專利名稱：用于對(duì)體育競賽進(jìn)行計(jì)時(shí)的具有兩種計(jì)時(shí)裝置的系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于計(jì)時(shí)體育競賽的系統(tǒng)，其包括主計(jì)時(shí)裝置和次計(jì)時(shí)裝置。所述兩種計(jì)時(shí)裝置能在一旦為體育比賽給出啟動(dòng)脈沖時(shí)就并行操作。因此在所述計(jì)時(shí)裝置中的一個(gè)出現(xiàn)任何問題的情況下，兩種裝置能提供比賽時(shí)間。
背景技術(shù)：
采用分別具有自己的初始校準(zhǔn)時(shí)基的至少兩種計(jì)時(shí)裝置，對(duì)于計(jì)時(shí)重要的體育競賽已變得必不可少，譬如滑雪比賽。兩種計(jì)時(shí)裝置彼此獨(dú)立地操作，但接收由相同的啟動(dòng)閘門提供的相同比賽啟動(dòng)脈沖。一旦參賽者穿過終點(diǎn)線，所述計(jì)時(shí)裝置還接收相同的用于計(jì)時(shí)比賽的停止脈沖。兩種計(jì)時(shí)裝置的比賽時(shí)間可以按每個(gè)參賽者知道的方式被存儲(chǔ)。另外， 可以在觀眾能看到的顯示屏上顯示一個(gè)或多個(gè)比賽的時(shí)間，尤其是主裝置的時(shí)間。對(duì)于兩種計(jì)時(shí)裝置，對(duì)于每個(gè)時(shí)基只初始進(jìn)行一次校準(zhǔn)，例如在計(jì)時(shí)系統(tǒng)被用于適當(dāng)管理體育競賽之前在工廠內(nèi)進(jìn)行。可以被布置在同一計(jì)時(shí)系統(tǒng)設(shè)備內(nèi)的兩種計(jì)時(shí)裝置的操作保證了在所述裝置之一故障的情況下計(jì)時(shí)的連續(xù)性。但在整個(gè)體育競賽過程中，兩種裝置的時(shí)基可能有微小變化。這可能導(dǎo)致被四舍五入到百分之一或千分之一秒的兩種不同的時(shí)間測(cè)量。因此這是這種類型的需要保證高度計(jì)時(shí)精確性的計(jì)時(shí)系統(tǒng)的缺點(diǎn)。歐洲專利號(hào)1139299A1可以被引用，其公開了一種無線電發(fā)射計(jì)時(shí)系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個(gè)外圍單元，每個(gè)外圍單元設(shè)有時(shí)基和無線電信號(hào)發(fā)射裝置。所述外圍單元被布置在體育競賽的過程或路徑上的不同地方，以便為每個(gè)參賽者記下起始時(shí)間、中間時(shí)間和結(jié)束時(shí)間。如果所述單元相互遠(yuǎn)程地被布置，那么在所述單元之間的時(shí)間偏差是不可避免的。 每個(gè)單元的時(shí)基必須通過無線電或GPS信號(hào)而彼此同步。這要求一種大規(guī)模的基礎(chǔ)設(shè)施以便保證每個(gè)單元的適當(dāng)同步來測(cè)量體育競賽的不同時(shí)間，這形成一種缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此本發(fā)明的目的在于通過提供一種具有至少兩種計(jì)時(shí)裝置的計(jì)時(shí)系統(tǒng)來克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，其中所述計(jì)時(shí)裝置在整個(gè)體育競賽過程中用高度的精確性來保持兩種時(shí)基的相同定時(shí)。因此本發(fā)明涉及上述用于體育競賽的計(jì)時(shí)系統(tǒng)，其包括獨(dú)立權(quán)利要求1中限定的特征。所述計(jì)時(shí)系統(tǒng)的具體實(shí)施例在從屬權(quán)利要求2 - 7中給出。所述計(jì)時(shí)系統(tǒng)的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于兩種時(shí)基彼此同步。優(yōu)選地，第二時(shí)基利用第一時(shí)基進(jìn)行同步。這意味著在兩種計(jì)時(shí)裝置正適當(dāng)操作的情況下，兩種時(shí)基的定時(shí)或時(shí)鐘信號(hào)的頻率可以在整個(gè)操作時(shí)段內(nèi)精確地匹配。從而自動(dòng)地控制時(shí)基的相干性。


基于附圖所示的至少一個(gè)非限制性的實(shí)施例，用于體育競賽的所述計(jì)時(shí)系統(tǒng)的目的、優(yōu)點(diǎn)和特征在下面的說明中將變得更加清楚，其中
圖1簡要示出根據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)系統(tǒng)的兩種計(jì)時(shí)裝置，以及圖2示出根據(jù)本發(fā)明的計(jì)時(shí)系統(tǒng)的次計(jì)時(shí)裝置的第二時(shí)基的各種元件的簡化視圖。
具體實(shí)施例方式在下面的說明中，僅以簡化的方式來描述所述用于體育競賽的計(jì)時(shí)系統(tǒng)的對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員熟知的所有元件。盡管多個(gè)其它計(jì)時(shí)裝置也可以并行連接，但主要參考計(jì)時(shí)系統(tǒng)的兩個(gè)計(jì)時(shí)裝置。圖1簡要示出了計(jì)時(shí)系統(tǒng)1，其打算被用于諸如滑雪比賽的體育競賽。除了其它公知的組件外，計(jì)時(shí)系統(tǒng)1還包括主計(jì)時(shí)裝置2和次計(jì)時(shí)裝置3。主計(jì)時(shí)裝置2包括第一時(shí)基4，而次計(jì)時(shí)裝置3包括第二時(shí)基5。每個(gè)時(shí)基4和5設(shè)有石英振蕩單元，其例如被校準(zhǔn)在IOMHz的數(shù)量級(jí)的頻率。根據(jù)本發(fā)明，第二時(shí)基5和第一時(shí)基4通過由第一時(shí)基4提供的參考定時(shí)信號(hào)CLKref進(jìn)行同步。該參考定時(shí)信號(hào)CLKref可以用IOMHz數(shù)量級(jí)的頻率進(jìn)行限定，并通常等同于由主計(jì)時(shí)裝置2提供的第一定時(shí)或時(shí)鐘信號(hào)CLK_T1。次計(jì)時(shí)裝置3 提供第二定時(shí)或時(shí)鐘信號(hào)CLK_T2，其必須等于第一定時(shí)或時(shí)鐘信號(hào)。以純舉例的方式，一旦被校準(zhǔn)，兩個(gè)時(shí)基4和5之間的頻率偏移或偏差就可能小于 0. 2ppm,而且優(yōu)選小于0. lppm。具有兩個(gè)時(shí)基4和5的兩個(gè)計(jì)時(shí)裝置2和3在啟動(dòng)體育競賽之前被加電，以便保證各個(gè)電子組件的良好穩(wěn)定性。應(yīng)注意，兩個(gè)計(jì)時(shí)裝置2和3可以被安裝在計(jì)時(shí)系統(tǒng)1的相同電子設(shè)備(未示出) 中，而不是在兩個(gè)分開的設(shè)備中。該設(shè)備通常以公知的方式具有不同的出口用于連接到其它電子設(shè)備或其它計(jì)時(shí)裝置，且具有一組按鈕用于激活設(shè)備的某些特定功能。計(jì)時(shí)裝置2 和3中的一個(gè)也可以特別在其中一個(gè)裝置故障時(shí)通過按壓所述裝置的至少一個(gè)相應(yīng)的按鈕來選擇。也可以譬如就哪個(gè)計(jì)時(shí)裝置必須給顯示屏提供比賽時(shí)間來進(jìn)行選擇。具有兩個(gè)操作計(jì)時(shí)裝置2和3的設(shè)備可以具有到啟動(dòng)閘門的電纜或無線連接。一旦啟動(dòng)閘門打開，比賽啟動(dòng)脈沖Imp就被傳送到兩個(gè)計(jì)時(shí)裝置來啟動(dòng)比賽時(shí)間測(cè)量。當(dāng)參賽者穿過終點(diǎn)線時(shí)，用于比賽時(shí)間測(cè)量的停止脈沖(未示出)也被提供到兩個(gè)計(jì)時(shí)裝置2和 3。多個(gè)比賽時(shí)間可以被存儲(chǔ)在每個(gè)計(jì)時(shí)裝置中或與所述兩個(gè)裝置相連的設(shè)備的存儲(chǔ)單元中。圖2示出了計(jì)時(shí)裝置的第二時(shí)基5的各種元件的簡化視圖。第二時(shí)基5通過由第一時(shí)基提供的參考定時(shí)信號(hào)CLKref被同步，使得由第二時(shí)基提供的第二定時(shí)信號(hào)CLK_T2 具有與主計(jì)時(shí)裝置的第一定時(shí)信號(hào)等同的頻率。因此第二時(shí)基5包括一個(gè)通常被稱為PLL的鎖相環(huán)，用于第二時(shí)基5與第一時(shí)基的同步。通常，每個(gè)時(shí)基主要包括一個(gè)參考電壓發(fā)生器Vref 10，其把參考電壓Vref提供給壓控振蕩器VCO 12的輸入端。基于該參考電壓Vref，壓控振蕩器12因此可以產(chǎn)生頻率接近于IOMHz的定時(shí)信號(hào)。所述參考電壓被非常好地控制以便保證每個(gè)定時(shí)信號(hào)的良好頻率精確性。第二時(shí)基5的鎖相環(huán)包括一個(gè)相位和頻率檢測(cè)器13，用于把參考定時(shí)信號(hào)CLKref 與壓控振蕩器12產(chǎn)生的第二定時(shí)信號(hào)CLK_T2進(jìn)行比較。在檢測(cè)器中的該比較的結(jié)果被提供給優(yōu)選為傳統(tǒng)低通濾波器14的過濾元件。但也可以設(shè)想該過濾元件是一種簡單的積分
4器。在參考定時(shí)信號(hào)CLKref和第二定時(shí)信號(hào)CLK_T2之間的初始觀測(cè)偏差通過在低通濾波器輸出端14提供的適配電壓進(jìn)行校正。如果兩個(gè)定時(shí)信號(hào)在啟動(dòng)時(shí)具有相同的頻率，則通常該適配電壓理論上等于0V。在低通濾波器14的輸出端上的適配電壓必須被提供給壓控振蕩器12以便按照所希望的那樣適配第二定時(shí)信號(hào)CLK_T2的頻率。為了達(dá)到這一點(diǎn)，該適配電壓通過常規(guī)加法器11被加到參考電壓Vref上。該適配電壓通過開關(guān)17被提供到加法器11，該開關(guān)在該控制階段被切換成將低通濾波器14連接到加法器11。只要適配電壓低于預(yù)定閾值，鎖相環(huán)便通過開關(guān)17被切換成將低通濾波器14的輸出端連接到加法器11而處于閉合狀態(tài)。第二時(shí)基5還包括被連接到低通濾波器14的輸出端上的電壓比較器15，以便將適配電壓與允許的電壓閾值進(jìn)行比較。如果該適配電壓高于所允許的預(yù)定電壓閾值，那么將控制信號(hào)提供給RS觸發(fā)器16，以便觸發(fā)器斷開開關(guān)17?？刂菩盘?hào)優(yōu)選被施加到RS觸發(fā)器16的復(fù)位輸入端R。由于控制信號(hào)從“0”態(tài)變化到“1”態(tài)，當(dāng)適配電壓高于所允許的閾值時(shí)，控制信號(hào)便把用于控制開關(guān)17的觸發(fā)器輸出端Q置為0。將輸入端Q置為0導(dǎo)致開關(guān)17斷開。當(dāng)RS觸發(fā)器16的輸入端S被置為1時(shí)，開關(guān)17通過從“0”態(tài)變化到“ 1”態(tài)而變?yōu)殚]合。當(dāng)計(jì)時(shí)裝置被加電時(shí)，命令Lo被初始施加到觸發(fā)器16的輸入端S，這有按希望閉合鎖相環(huán)的效果。如上所示，當(dāng)開關(guān)17通過來自觸發(fā)器16的處于“0”態(tài)的輸出端Q的信號(hào)被斷開時(shí)，這導(dǎo)致鎖相環(huán)斷開。在該情形下，電壓χ被加到參考電壓Vref上以便適配由壓控振蕩器12產(chǎn)生的第二定時(shí)信號(hào)的頻率。通常，該電壓χ具有值0V，其對(duì)應(yīng)于壓控振蕩器12的初始校準(zhǔn)狀態(tài)。但當(dāng)鎖相環(huán)處于閉合狀態(tài)時(shí)，可以想見電壓χ被限定在所允許的適配電壓值。 所允許的適配電壓值對(duì)應(yīng)于參考定時(shí)信號(hào)CLKref的頻率和第二定時(shí)信號(hào)的初始頻率之間的允許的頻率偏差。該頻率偏差可以被限定為小于0. 2ppm，優(yōu)選小于0. Ippm0在體育競賽期間，可能出現(xiàn)主計(jì)時(shí)裝置的第一時(shí)基發(fā)生可能導(dǎo)致不正確比賽時(shí)間測(cè)量的問題。在該情況下，參考定時(shí)信號(hào)CLKref的頻率偏離與由壓控振蕩器12產(chǎn)生的第二定時(shí)信號(hào)CLK_T2的初始頻率相對(duì)應(yīng)的初始參考頻率。在低通濾波器14的輸出端上的適配電壓因此超過比較器15的電壓閾值。從而第二定時(shí)信號(hào)的初始頻率純粹是基于被施加給壓控振蕩器12的輸入端的參考電壓Vref。在主計(jì)時(shí)裝置出現(xiàn)問題時(shí)，次計(jì)時(shí)裝置將其自己與該主裝置分離開來，以便用于接下來的所有比賽時(shí)間測(cè)量。由于第二時(shí)基5，由此可以控制主計(jì)時(shí)裝置的適當(dāng)操作。還通過第一時(shí)基象預(yù)期的那樣執(zhí)行與第二時(shí)基5的良好同步。但也可能在次計(jì)時(shí)裝置中發(fā)生問題，使得有必要讓主計(jì)時(shí)裝置來管理定時(shí)。根據(jù)已被給出的說明，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以想出用于體育競賽的所述計(jì)時(shí)系統(tǒng)的多種變型，而不脫離權(quán)利要求書所限定的發(fā)明范圍。
權(quán)利要求
1.一種用于對(duì)體育競賽進(jìn)行計(jì)時(shí)的系統(tǒng)(1)，其包括具有第一時(shí)基(4)的主計(jì)時(shí)裝置 (2)和具有第二時(shí)基(5)的次計(jì)時(shí)裝置(3)，其中兩種計(jì)時(shí)裝置能在所述計(jì)時(shí)系統(tǒng)被使能時(shí)并行地操作，兩種計(jì)時(shí)裝置(2，3)被布置使得所述兩種時(shí)基(4，5)在正常操作模式下彼此同步，其特征在于所述第二時(shí)基(5)利用所述第一時(shí)基(4)進(jìn)行同步。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的計(jì)時(shí)系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述第二時(shí)基(5)包括鎖相環(huán)，其中由所述第一時(shí)基(4)提供的參考定時(shí)信號(hào)(CLKref)與由石英振蕩器(12)產(chǎn)生的第二定時(shí)信號(hào)(CLK_T2)進(jìn)行比較，以便適配所述第二定時(shí)信號(hào)(CLK_T2)的頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的計(jì)時(shí)系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述石英振蕩器(12)是壓控振蕩器， 其由參考電壓發(fā)生器(10)提供的參考電壓(Vref)進(jìn)行初始控制。
4.根據(jù)權(quán)利要求2和3任一項(xiàng)的計(jì)時(shí)系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述鎖相環(huán)包括用于把所述參考定時(shí)信號(hào)(CLKref)的頻率與所述第二定時(shí)信號(hào)(CLK_T2)的頻率進(jìn)行比較的相位和頻率檢測(cè)器(13)、被連接到所述相位和頻率檢測(cè)器(13)的輸出端上以便在輸出端上提供適配電壓的諸如低通濾波器(14)的過濾元件、用于通過在閉合狀態(tài)的開關(guān)(17)接收所述適配電壓的加法器(11)，所述適配電壓被加到所述參考電壓(Vref)上，所述加法器將控制電壓提供給所述壓控振蕩器，所述壓控振蕩器以適配頻率產(chǎn)生所述第二定時(shí)信號(hào)(CLK_ T2)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的計(jì)時(shí)系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述第二時(shí)基(5)包括與所述低通濾波器(14)的輸出端相連接的用于將所述適配電壓與所允許的電壓閾值進(jìn)行比較的電壓比較器(15)、由所述電壓比較器產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行控制的RS觸發(fā)器(16)，其中所述觸發(fā)器 (16)的輸出端(Q)被提供用于在所述適配電壓高于所述比較器(15)的電壓閾值時(shí)斷開所述開關(guān)(17)。
6.根據(jù)權(quán)利要求4的計(jì)時(shí)系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述開關(guān)(17)包括兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端，其中第一輸入端接收來自所述低通濾波器的適配電壓，而第二輸入端接收確定的連續(xù)電壓(X)，在所述開關(guān)(17)的閉合狀態(tài)時(shí)，所述適配電壓在閉合的鎖相環(huán)中被加到所述參考電壓(Vref)上，而在所述開關(guān)(17)的斷開狀態(tài)，所述確定的連續(xù)電壓(χ)在所述鎖相環(huán)處于斷開狀態(tài)時(shí)被加到所述參考電壓(Vref)上。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求5的計(jì)時(shí)系統(tǒng)(1)，其特征在于，所述RS觸發(fā)器(16)的復(fù)位輸入端由所述比較器(5)產(chǎn)生的控制信號(hào)進(jìn)行控制，而且通過用于閉合鎖相環(huán)的另一控制信號(hào) (Lo)控制所述RS觸發(fā)器(16)的被置為1的輸入端。
全文摘要
一種用于對(duì)體育競賽進(jìn)行計(jì)時(shí)的具有兩種計(jì)時(shí)裝置的系統(tǒng)，其包括具有第一時(shí)基的主計(jì)時(shí)裝置和具有第二時(shí)基(5)的次計(jì)時(shí)裝置。兩種計(jì)時(shí)裝置能在所述計(jì)時(shí)系統(tǒng)被使能時(shí)并行地操作。兩種計(jì)時(shí)裝置被布置使得所述第二時(shí)基(5)利用由所述第一時(shí)基產(chǎn)生的參考定時(shí)信號(hào)(CLKref)進(jìn)行同步。所述第二時(shí)基(5)包括鎖相環(huán)(10，11，12，13，14，17)，用于根據(jù)參考定時(shí)信號(hào)(CLKref)的頻率來適配第二定時(shí)信號(hào)(CLK_T2)的頻率。
文檔編號(hào)G07C1/04GK102236917SQ201110104920
公開日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月26日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月27日
發(fā)明者F.布隆多 申請(qǐng)人:瑞士時(shí)序有限公司