專利名稱：無線電廣播中的報時信號的提取電路的制作方法
提高時鐘的準(zhǔn)確性，一直是人類追求的目標(biāo)。隨著社會的發(fā)展，對時鐘的精度要求也越來越高。人類步入高度發(fā)展的信息社會，一切都是快節(jié)奏。對時鐘的準(zhǔn)確性和一致性，提出了更高的要求，現(xiàn)在通常使用的時鐘，大多是指針式石英電子鐘表或數(shù)字式電子鐘表。這類電子鐘表雖然較從前的機械鐘表要準(zhǔn)確得多。但仍有累積誤差和調(diào)整誤差。在許多實際應(yīng)用中時鐘不準(zhǔn)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(zhǔn)是提高普通時鐘的準(zhǔn)確性和一致性的簡單有效的方法。所以提取淹沒在各種干擾信號中的報時信號，就成為實現(xiàn)這一理想的技術(shù)關(guān)鍵。廣播的報時信號，由六聲組成，每一聲都是持續(xù)0.5秒的音頻信號，周期是2秒，其中前五響是800HZ的音頻，最后一響是1600HZ的音頻，最后一響的脈沖前沿就是整點時刻，在報時的同時往往伴有音樂和廣告等的其它廣播。本發(fā)明就是根據(jù)報時信號特征，設(shè)計了“報時信號提取電路”。它能在電臺報時信號的最后一響輸出時標(biāo)脈沖，利用這個脈沖就可實現(xiàn)時鐘的自動較準(zhǔn)。該電路是利用報時信號的頻率，周期、脈寬和計數(shù)等方面的所有可利用的特征而設(shè)計的，保證提取的信號無差錯。
該電路主要由下面幾部分構(gòu)成(1)音調(diào)解調(diào)電路(2)脈幅和脈寬選通電路(3)脈沖再生電路和倒相、延遲及與非門電路(4)計時、計數(shù)電路(5)施密特觸發(fā)器電路其電路邏輯框圖如

圖1所示實施例本發(fā)明根據(jù)上述設(shè)計思想和原理設(shè)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(huán)NE567分別構(gòu)成800HZ和1.6KHZ的音調(diào)解調(diào)電路。在圖2-2中由四電壓比較器LM339構(gòu)成的脈幅和脈寬選通電路，由兩片CMOS時基電路7555構(gòu)成脈沖再生電路，一片四二輸入與非門4011構(gòu)成倒相、延遲和與非門電路。在圖2-1中由另一片4011構(gòu)成隔離驅(qū)動電路，一片四運放LM324(也可用兩片雙運放LM358)構(gòu)成計時、計數(shù)電路和施密特觸發(fā)器。
在圖2-1中通過調(diào)節(jié)P1和P2，分別把A1和A2的解調(diào)頻率剛好調(diào)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干擾。以下的電路要把解調(diào)出來的800HZ的音頻信號中的非報時信號剔除。這要根據(jù)800HZ報時信號的其它特征，如周期2秒，脈寬0.5秒及共五個800HZ的脈沖等。所以先讓解調(diào)出來的800HZ的音頻信號通過如圖2-2所示的由A3A和A3B構(gòu)成的兩級脈幅選通電路。使低幅的干擾信號被濾除。接著讓800HZ信號通過由晶體管N1和其后的積分電路及A3C與A3D構(gòu)成的脈寬選通電路。通過調(diào)節(jié)P3和P4，可使脈寬＜0.5秒的脈沖來到時A3C和A3D都無輸出，剛好等于0.5秒的脈沖只使A3D有輸出，而＞0.5秒脈沖，既使A3C有輸出，又使A3D有輸出。也就是就說，＜0.5秒的脈沖根本通不過，在這一級被濾除，＞0.5秒的脈沖，雖然能通過這一級，但兩路都有輸出，所以到了下一級經(jīng)過脈沖再生后，進入A6D相與后，同樣被濾除。只有剛好等于0.5秒的脈沖才能既通過A3D又能通過A6D被留下來。如圖2-1所示這個脈寬剛好等于0.5秒的800HZ脈沖，隨后又分成兩路，分別通過驅(qū)動隔離電路進入各自的泵電路，再分別進入可重新觸發(fā)的計時電路和由計時電路控制的計數(shù)電路，也就是說只有脈沖間隔剛好等于2秒的脈沖才被計數(shù)，大于或小于2秒的都不被計數(shù)。而且必須是連續(xù)五個脈沖都符合要求時，才能使由LM324的一個運放構(gòu)成的施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，輸出一個低電平，去控制由A1構(gòu)成的1600HZ的音調(diào)解調(diào)器，使它“開門”讓1600HZ的整點報時信號通過它輸出時標(biāo)脈沖。這個由1600HZ的信號解調(diào)出來的方波脈沖前沿就是整點信號，用它可使時鐘同步。
權(quán)利要求
1.報時信號電路的基本設(shè)計思想根據(jù)報時信號的頻率、周期、脈寬和計數(shù)等方面的特征，綜合判斷，使其與干擾信號分離。通過計數(shù)器，連續(xù)計足脈寬0.5秒，周期是2秒的800HZ的報時脈沖后才去打開1800HZ的音調(diào)解調(diào)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(biāo)信號。電路主要由下面五部分組成(1)音調(diào)解調(diào)電路(2)脈幅和脈寬選通電路(3)脈沖再生電路和倒相、延遲及與非門電路(4)計時、計數(shù)電路(5)施密特觸發(fā)器電路。
2.音調(diào)解調(diào)電路。其特征是用兩片銷相環(huán)分別構(gòu)成800HZ和1600HZ的音調(diào)解調(diào)電路。然后，使800HZ的音頻通過脈幅和脈寬選通電路，脈沖再生電路和與非門，再進入計時器和計數(shù)器，使剛好符合800HZ報時信號時序的脈沖進入計數(shù)，并且只有連續(xù)計滿五個脈沖后才能使施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，從而才能打開1600HZ音調(diào)解調(diào)器的門，以便當(dāng)1600HZ的報時信號到來之際使其解調(diào)出方波脈沖，這就是時標(biāo)脈沖。否則，若上述任何一“關(guān)”不被滿足都不能使1600HZ音調(diào)解器的“門”打開。也就不可能輸出時標(biāo)信號。
3.脈幅和脈寬電路。其特征是使800HZ的音頻信號，先通過兩級脈幅選通，濾除幅度較低的干攏信號。幅度較高的信號再送到由晶體管開關(guān)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(diào)整同相端的偏壓使＜0.5秒的脈沖來到時兩個運放均無輸出，等于0.5秒的脈沖只使一個運放有輸出，而＞0.5秒的脈沖使兩個運放都有輸出。
4.脈沖再生電路。特征是由時基電路構(gòu)成兩個脈沖再生電路。其后又由與非門構(gòu)成倒相、延遲及與非門電路。它既能使脈沖成形，又能保證＞0.5秒的脈沖無輸出，而只有剛好等于0.5秒的脈沖才有輸出。
5.計時、計數(shù)電路。其特征是來自脈沖再生電路的信號，又分成兩路，兩路均由非門隔離和驅(qū)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(gòu)成一個可重新觸發(fā)的計時器電路，而另一路的泵電路與積分電路構(gòu)成計數(shù)電路。它的積分電路中的電容器的放電由一個晶體管開關(guān)來控制，而這個晶體管開關(guān)又受計時器后面的運放控制，從而保證只有符合報時脈沖序列的信號才能參加計數(shù)。連續(xù)計滿五個脈沖后，才能使施密特觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，從而打開1600HZ的音調(diào)解調(diào)器的“門”。迎接于正點時刻到來的1600HZ的報時脈沖，同時解調(diào)輸出方波時標(biāo)脈沖。
全文摘要
本發(fā)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征而設(shè)計的。我們知道中央臺的報時信號由六響組成。其中最關(guān)鍵的最后一響的音調(diào)解調(diào)器的門控開關(guān)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(diào)解調(diào)電路(2)脈幅和脈寬選通電路(3)脈沖再生和倒相、延遲及與非門電路(4)計時、計數(shù)電路(5)施密特觸發(fā)器電路該電路可用來對電子時鐘進行的自動校準(zhǔn)，可消除時鐘的累計誤差和調(diào)整誤差，使全國的時鐘準(zhǔn)確而統(tǒng)一。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)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(yōu)先權(quán)日1994年6月4日
發(fā)明者楊桂臣, 張世佩 申請人:楊桂臣