Современная электроника №7/2021

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 34 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА ◆ № 7 2021 те. На рис. 3 представлен скриншот настройки онлайн радиоприёмника. Интерпретация сигналов точного времени в электронных устройствах Сигнал точного времени принимает- ся в кодированном виде и декодирует- ся аппаратными средствами. Если опу- стить детали декодирования сигнала типичной АМ с применением огиба- ющей сигнала с помощью преобразо- вания Гильберта и сглаживания после фильтрации на выходе, получим сиг- нал почти прямоугольной формы, кото- рый можно наглядно анализировать (см. рис. 4). Упрощённо это выглядит как бито- вая последовательность с относительно простой структурой сигнала. Как вид- но из рис. 5, импульсы поделены на секундные интервалы. К примеру, когда расстояние между импульсами состав- ляет 0,1 с (при длине импульса 0,9 с), к битовой последовательности добавля- ют «0», а если расстояние 0,2 с (длина импульса 0,8 с), то добавляют «1». Конец каждой минуты обозначается импуль- сом длиной 2 с, битовая последователь- ность обнуляется, и заполнение начи- нается заново. В результате получаем последовательность бит, что в конкрет- ном примере для двух минут выглядит таким образом: 0011110110111000001011000001010 000100110010101100010011000; 0001111100110110001010100001010 000100110010101100010011000. В сигнале присутствует дополнитель- ный «слой» данных, где последователь- ность бит закодирована с помощью FМ. Эта дополнительная страховка дела- ет передачу сигналов корректировки времени универсальной и обеспечи- вает устойчивое декодирование дан- ных даже в зоне неуверенного приёма. Биты передаются один раз в 1 с. Таким образом получается 59 бит информации. На рис. 5 представлена схема распределения информации. Поясним данную схему. Первые 15 бит не используются, они зарезер- вированы на случай чрезвычайных ситуаций. Активный бит A1 указывает на то, что с наступлением следующе- го часового периода «хронометраж» переводится на летнее время. Бит А2 указывает, что в следующий час будет добавлена одна дополнительная секун- да, которая используется для коррек- ции времени в соответствии с враще- нием Земли. Остальные биты кодируют часы, минуты и дату. Видно, что деко- дирование может быть организовано совсем несложным способом с приме- нением простых микроконтроллеров по системе электронного подсчёта дли- ны импульсов, сравниваемых с 60 бита- ми, и в конце каждой минуты получа- ется точное время. Варианты развития идеи Синхронизировать время можно посредством GPS-модуля с интерфей- сом RS-432, выдающего информацию о координатах в NMEA, но и в этом спо- собе есть проблемные вопросы, напри- мер, необходимость располагать при- ёмник в условной видимости спутника (желательно нескольких), что не всегда приемлемо. В условиях ограниченно- го помещения можно создать инженер- ное решение в формате беспроводной синхронизации, когда устройство по радиоканалу «раздаёт» сигнал точно- го времени в пределах одного здания, помещения. В условиях ограниченно- го помещения это можно осуществить на частоте 433 МГц с помощью комму- татора Lightcom-S100-8 с интерфейсом Таблица 4. Формат временно ′ го кода Секунда Информационный бит № 1 Информационный бит № 2 Секунда Информационный бит № 1 Информационный бит № 1 Вес бита Значение Вес бита Значение Вес бита Значение Вес бита Значение 00 1 Всегда «1» 1 Всегда «1» 30 4 Год (00–99) 8 Укороченная Юлианская дата TJD (0000–9999) 01 0 Не используется, всегда «0» +0,1 DUT1 (+0,1…+0,8 с) Позиционно-единичный код 31 2 4 02 0 +0,2 32 1 2 03 +0,02 dUT1 (+0,02…+0,10 с) Позиционно- единичный код +0,3 33 10 Месяц (01–12) 1 04 +0,04 +0,4 34 8 0 Не используется, всегда «0» 05 +0,06 +0,5 35 4 0 06 +0,08 +0,6 36 2 0 07 +0,10 +0,7 37 1 0 08 0 Не используется, всегда «0» +0,8 38 4 День недели 1 = Понедельник 7 = Воскресенье 0 09 0 –0,1 DUT1 (–0,1…–0,8 с) Позиционно-единичный код 39 2 0 10 0 –0,2 40 1 0 11 –0,02 dUT1 (–0,02…–0,10 с) Позиционно-единичный код –0,3 41 20 День месяца (1–31) 0 12 –0,04 –0,4 42 10 0 13 –0,06 –0,5 43 8 0 14 –0,08 –0,6 44 4 0 15 –0,10 –0,7 45 2 0 16 0 Не используется, всегда «0» –0,8 46 1 0 17 0 0 Не используется, всегда «0» 47 20 Час (00–23) 0 18 ± Δ UT Разность между московским временем и UTC, выраженная целым количеством часов. С 26.10.2016 Δ UT = +3 8000 Укороченная Юлианская дата TJD (последние 4 цифры модифицированной Юлианской даты) (0000– 9999) 48 10 0 19 10 4000 49 8 P1 TJD (биты 18–25) Биты проверки на чётность 20 8 2000 50 4 P2 TJD (биты 26–33) 21 4 1000 51 2 0 Не используется, всегда «0» 22 2 800 52 1 0 23 1 400 53 40 Минута (00–59) P3 Δ UT (биты 18–23) 24 0 Не используется, всегда «0» 200 54 20 P4 Год (биты 25–32) 25 80 Год (00–99) 100 55 10 P5 Месяц+день недели (биты 33–40) 26 40 80 56 8 P6 День (биты 41–46) 27 20 40 57 4 P7 Час (биты 47–52) 28 10 20 58 2 P8 Минута (биты 53–59) 29 8 10 59 1 0 Не используется, всегда «0» Примечание: закрашенные биты – фиксированные.