observatório astronômico mais alto do mundo - o Observatório do Atacama da Universidade de Tóquio. O Observatório do Atacama, localizado a uma altitude de 5640 metros acima do nível do mar, abre novas oportunidades para os astrônomos no estudo do espaço. Este local tornou-se o local mais alto para um telescópio terrestre, proporcionando aos investigadores uma ferramenta única para estudar as ondas infravermelhas no Universo. Embora a localização em alta altitude proporcione céus mais claros e menos interferência da atmosfera, construir um observatório em uma montanha alta apresenta enormes dificuldades e desafios. No entanto, apesar das dificuldades, o novo observatório abre amplas perspectivas de investigação para os astrónomos. ... >>

Notícias aleatórias do Arquivo A caridade corrompe um pouco 09.12.2015 Muitas vezes você pode ouvir que precisa ajudar uma pessoa faminta não com dinheiro ou comida, mas dê a ela uma vara de pescar ou uma arma para que ela possa obter essa comida para si mesma. Caso contrário, com o dinheiro na mão, a pessoa se tornará preguiçosa, perderá toda a atividade e afundará ainda mais na pobreza, esperando que mais cedo ou mais tarde tudo caia em suas mãos. Embora a teoria seja controversa, já estamos um pouco acostumados a ela. Mas pesquisadores da Universidade de Amsterdã argumentam algo mais estranho - eles acreditam que doações altruístas têm um efeito negativo sobre o caráter moral de quem doa. Psicólogos usaram uma campanha de arrecadação de fundos para caridade que aconteceu na véspera de Natal em várias cidades holandesas: as pessoas foram convidadas na rua para fazer uma doação para a Cruz Vermelha e outras organizações semelhantes. Aqueles que foram notados perto do ponto de captação de recursos foram solicitados a responder a várias perguntas sobre se fizeram uma doação e qual o tamanho, se estão envolvidos em caridade e se estão prontos, por exemplo, para viver de uma maneira que faça menos danos ao meio ambiente (relativamente falando, eu queria que uma pessoa pagasse por eletricidade ecologicamente correta e se ela gostaria de assinar algum tipo de petição ambiental). Em seu artigo na Social Influence, os autores do trabalho escrevem que aqueles pesquisados ​​que fizeram uma doação durante a última semana eram menos propensos a fazê-lo depois. Ou seja, os mesmos problemas ambientais os afetaram menos, e eles aspiravam pagar mais pela energia verde e assinar petições em menor escala do que aqueles que ainda não tiveram tempo de realizar um ato de caridade. Além disso, o tamanho da contribuição, o que é curioso, não desempenhou um papel, o desejo de participar de algo semelhante caiu independentemente de a pessoa ter contribuído com cinco euros ou mil. De fato, os psicólogos há muito discutem o chamado "efeito licença", quando uma boa ação, por assim dizer, dá permissão para ser um pouco ruim. Essa troca psicológica consigo mesmo geralmente ocorre com frequência: por exemplo, quando uma pessoa, depois de ir à academia, vai imediatamente a algum restaurante para comer algo gorduroso e doce. Na esfera socioeconômica, isso se manifesta no fato de que nós, por assim dizer, obtemos de outra fonte o que gastamos no ato correto (bom, altruísta). Assim, há dois anos, foi publicado um artigo na Energy Policy, que descrevia como as pessoas que concordaram em economizar água por motivos ambientais começaram a usar mais eletricidade. No entanto, esse efeito não é muito grande (embora estatisticamente significativo) e depende de outros fatores. Por exemplo, no caso das doações de Natal, quem doou dinheiro com frequência, em geral, respondeu muito prontamente às propostas ambientais. Ou seja, digamos, o caráter moral geral de uma pessoa desempenha um papel: aquele que é ganancioso por natureza pode ceder a um impulso momentâneo, mas depois tentará compensar o "dano". Além disso, como dizem os próprios psicólogos, ainda precisamos descobrir a motivação para a doação: é possível que alguém simplesmente afogue o sentimento de culpa por causa de alguma má conduta no passado, e seu comportamento “ligeiramente ruim” subsequente seja bastante coisa comum, não relacionada ao gesto de caridade que acabamos de fazer.

Outras notícias interessantes:

▪ Cataplasmas para David

▪ Jogo de dedal com lobos

▪ Monitor de sono

▪ Jaqueta Tommy Hilfiger com painéis solares integrados

▪ Mulheres casadas parecem mais jovens

Feed de notícias de ciência e tecnologia, nova eletrônica

Materiais interessantes da Biblioteca Técnica Gratuita:

▪ seção do site Eletricidade para iniciantes. Seleção de artigos

▪ artigo Cântico dos Cânticos. expressão popular

▪ artigo Em que condições o vento pode fazer rolos de neve? Resposta detalhada

▪ Artigo de Hevea. Lendas, cultivo, métodos de aplicação

▪ artigo Afinando um violão na TV. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

▪ artigo Carregador com temporizador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

Deixe seu comentário neste artigo:

Todos os idiomas desta página

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Página principal | Biblioteca | Artigos | Mapa do Site | Revisões do site

www.diagrama.com.ua
2000-2024