Устройство для передачи телеизмерений с адаптивной коммутацией

 

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ С АДАПТИВНОЙ КОММУТАЦИЕЙ , содержащее датчики, выходы которых подключены к информационным входам первого коммутатора и первым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы которых соединены с инфор ционными входгши второго коммутатора , первый выход которого соединен с первым входом блока выделения мак симума, последний из вторых выходов второго коммутатора соединен с первым входом генератора тактовых импульсов и вторым входом блока выделения максимума, выход которого соединен с первым управляющим входом первого коммутатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с BTopijM управлякхцим входом первого коммутатора и управляхнцим входом второго коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, первый выход которого соединен с первым входом блока считывания, перклй и втррой .выходы которого соединены соответственно с вторым входом генератора тактовых импульсов и выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены детектор максимального сигнала, блок буферной памяти, логический коммутатор , блоки сравнения, формирователь сигналов времени, инверторы, триггер , ключи, элементы И, элемент ИЛ шина задания допустимой погрешности группа ключей и группа элементов И, выходы которых подключены к BTOJKJM входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы датчиков соединешл с соответ ствукхцими входами детектора максимального сигнала и.первыми входами соответствующих ключей группы, выS . ходш которых объединены и, подключены к первому входу первого ключа, вьосод которого объединен с выходом второго ключа и подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, о е выход детектора максимального сиг , нала соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого объединен с первым входом второго блока сравнения и подключен IV9 к первому выходу второго ксвшутатоО ра, выход первого блока сравнения через первый инвертор соединен с 00 первым входом первого элемента И, 4 второй вход второго блока сравнения соединен с шиной задания допустимой погрешности, выход - с первым входом триггера, вторым входом первого эле мента И и первыми входами элементов И группы, торые входы объединены с вторь о1 входами соответствующих ключей группы и подключены к соответствующему второму выходу второго коммутатора, третьи шлходы второго коммутатора соединены с первыми входами блок& буферной ,памяти , выходы которого соединею с рервыми входами логического коммутатора , выход первого элемента И соединен непосредственно с вторым вхог

O9I 01) СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

0849 А

ЗМР G 08 С 19/2

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н ABT0PCH0MV С!ЩДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

flO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬПЧФ (21) 3395580/18-24 (22) 15.02.82 (46) 30.05.83. Бюл. М 20

;.(72) Е.И. Антонюк, В.Я. Артемьев, . А.Ф. Родимов и Р.И. Родимова (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И. Ульянова (Ленина (53) 621.398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство

СССР 9 225036,.кл. G 08 С 19/28, 1967.

2. Авдеев Б.Я., Антонюк Е.М. н др. Адаптивные телеизмеритепьные системы. Под ред. Фремке.Л., Энергонздат, 1981, с. 78-79, рис. 3-13 (прототип). (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

ТЕЛЕИЗИЕРЕНИЙ С АДАПТИВНОЙ КОММУТАЦИЕЙ, содерхащее датчики, выходы ко торых подключены к информационным входам первого коммутатора и первым входам соответствующИх преобразователей погрешности аппроксимации, выходы которых соединены с информационными входами второго коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом блока выделения максимума, последний из вторых выходов второго коммутатора соединен с первым входом генератора тактовых импульсов и вторым входом блока выделения максимума, выход которого соединен с первым управляющим входом первого коммутатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторьэч управляющим входом первого коммутатора и управляющим входом второго коммутатора, аналого-цифровой преобразователь, первый выход которого соединен с первым входом блока считывания, первый и втррой . выходы которого соединены соответственно с вторым входом генератора тактовых импульсов и выходом устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены детектор максимального сигнала, блок буферной памяти, логический коммутатор, блоки сравнения, формирователь сигналов времени, инверторы, триггер, ключи, элементы И, элемент ИЛЙ, шина задания допустимой погрешности группа ключей и группа элементов И, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы датчиков соединены с соответ+ ствукщими входами детектора максимального сигнала и первыми входами соответствукицих ключей группы, вы- g .ходы которых объединены и подключены к первому входу первого ключа, выход которого объединен с выходом второго ключа и подключен к первому входу аналого-цифрового преобразователя, выход детектора максимального сиг- и . нала соединен с первым входом первого блока сравнения, второй вход которого объединен с первым входом второго блока сравнения и подключен к первому выходу второго коемутатора, выход первого блока сравнения через первый инвертор соединен с первым входом первого элемента И, второй вход второго блока сравнения соединен с шиной задания допустимой погрешности, выход - с первым-входом триггера, вторым входом первого,эле- мента И и первыми входами элементов

И группы, вторые вкоды которых объединены с вторыми входами соответствующих ключей группы и подключены к соответствующему второму выходу второго ковжутатора, третьи выходы второго ковееутатора соединены с первыми входами блока буферной,памяти, выходы которого соединены с первыми входами логического комау атора, выход первого элемента И со единен непосредственно с вторым вхо-, 1020849 дом первого ключа, первым входом элемента ИЛИ и вторым входом блока буферной памяти и через второй инвертор — с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, вторые выходы первого коммутатора соединены .с вторыми входами логического коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому

Изобретение относится к телеизмерениям и может быть использовано в телемеханике, радиотелеметрии, дальней связи и в других случаях, где необходимо сокращение объема информации.

Известно передающее устройство телеизмерительных систем (ТИС), основанное на адаптивной коммутации, с параллельным анализом активности каналов, содержащее адаптивные дискретизаторы, схемы памяти моментов появления требований, детектор максимального сигнала, блок выбора канала, устройство памяти адресов, регистр памяти., аналого-цифровой преобразователь (АЦП ) и блок считывания (1g.

Недостатком такого устройства является значительная сложность, а следовательно, и низкая надежность.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является передающее устройство ТИС, основанное на адаптивной коммутации, с последовательным анализом активности каналов, содержащее датчики, выходы которых подключены к первым входам преобразователей погрешности аппроксимации (ППА) и входам первого коммутатора, выходы ППА соединены с входами второго коммутатора, управляющие входы коммутаторов соединены и подключены к выходу генератора тактовых импульсов (ГТИ), первый вход которого соединен с управляющим выходом блока считывания (БС), второй вход ГТИ соединен с управляющим входом АЦП, с управляющим входом блока выделения максимума (БВМ) и последней шиной распределителя второго коммутатора, выход которого подключен к входу

-EBN, выход которого соединен с управляющим входом первого коммутатора, выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход объединен с вторым входом элемента ИЛИ и подключен к последнему из вторых выходов второго коммутатора, выход элемента ИЛИ соединен с вторым входом аналогоцифрового преобразователя, вторые выходы которого соединены с третьими входами логического коммутатора и блока буферной памяти, четвертые входы которых подключены к выходам формирователя сигналов времени, выход первого элемента И соединен с пятыми входами логического комму татора и блока буферной памяти.

2 первый выход которого подключен к входу АЦП, выходы АЦП и другие выхо . ды первого коммутатора подключены к соответствующим входам блока считывания (БС), выход которого соединен с выходом устройства 2 3.

Недостатком известного устрой ства является возможность появления ,больших погрешностей аппроксимации ,0 при высокой активности сигналов датчиков из-за появления очереди, а также передача избыточных отсчетов при низкой активности входных сигналов.

Цель изобретения — повышение точности работы устройства за счет снижения погрешности аппроксимации.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для передачи теле-! измерений с адаптивной коммутацией, 30 содержащее датчики, выходы которых подключены к информационным входам первого коммутатора и первым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы

25 которых соединены с информационными входами второго коммутатора, первый выход которого соединен с первым входом блока выделения максимума, последний из вторых выходов второго коммутатора соединен с первым входом генератора тактовых импульсов и вторым входом блока выделения максимума, выход которого соединен управляющим входом первого коммутатора, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторым управляющим, входом первого коммутатора и управляющим входом второго коммутатора, аналого-,цифровой преобразователь, первый выход которбго соеди40 нен с первым входом блока считывания, первый и второй выходы которого соединены соответственно с вторым входом генератора тактовых импульсов

1020849 и выходом устройства, введены детек-. тор максимального сигнала, блок буферной памяти, логический коммутаоор, блоки сравнения, формирователь сигналов времени, инверторы,. ,триггер, ключи, элементы И, элемент

ИЛИ,.шийа задания допустимой погрешности, группа. ключей и группа элементов И, выходы которых подключены к вторым входам соответствующих преобразователей погрешности аппроксимации, выходы датчиков соединены с соответствующими- входами детектора максимального сигнала и первыми входами соответствующих ключей группы, выходы которых объединены и подключе- 5 ны к первому входу первого ключа; выход которого объединен с выходом второго. ключа и подключен к первому входу аналого-цифрового преобразова» теля, выход детектора максимальногосигнала соединен с первым входом 20 первого блока сравнения, второй вход которого объединен с первым входом второго блока сравнения и подключен к первому выходу второго коммутатора, выход первого блока сравнения 25 через первый инвертов соединен с первым входом первого элемента И, второй вход второго блока сравнения соединен с шиной задания допустимой погрешности, выход — с первым входом триггера, вторым входом первого элемента, И,и первыми входами элементов И группы, вторые входы которых объединены с вторыми входами соответствующих ключей группы и подключе-35 ны к соответствующему второму выходу второго коммутатора, третьи выходы второго коммутатора соединены с первыми входами блока буферной памяти, выходы которого соединены с первыми входами логического коммутатора, . 40 выход первого элемента И соединен непосредственно с вторым входом первого ключа, первым входом элемента

ИЛИ и вторым входом блока буферной памяти.и через второй инвертор — 45 с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к первому выходу первого коммутатора, вторые выходы первого коммутатора соединены с вторыми входами логическо- 50 го коммутатора, выходы которого соединены с вторыми входами блока считывания, первый выход которого соединен с вторым входом триггера, выход триггера соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к первому выходу аналого-цифрового преобразователя, третий вход объединен с вторым- входом элемента ИЛИ и подключен к последнему из вторых выходов второго коммутатора, выход элемента .ИЛИ соединен с вторйм входом анало-. го-цифрового преобразователя, .вторые. выходы которого соединены с третьими входами логического коммутатора 65 и блока буферной .памяти, четвертые входы которых подключены к выходам формирователя сигналов времени, выход первого элемента И соединен с пятыми входами логического коммутатора и блока буферной памяти.

На чертеже представлена структурйая схема передающего устройства ТСИ с адаптивной коммутацией. . Устройство содержит датчики I, преобразователи 2 погрешности аппроксимации (IIIIA ),первый коммутатор

3, второй коммутатор 4, блок 5 выделения .максимума (БВИ ), группу элементов И 6, детектор 7 максимального сигнала, генератор 8 тактовых импульсов (ГТИ ), содержащий reHepaTop

9, триггер 10, элемент И 11, группу ключей 12, первый и второй ключи 13 и 14, первый блок 15 сравнения, второй блок 16 сравнения, первый ииеер-. тор 17, второй инвертор 18, элементы И 19 и 20, элемент ИЛИ 21, триггер 22, блок 23 буферной памяти, блок 24 считывания, логический коммутатор 25, формирователь 26 сигналов времени, аналого-цифровой преобразователь 27 (АЦП ), шину 28 задания допустимой погрешности.

Датчики 1, IIIIA 2, группа элемЕнтов И 6, группа ключей 12 составляют измерительный канал 29.

Устройство работает следующим образом.

Сигналы датчиков 1 поступают на входы IIIIA 2, где формируются напряжения, пропорциональные погрешности аппроксимации по выбранному алгоритму. В зависимости от того, в каком числе каналов 20 погрешность аппроксимации достигла допустимой величины 1..„,, работа устройства подразделяется на три режима.

Первый режим — допустимая погреш ность достигнута только в одном канале -29 и, следовательно, в этом же канале она и наибольшая. В этом случае устройство работает так, что по окончании считывания предыдущего отсчета сигнал от управляющего выхода блока 24 считывания разрешает прохождение импульсов с ГТИ 8 на коммутаторы 3 и 4. Одновременно в единичное состояние устанавливается триггер 22. Коммутатор 4 опрашивает IIIIA 2 и на вход блока 5 выделения максимума поступают напряжения с

ППА 2, пропорциональные погрешности аппроксимации в каждом канале 29.

Блок 5 содержит, например, запоминающую емкость, диод, ключ сброса, импулЬсный усилитель и .пороговый элемент.

При превышении последующего напряжения над предыдущим блок 5 вырабатывает импульс, сбрасывающий коммутатор 3 в начальное положение °

По окончании опроса всех IIIIA 2 коммутатор 4 устанавливается в послед-.

1020849 нее положение, а коммутатор 3 — в положение N-К, где К вЂ” номер ППА, имеющего наибольшее напряжение на выходе; N — число каналов 29 устройства. При этом датчик с К-м номером подключен х IIIIA с номером К и к ключу коммутатора 3 с номером N-К, т.е. первый датчик подключен к первому

ППА и к последнему ключу (с номером

N) коммутатора 3, второй — к второму

ППА н предпоследнему ключу коммутатора 3 и т.д. Таким образом находится канал 29. с наибольшей погрешностью аппроксимации. Запуск АЦП

27 в этом режиме осуществляется через элемент ИЛИ 21 при достижении коммутатором 4 последней шины. Сигнал датчика выбранного канала 29 через коммутатор 3 и ключ 14 поступает на АЦП 27 и после кодирования (по сигналу с АЦП "Конец преобразования") вместе с кодом адреса (снимается инверсный код со счетчика коммутатора 3) и кодом времени поступает на блок 24 считывания, где после преобразования в последовательный код передается в линию связи.

Одновременно при прохождении коммутатором 4 выбираемого канала на входы блока 15 сравнения и на первый вход блока 1б сравнения поступают одинаковые сигналы, соответствующие

Ед.Оба блока сравнения срабатывают так, что триггер 22 устанавливается в нулевое положение и в конце цикла опроса всех преобразователей

2 (ППА 1 отсутствует сигнал "Считывание" от элемента и 19. Из-за инверсии выходного сигнала блока 15 сравнения сигнал "Запись" также не мог быть сформирован. В отличие от прототипа сброс IIIIA 2 выбранного канала производится при прохождении данного канала коммутатором 4 и срабатывании блока 16 сравнения.

Второй режим - погрешность аппроксимации достигла заданной в нескольких каналах 29, в одном канале эта погрешность наибольшая.

В этом случае информация от всех каналов с погрешностью, большей или равной, кроме канала с наибольшей погрешностью, записывается в блок 23 буферной памяти в темпе работы генератора 8, а информация от канала с наибольшей погрешностью аппроксимации непосредственно через блок 24 считывания поступает в линию связи. Этот режим работы устройства осуществляется следующим образом.

По окончании считывания предыдущего отсчета блок 24 считывания выдает сигнал "Пуск" на первый вход генератора 8 и разрешает прохождение импульсов с генератора 9 на коммутаторы 3 и 4. Начинается опрос

IIIIA 2. Одновременно триггер 22 устанавливается в единичное положение.

Третий режим — в данном цикле ни одного канала 29 с погрешностью аппроксимации, достигшей Ед. B этом режиме в линию связи через блок 24 считывания передается информация, записанная в блоке 23 буферной памяти. В этом случае триггер 22 не сбрасывается сигналом от блока 16 сравнения и по окончании опроса всех

ППА 2 на выходе элемента И 19 формируется сигнал "Считывание", поступающий на блок 23 буферной памяти.

Переходы с режима на режим осуществляются автоматически.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет уменьшить погрешность аппроксимации, поддерживая ее на уровне 8, и практически полностью устранить избыточность сообщений. По сравнению с известными устройствами сокращения избыточности

Наибольшее напряжение с выходов ППА устанавливается на выходе детектора

7 Максимального сигнала. Когда на вход блока 16 сравнения поступает напряжение от IIIIA 2 через коммутатор 4, соответствующее Я„, то на

его выходе появляется сигнал "1", сбрасывается триггер 22 в нулевое положение, сбрасывается данный ППА 2 и, если напряжение от ППА 2 не наибольшее, формируется сигнал "Запись" на выходе элемента И 20, поступающий на, блок 23 буферной памяти. При этом открывается ключ 13, запускается через элемент ИЛИ 21

AI1II 27, информация на которой проходит через соответствующий ключ

12 и ключ 13. Одновременно в блок

23 буферной памяти записывается номер канала (адрес ) от дополнительных выходов (например, от счетчика)

20 коммутатора 4 и код времени от формирователя 2б. Одновременно сигнал с выхода элемента И .19 подключает к блоку 24 с помощью логического коммутатора 25 выходы блока 23 бу25 ферной памяти и отключает от блока

24 выходы АЦП 27, адресные выходы коммутатора 3 и выходы формирователя 26 сигналов времени. Так передается один отсчет из блока 23.

После передачи очередного отсчета блок 24 подает сигнал на генератор 8 и начинается новый цикл работы устройства. Если же срабатывает блок

15 сравнения, T.å. появляется канал

29 с наибольшей погрешностью, то информация от него не записывается, так как на элемент И 20 поступает нулевой сигнал от инвертора 17, и .этот канал 29 будет найден так же, 40 как в первом режиме, и информация от негО будет передана непосредст-. венно в линию связи.

1020849

- Составитель Н. Бочарова

Редактор С. Квятковская ТехредС.Мигунова Корректор В. Бутяга .

Заказ 3901/42 Тираж 618 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4 с буферной памятью предлагаемое устройство позволяет передавать экспресс-информацию в натуральном масштабе времени о наиболее быстро менякнцихся (а следовательно, и наиболее важных) параметрах.