無線電廣播中的報時信號的提取電路的製作方法
2023-06-07 11:40:21 1
專利名稱：無線電廣播中的報時信號的提取電路的製作方法
提高時鐘的準確性，一直是人類追求的目標。隨著社會的發展，對時鐘的精度要求也越來越高。人類步入高度發展的信息社會，一切都是快節奏。對時鐘的準確性和一致性，提出了更高的要求，現在通常使用的時鐘，大多是指針式石英電子鐘錶或數字式電子鐘錶。這類電子鐘錶雖然較從前的機械鐘錶要準確得多。但仍有累積誤差和調整誤差。在許多實際應用中時鐘不準仍然是一個重要問題。利用廣播電臺廣播的報時信號，對時鐘進行校準是提高普通時鐘的準確性和一致性的簡單有效的方法。所以提取淹沒在各種幹擾信號中的報時信號，就成為實現這一理想的技術關鍵。廣播的報時信號，由六聲組成，每一聲都是持續0.5秒的音頻信號，周期是2秒，其中前五響是800HZ的音頻，最後一響是1600HZ的音頻，最後一響的脈衝前沿就是整點時刻，在報時的同時往往伴有音樂和廣告等的其它廣播。本發明就是根據報時信號特徵，設計了「報時信號提取電路」。它能在電臺報時信號的最後一響輸出時標脈衝，利用這個脈衝就可實現時鐘的自動較準。該電路是利用報時信號的頻率，周期、脈寬和計數等方面的所有可利用的特徵而設計的，保證提取的信號無差錯。
該電路主要由下面幾部分構成(1)音調解調電路(2)脈幅和脈寬選通電路(3)脈衝再生電路和倒相、延遲及與非門電路(4)計時、計數電路(5)施密特觸發器電路其電路邏輯框圖如
圖1所示實施例本發明根據上述設計思想和原理設計的一個具體的報時信號提取電路，如圖2-1和圖2-2所示。在圖2-1中由兩片單片鎖相環NE567分別構成800HZ和1.6KHZ的音調解調電路。在圖2-2中由四電壓比較器LM339構成的脈幅和脈寬選通電路，由兩片CMOS時基電路7555構成脈衝再生電路，一片四二輸入與非門4011構成倒相、延遲和與非門電路。在圖2-1中由另一片4011構成隔離驅動電路，一片四運放LM324(也可用兩片雙運放LM358)構成計時、計數電路和施密特觸發器。
在圖2-1中通過調節P1和P2，分別把A1和A2的解調頻率剛好調到1600HZ和800HZ，這樣可首先濾除非800HZ和非1600HZ的音頻信號，排除它們對報時信號的幹擾。以下的電路要把解調出來的800HZ的音頻信號中的非報時信號剔除。這要根據800HZ報時信號的其它特徵，如周期2秒，脈寬0.5秒及共五個800HZ的脈衝等。所以先讓解調出來的800HZ的音頻信號通過如圖2-2所示的由A3A和A3B構成的兩級脈幅選通電路。使低幅的幹擾信號被濾除。接著讓800HZ信號通過由電晶體N1和其後的積分電路及A3C與A3D構成的脈寬選通電路。通過調節P3和P4，可使脈寬＜0.5秒的脈衝來到時A3C和A3D都無輸出，剛好等於0.5秒的脈衝只使A3D有輸出，而＞0.5秒脈衝，既使A3C有輸出，又使A3D有輸出。也就是就說，＜0.5秒的脈衝根本通不過，在這一級被濾除，＞0.5秒的脈衝，雖然能通過這一級，但兩路都有輸出，所以到了下一級經過脈衝再生後，進入A6D相與後，同樣被濾除。只有剛好等於0.5秒的脈衝才能既通過A3D又能通過A6D被留下來。如圖2-1所示這個脈寬剛好等於0.5秒的800HZ脈衝，隨後又分成兩路，分別通過驅動隔離電路進入各自的泵電路，再分別進入可重新觸發的計時電路和由計時電路控制的計數電路，也就是說只有脈衝間隔剛好等於2秒的脈衝才被計數，大於或小於2秒的都不被計數。而且必須是連續五個脈衝都符合要求時，才能使由LM324的一個運放構成的施密特觸發器翻轉，輸出一個低電平，去控制由A1構成的1600HZ的音調解調器，使它「開門」讓1600HZ的整點報時信號通過它輸出時標脈衝。這個由1600HZ的信號解調出來的方波脈衝前沿就是整點信號，用它可使時鐘同步。
權利要求
1.報時信號電路的基本設計思想根據報時信號的頻率、周期、脈寬和計數等方面的特徵，綜合判斷，使其與幹擾信號分離。通過計數器，連續計足脈寬0.5秒，周期是2秒的800HZ的報時脈衝後才去打開1800HZ的音調解調器的「門」否則它的「門」是絕不打開的。保證它絕不輸出錯誤的時標信號。電路主要由下面五部分組成(1)音調解調電路(2)脈幅和脈寬選通電路(3)脈衝再生電路和倒相、延遲及與非門電路(4)計時、計數電路(5)施密特觸發器電路。
2.音調解調電路。其特徵是用兩片銷相環分別構成800HZ和1600HZ的音調解調電路。然後，使800HZ的音頻通過脈幅和脈寬選通電路，脈衝再生電路和與非門，再進入計時器和計數器，使剛好符合800HZ報時信號時序的脈衝進入計數，並且只有連續計滿五個脈衝後才能使施密特觸發器翻轉，從而才能打開1600HZ音調解調器的門，以便當1600HZ的報時信號到來之際使其解調出方波脈衝，這就是時標脈衝。否則，若上述任何一「關」不被滿足都不能使1600HZ音調解器的「門」打開。也就不可能輸出時標信號。
3.脈幅和脈寬電路。其特徵是使800HZ的音頻信號，先通過兩級脈幅選通，濾除幅度較低的幹攏信號。幅度較高的信號再送到由電晶體開關電路，積分電路和兩個電壓比較器組成的脈寬選通電路。通過調整同相端的偏壓使＜0.5秒的脈衝來到時兩個運放均無輸出，等於0.5秒的脈衝只使一個運放有輸出，而＞0.5秒的脈衝使兩個運放都有輸出。
4.脈衝再生電路。特徵是由時基電路構成兩個脈衝再生電路。其後又由與非門構成倒相、延遲及與非門電路。它既能使脈衝成形，又能保證＞0.5秒的脈衝無輸出，而只有剛好等於0.5秒的脈衝才有輸出。
5.計時、計數電路。其特徵是來自脈衝再生電路的信號，又分成兩路，兩路均由非門隔離和驅動，還分別有各自的泵電路和積分電路。其中一路的泵電路與積分電路構成一個可重新觸發的計時器電路，而另一路的泵電路與積分電路構成計數電路。它的積分電路中的電容器的放電由一個電晶體開關來控制，而這個電晶體開關又受計時器後面的運放控制，從而保證只有符合報時脈衝序列的信號才能參加計數。連續計滿五個脈衝後，才能使施密特觸發器翻轉，從而打開1600HZ的音調解調器的「門」。迎接於正點時刻到來的1600HZ的報時脈衝，同時解調輸出方波時標脈衝。
全文摘要
本發明涉及的是從無線電廣播的信號中提取報時信號的原理，方法，及具體電路。它是利用報時信號的所有可利用的特徵而設計的。我們知道中央臺的報時信號由六響組成。其中最關鍵的最後一響的音調解調器的門控開關由前五響的信號的提取情況而定，它的工作十分可靠。這個電路主要由下面五部分組成(1)音調解調電路(2)脈幅和脈寬選通電路(3)脈衝再生和倒相、延遲及與非門電路(4)計時、計數電路(5)施密特觸發器電路該電路可用來對電子時鐘進行的自動校準，可消除時鐘的累計誤差和調整誤差，使全國的時鐘準確而統一。在工農業生產和日常生活中有重要意義。
文檔編號H04B1/06GK1114090SQ9410594
公開日1995年12月27日 申請日期1994年6月4日 優先權日1994年6月4日
發明者楊桂臣, 張世佩 申請人:楊桂臣