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라디오 전자 및 전기 공학의 백과사전 주파수 및 시간의 기준 신호. 무선 전자 및 전기 공학 백과사전
무선 전자 및 전기 공학 백과사전 / 라디오 아마추어 디자이너 경제의 다양한 부문, 특히 통신 분야에는 10초에서 10분의 13마이크로초의 정확도로 시간 척도의 "바인딩"(동기화), 발전기 주파수의 동기화, 시간을 요구하는 광범위한 소비자가 있습니다. 오차가 XNUMX에서 XNUMX' XNUMX인 주파수 측정기. 해당 신호의 전송 시스템은 모스크바 지역의 Mendeleevo 마을에 위치한 시간 및 공간 계측 연구소 인 러시아의 시간 및 주파수 국가 서비스에서 관리합니다. 이 기사는 다양한 통신 채널을 통해 전송되는 시간 및 주파수의 기준 신호에 대해 설명하고 이것이 수행되는 기술적 수단과 생성기의 시간 척도 및 주파수를 동기화하는 데 사용되는 방법을 알려줍니다. 주파수 및 시간의 기준 신호(ESChV)는 다양한 통신 구조에서 널리 사용됩니다. 따라서 통신 채널의 주파수 다중화를 통해 메시지는 반송파 억제를 통해 진폭 변조 신호 스펙트럼의 한쪽 측파대에서 전송됩니다. 회선의 수신단에서 독립적으로 복구하려면 오실레이터 주파수가 10-9보다 나쁘지 않은 오류와 동기화되어야 합니다. 시분할 다중화는 원칙적으로 펄스 부호 변조 방식을 사용하여 메시지를 전송할 때 사용되며 통신 회선의 정보 용량을 수십 배로 늘릴 수 있습니다. 이러한 시스템에서 정보 손실을 방지하기 위해서는 수신된 펄스 시퀀스에 대해 수신국에서 생성된 클럭 신호의 정확한 타이밍이 필요합니다. 고속 장거리 디지털 통신 시스템의 효율적인 운영을 위해서는 영토 통신 센터의 주 발전기 주파수가 10-11의 정확도로 유지되어야 합니다. 텔레비전에서 감독 편집 및 믹싱의 품질은 스튜디오 및 스튜디오 외부 소스의 동기화 및 동위상 신호를 보장하는 데 달려 있습니다. 텔레비전 이미지의 품질을 향상시키기 위해서는 매우 안정적인 중앙 동기화 신호, 컬러 부반송파의 참조 신호를 형성하고 TV 송신기 익사이터의 고주파 안정성을 유지하는 것이 필요합니다. ESChV를 사용하는 가능한 방향 중 하나는 개별 컴퓨터와 컴퓨터 네트워크의 타이머를 동기화하는 것입니다. 다음은 주파수 및 시간 참조 신호가 필요한 방향의 몇 가지 예입니다. 특히, 운송, 특히 항공의 안전에도 매우 중요합니다. 업계에서는 가정용 시간 계전기 및 시계에서 양자 주파수 표준에 이르기까지 다양한 정확도의 광범위한 시간 및 주파수 측정 장비를 생산합니다. 생산 공정에서 이러한 도구를 설정하고 제어 측정을 수행하며 도량형 특성을 평가하려면 다양한 통신 채널을 통해 전송되는 ESChV를 포함한 참조 도구를 사용해야 합니다. 현재 전 세계적으로 시간 및 주파수 측정의 균일성은 주로 VLF, LW 및 HF 대역에서 작동하는 라디오 방송국을 포함하여 다양한 정보 수단을 통해 전송되는 ESHF를 통해 주로 참조 전송만을 목적으로 합니다. 신호 및 기타 목적(라디오 내비게이션, 통신, 사운드 방송, 텔레비전), XNUMX차적으로 ESHF 전송, 글로벌 내비게이션 위성 시스템 GLONASS(러시아) 및 GPS(미국). 라디오 아마추어를 포함한 많은 소비자의 경우 시간 신호를 확인하는 것이 흥미로울 수 있습니다. 사운드 방송 네트워크를 통해 전송되는 SPV("6포인트")와 State Time의 특수 LW 라디오 방송국 RBU를 통한 ESCHV 전송 및 10.(66)kHz의 주파수에서 6kW의 전력 방사로 작동하고 현재 시간 값에 대한 코드화된 정보를 포함하는 첫 번째 텔레비전 프로그램에 따라 작동하는 러시아의 주파수 서비스. 사운드 방송 네트워크를 통해 전송되는 SPV는 하루 중 시간에 대한 메시지로 인해 증가된 정보 콘텐츠를 전달합니다. 이 신호는 판독값을 확인하고 기술 및 가정용으로 시계를 자동으로 동기화하도록 설계되었습니다. 그들은 1000Hz의 충전 주파수를 가진 100개의 무선 펄스 그룹을 나타냅니다. 처음 100개의 펄스는 각각 560ms의 지속 시간을 갖습니다. 여섯 번째 펄스의 지속 시간은 t = (20 + 100h) ms 식에 따라 20 ms에서 21 ms 후 0,3 ms까지 모스크바 시간의 시간 값에 따라 달라집니다. 여기서 h는 현재 값입니다. 시간. 여섯 번째 펄스의 시작은 시간의 시작에 해당합니다. 두 번째, 세 번째, 네 번째 및 다섯 번째 SPW 라디오 펄스에서 오디오 방송 채널 및 경로의 자동 제어를 위해 최대 SPW 레벨보다 0,5dB 낮은 레벨의 정현파 진동 형태로 신호를 추가로 전송할 수 있습니다. SST의 시간 오차는 러시아의 유럽 지역에서 수신될 때 XNUMX초를 초과하지 않으며 나머지 국가에서는 XNUMX초를 초과하지 않습니다. RBU 라디오 방송국은 DXXXW 유형의 신호를 사용하여 시간과 주파수는 물론 코딩된 정보를 전송합니다(그림 1).
이 신호는 주파수가 66.(6)kHz인 정현파 형태의 반송파 발진이며 매 100ms x 5ms마다 중단됩니다. 중단 후 매 10ms마다 반송파 발진은 부반송파 주파수가 80 또는 100Hz이고 변조 지수가 312,5인 정현파 신호에 의해 0,698ms 동안 협대역 위상 변조됩니다. 신호의 위상 변조는 디지털 방식으로 수행되며 위상 변조된 신호 위상의 평균값이 변조가 없을 때 반송파 진동의 위상과 동일한 방식으로 수행됩니다. 부반송파 주파수가 312,5Hz인 신호는 초 및 분 표시를 표시하는 데 사용되며, 두 번째 표시에서 계산된 첫 번째 및 두 번째 100ms 간격으로 시간 척도에 대한 정보를 전송할 때 이진 코드 십진 코드로 단위를 표시하는 데 사용됩니다(참조 아래에). 100Hz의 부반송파 주파수를 가진 신호는 정보 전송 중에 BCD 코드에서 80을 표시하고 정보 전송이 없는 XNUMXms 간격을 모두 채우는 데 사용됩니다. 주파수 기준 신호(EFS)는 방출된 신호의 직접 반송파 진동이며, 평균 일일 주파수 값은 주파수 단위의 크기와 일치하며, 주 표준 시간 및 주파수에 의해 2 x 이하의 오류로 재생됩니다. 10-12. 그림에서 볼 수 있듯이 신호 포락선은 5Hz의 주파수에서 10ms 컷인됩니다. 이러한 삽입은 참조 시간 신호(ESV)입니다. RBU 무선국 ESP의 특성점은 타이 인의 상승 전선의 변곡점이며 오차가 10μs를 초과하지 않는 조정된 러시아 원자 시간 척도 UTS(SU)와 일치합니다. 이 경우 신호의 두 번째 표시는 80Hz의 부반송파로 표시된 312,5ms 간격 앞에 있는 삽입입니다(그림 1). 분 마크는 두 번째 마커 앞에 312,5개의 80ms 간격의 2Hz 부반송파를 추가로 마킹하여 식별합니다.신호의 정보 구조는 그림과 같습니다. XNUMX.
ESChV의 일부로 전송되는 시간 코드는 두 가지 유형의 코드를 기반으로 구축됩니다. 위치 단위 - UTC와 UTC 스케일 UT1-UTC 간의 차이 값을 전송하기 위한 코드와 패리티가 있는 이진 십진수 - 기타 정보 전송을 위해. 코드 요소는 두 번째 마크에서 세는 첫 번째 및 두 번째 100ms 간격으로 반송파 변조를 사용하여 매초마다 전송됩니다. 풀 타임 코드 형식은 120개의 요소(첫 번째 60ms 간격에 100개 요소, 두 번째에 60개 요소)를 포함하며 1분 주기로 전송됩니다. 분 주기의 시작(분 표시)은 100번째 및 3번째 XNUMXms 간격의 추가 표시로 식별됩니다. 시간 코드 형식과 전송된 정보의 내용은 그림에 그래픽으로 표시됩니다. 삼.
시간의 현재 값에 대한 정보는 "겨울"시간 동안 3 시간과 동일한 표준시를 기준으로 UT 보정을 사용하여 모스크바 시간 척도로 전송되는 시간 (h) 및 분 (m)으로 표시됩니다. 기간 및 4시간 - "여름철" 기간 동안 "시간. 달력 날짜 정보에는 현재 세기의 값(Y), 현재의 월 값(M), 일의 값(dm) 및 일련 번호 값이 포함됩니다. 요일(dm). 율리우스력 날짜 정보는 수정 율리우스력 수치의 최하위 12자리인 단축 날짜(TJD)를 포함합니다(율리우스력 날짜는 BC 1년 4713월 XNUMX일 XNUMX:XNUMX UT부터 연속적으로 계산된 일수입니다. ). RBU 라디오 방송국에서 방출하는 ESChV는 하루에 (3000 ... 1)x50-10의 오류가 있는 최대 12km 거리에서 매우 안정적인 생성기(양자 주파수 표준, 석영 생성기)를 비교하고 최대 거리에서 시계 동기화를 제공합니다. ESHF 수신 조건 및 사용된 수신 신호 장비에 따라 최대 1000, 0,03 ... 2ms의 오류가 있는 XNUMXkm. 보다 정확한 시간 및 주파수 측정을 제공하기 위해 ESHF가 사용되며 지상파 및 위성 TV 채널을 통해 텔레비전 신호의 일부로 전송됩니다. ESChV에는 ESCH, ESV 및 현재 시간 값의 코드 신호가 포함됩니다. 이 신호는 각 홀수 필드의 여섯 번째 라인에서 전송됩니다. 신호의 모양과 여섯 번째 줄의 위치는 그림에 나와 있습니다. 4.
입력 신호의 범위는 전체 비디오 신호 범위의 G.35±0,05입니다. 여섯 번째 줄은 세 개의 간격으로 나뉘며 각각 고유한 유형의 신호가 있습니다. ECH의 전송을 위해 15μs 지속 시간의 I 간격이 사용됩니다. ESC는 15MHz의 주파수에서 1개의 진동 주기로 구성된 버스트로 전송되며 버스트에서 항상 양의 반파로 시작합니다. 모스크바 ESP의 상대적 일일 오류는 2 · 10-12를 초과하지 않습니다. ESP의 전송을 위해 두 번째 간격은 12μs의 기간으로 의도됩니다. 시간 척도에 대한 정보는 ESP 전선의 중간에 해당하는 특성 지점에 전달됩니다. 시간 위치는 0,5 µs 이하의 오차로 UTC(SU) 스케일과 일치합니다. ESP 반복 주파수는 1Hz이고 상승 전선의 지속 시간은 20ns입니다. 현재 시간 값인 TZV(h, min, s)에 대한 코딩된 정보를 전송하기 위해 15μs 지속 시간을 갖는 III 간격이 사용됩니다. TVT에 대한 정보는 다양한 주파수의 무선 펄스를 사용하여 5프레임(전체 주기 - 24초당 25프레임)에 대한 이진 십진수 코드(그림 1)를 사용하여 전송됩니다. 로그에 해당하는 신호의 주파수입니다. 1MHz와 동일한 1,66코드, 로그. 0은 2,5MHz의 주파수에 해당하며 1번째 프레임에서 25MHz의 주파수를 갖는 무선 펄스는 주기 종료 신호의 마커로 사용됩니다. 잡음 내성을 향상시키기 위해 패리티 검사 비트 Rs, Rmin 및 Rch가 TZV 코드에 도입되었습니다. TZV 코드는 전체 전송 시간 동안 연속적으로 1초 주기로 전송됩니다.
첫 번째 ORT 채널의 여섯 번째 텔레비전 신호 라인에 ESCHV를 형성하고 입력하는 중심점과 위성 채널 "Orbit 2, 3, 4"를 통해 전송되는 복제본은 기술 텔레비전 센터(Moscow, Ostankino)에 있습니다. 사용된 방법 및 수단에 따라 텔레비전 ESChV의 클록 동기화 오류 범위는 0,02 ~ 10μs이고 주파수 비교 오류는 하루에 (1 ... 10) x 10-12입니다. 소비자에게 ESChV를 알리기 위해 러시아 국가 시간 및 주파수 서비스(GSVCh)는 요청 시 여러 가지 특별 게시판을 발행하고 배포합니다. 위에서 볼 수 있듯이 시간과 날짜에 대한 코드화된 정보를 포함하는 한 유형 또는 다른 유형의 ESChV는 거의 러시아 전역에서 사용할 수 있습니다. 이것은 가정용 전파 시계의 개발뿐만 아니라 기업과 도시의 시계를 가능하게 하고, 컴퓨터 네트워크 타이머를 동기화하고, 높은 정확도와 신뢰성으로 측정을 자동화하는 장치를 개발하는 소비자에게 광범위한 분야를 열어줍니다. 이것은 업계에서 현재 ESChV를 사용하여 매우 작은 범위의 장비를 생산하고 있으며 이에 대한 필요성이 크기 때문에 더욱 관련이 있습니다. 업계는 유선 방송 네트워크 (라디오 방송)를 통해 전송되는 "6 포인트"FPV와 "Mayak"프로그램을 방송하는 라디오 방송국에 따라 현재 시간 값이 수정되는 두 가지 유형의 전자 시계 생산을 마스터했습니다. "Radio-1": 1 - 시간 확인 신호 수신기(PSPV-1); 2 - 전원의 시간 및 주파수의 현재 값 미터(IVCh-1). PSPV-1 수신기는 PC/AT 개인용 컴퓨터의 빈 슬롯에 보드를 삽입한 형태로 만들어졌다. 컴퓨터 타이머를 동기화하거나 "시간 참조"하고 이벤트의 시간과 날짜를 등록하는 데 사용됩니다. PSPV-1은 VHF 라디오 방송국에서 신호를 수신하고 시간(시, 분, 초) 및 날짜(년, 월, 일)의 현재 값에 대한 정보를 저장 및 발행하고, SPV 할당, 자동 TZV의 수정(설정), 수신기 타이머에서 모니터 및 ISA 개인용 컴퓨터 버스로 시간 및 날짜 정보 출력, 수신기 타이머에서 컴퓨터 시스템 타이머로 시간 및 날짜 정보 입력(수동 또는 자동 모니터 화면에 수신기의 타이머와 컴퓨터 시스템 타이머의 시간 정보와 그 차이를 표시합니다. 수정 중 여섯 번째 FPV 신호 "6 포인트"의 가장자리 중간을 기준으로 컴퓨터 타이머의 시간 설정 오류는 6초를 초과하지 않습니다. IVCh-1 미터는 마이크로프로세서 모듈의 형태로 만들어졌으며 측정(저장)을 통해 측정 데이터의 후속 전송과 함께 산업 전력 네트워크의 시간, 날짜 및 주파수의 현재 값에 대한 정보를 발행하기 위한 것입니다. 개인용 컴퓨터에 RS-232 포트. 이 장치는 주전원 주파수 측정, 설치, 저장, 스코어보드 표시 및 시간(시, 분, 초) 및 날짜(년, 월, 일)의 현재 값에 대한 정보 출력, 할당을 제공합니다. 자유 시간, 타이머 IVCh-1에서 시간의 현재 값을 자동으로 수정합니다. RS-232 포트를 통해 네트워크의 시간, 날짜 및 주파수에 대한 정보를 출력합니다. IVCH-1에서는 전원 공급 회로의 서비스 가능성, 비상 상황, SPV 수신의 정확성이 표시됩니다. SST에 따른 시간별 보정으로 시간 저장 정확도 - ±20ms, 보정이 없는 경우 - ±2s/day. 업계는 또한 시간 척도를 동기화하거나 "시간 참조"하도록 설계된 SYNCHRONOMETER ChK7-50을 생산하고 시간(시, 분) 및 날짜(년, 월, 일)의 현재 값을 결정하고 수정합니다. RBU 라디오 방송국에서 전송하는 기준 주파수 신호 및 시간을 사용하는 이벤트 순간, IEC 625 인터페이스를 통한 정보 전송. SYNCHRONOMETER ChK7-50은 계측, 천문학, 지구 물리학, 에너지 등에 사용할 수 있습니다. 시간 척도의 자동 동기화 오류는 20µs 이하입니다. 수신기 감도 - 2μV 이상. 저자: V.Borisochkin, S.Kagan, G.Cherenkov, 모스크바 지역 Mendeleev 마을.
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