Устройство для передачи телеизмерительной информации

 

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОР «АЦИИ по SB т. св. 551687, отличающее с я тем, что, с целью повыше ния точности устройства, в него вве дены блок сравнения, триггер, блок выбора калибровочного сигнала, ключ и вторые ключевые элементы, первые входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков, вторые входы - к соответствующим вторым управляющим выходам анализатора погрешностей , выходы вторых ключевых элементов через блок выбора калибровочного сигнала подключены к первому входу ключа, информационный вы ход анализатора погрешностей пОдклю чен к первому входу блока сравнения , второй вход которого подключен к входу уставок, выход блока сравне ния соединен с информационным входом триггера, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу распределителя, прямой выход триггера подключен к управляющему входу анализатора погрешностей, инверсный выход к второму входу ключа, выход которого подключен к входу аналогового модулятора. 2, Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок выбора калибровочного сигнала содержит источник калибровочного напряжения , делитель напряжения, элемент сравнения, элемент НЕ, ключи и шину нулевого потенциала, выход источника калибровочного напряжения соединен с первым входом первого KJHOча . и через делитель напряжения с первым входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен через элемент НЕ с вторым входом первого ключа и непосредственно с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выходы ключей и второй вход элемента сравнения соединены соответственно с выходом и входом блока выбора калибровочного сигнала.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„SU„„0 059 А

3(59 G 08 С 19 28

i

ij

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВторСК0Му саидкткльСтву

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61 ) 551687 (21) 3517537/18-24 (22) 03.12.82 (46) 30.01.84. Вюл.Р 4 (72) Л.Г.Журавин, С.Д.Рубцов и Е.И.Се.— менов (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им.В.И.Ульянова (Ленина) (53) 621.398(088.8) (54)(57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛН ПЕРЕДАЧИ

ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОИ ИНФОРМАЦИИ по авт.св. !. 551687 о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности устройства, в него введены блок сравнения, триггер, блок выбора калибровочного сигнала, ключ и вторые ключевые элементы, первые входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков, вторые входы — к соответствующим вторым управляющим выходам анализатора погрешностей, выходы вторых ключевых элементов через блок выбора калибровочного сигнала подключены.к первому входу ключа, информационный выход анализатора погрешностей подклю- чен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к входу уставок, выход блока сравнения соединен с информационным входом триггера, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу распределителя, прямой выход триггера подключен к управляющему входу анализатора погрешностей, инверсный выход — к второму входу ключа, выход которого подключен к входу аналогового модулятора.

2. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что блок выбора калибровочного сигнала содержит источник калибровочного напряжения, делитель напряжения, элемент сравнения, элемент НЕ, ключи и шииу нулевого потенциала, выход источника калибровочного напряжения сое- И динен с первым входом первого клю- Е ча. и через делитель напряжения с, первым входом элемента сравнения, "выход элемента сравнения соединен через элемент НЕ с вторым входом первого ключа и непосредственно с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выходы ключей и второй вход элемента сравнения соединены соответственно с выходом и входом блока выбора калибровочного

1070593 посредственно с первым входом второго ключа, второй вход которого подключен к шине нулевого потенциала, выходы ключей и второй вход элемента сравнения соединены соответственно с выходом и входом блока выбора калибровочного сигнала.

На Фиг.1 предстанлена Структурная схема устройства для передачи телеИзобретение относится к телеизмерениям и может использоваться в телемеханике, радиотелеметрии дальней связи.

По основному авт.св. 9 551687 известно устройство, содержащ е дат- 5 чики, выход каждого из которых подключен к первым входам соответствующих преобразователя погрешности аппроксимации и ключевого элемента, вторые входы одноименных преобраэо. вателей погрешности аппроксимации— и ключевых элементов объединены и . подключены к управляющим выходам анализатора погрешностей, выходы преобразователей погрешности аппроксимации соединены с информационными входами анализатора погрешностей, выход генератора импульсов подключен к входу распределителя, управляющий выход которого соединен с соответствующими входами ана- 20 лизатора погрешностей и блока синхронизации, выход которого подключен к первому входу передатчика, первые входы элементов И подключены к соответствующим выходам распредели- 25 теля, вторые входы элементов И соединены с адресными выходами анализатора погрешностей, выходы элементов И через элемент ИЛИ подключены к первому входу аналогового модулято- gp ра, выходы ключеных элементов объединены и подключены к второму входу аналогового модулятора, выход которого подключен к второму входу передатчика, 35

В устрбйстве сигналы датчиков подвергаются адаптивной коммутации.

При этом каждый преобразователь погрешности аппроксимации на своем выходе Формирует сигнал, пропорциональный аппроксимации по выбранному алго-4О ритму. Анализатор погрешностей по сигналу с выхода распределителя выбирает преобразователь погрешности аппроксимации и соответственно канал с максимальным значением погрешности 45 аппроксимации и подключает выходной сигнал выбранного канала (датчика) через ключевой элемент к информационному входу аналогового модулятора.

Однонременно с этим анализатор погре-5О шностей сбрасывает в нулевое состояние выбранный преобразователь norpeaiности аппроксимации и Формирует параллельный код номера выбранного канала, поступающий на входы элементов

И. На выходах распределителя импульсов, соединенных с другими входами элементов Ч, последовательно появляются сигналы, При этом на управляющий вход аналогового модулятора через элемент ИЛИ поступает последова- 60 тельный код опрашиваемого в данном цикле канала. При наличии единицы в соответствующем разряде в-канал связи передается на данном такте ин-.

Формапия в аналоговой форме о выходном сигнале опрашиваемого датчика, а при наличии нуля — некоторый условный аналоговый сигнал или ничего не передается. После передачи таким образом последовательного кода адреса и информации о величине выходного сигнала опрашиваемого датчика анализатор погрешностей по сигналу с выхода распределителя ннонь дейстнует вышеуказанным образом и цикл повторяется. Началу передачи непосредственно измерительной информации предшествует передача сннхронизирующих посылок, формируемых блоком синхронизации в начале каждого цикла передачи по сигналу от распределителя.

Недостатком известного устройI ства является низкая точность.

Цель изобретения — повышение точности устройства.

Указанная цель достигается тем, что в устройство для передачи телеизмерительной информации введены блок сравнения, триггер, блок выбора калибровочного сигнала, ключ и вторые ключевые элементы, первые входы которых подключены к выходам соответствующих датчиков, вторые входы— к соотнетствуницим вторым управляющим выходам анализатора погрешностей,выходы вторых ключевых элементов через блок выбора калибровочного сигнала подключены к первому входу ключа, информационный выход анализатора погрешностей подключен к первому входу блока сравнения, второй вход которого подключен к входу уставок, ныход блока сравнения соединен с информационным входом триггера, управляющий вход которого подключен к управляющему выходу распределителя, прямой выход триггера подключен к управляющему нходу анализатора погрешностей, инверсный выход — к второму входу ключа, выход которого подключен к входу аналогового модулятора.

Кроме того, блок выбора калибровочного сигнала содержит источник калибровочного напряжения, делитель напряжения,. элемент сравнения, элемент НЕ, ключи и.шину нулевого потенциала, выход источника калибровочного напряжения соединен с первым входом первого ключа и через делитель напряжения с первым входом элемента сравнения, выход элемента сравнения соединен через элемент НЕ с вторым входом первого ключа и не1070593 нение сигналов от ITITA 2 с IIpH равенстве сравниваемых сигйалов (Я; =Яд „ 1элемент 18 вырабатывает импульс, устанавливающий триггер 19 в состояние "1", элемент И 24 закрывается, счетчик 25 и дешифратор 26

;останавливаются на том канале, погрешность аппроксимации сигнала которого наибольшая. Двоичный код номера выбранного ITITA 2 (канала) снимается с выходов счетчика 25. В ка:честве сигналов управления ключевыми элементами 12 используются сигналы с выходов дегггиФратора 26. Сигналы управления ключевыми элементами 3 и ППА 2 вырабатываются из сигналов с выходов дешифратора 26 после окончания выбора канала при наличии единичного сигнала от триггера

16 (для этого служат элементы И 20 и И 21).

Элемент И 6 служит для преобразования параллельного кода адреса канала в последовательный, распределитель 7 обеспечивает формирование телеизмерительного кадра, распределяя приходящую на его вход последовательность тактовых импульсов так, что они поочередно поступают на каждьгй выход распределителя.

Блок 8 по сигналу от распределителя

7 Формирует синхронизирующие посылки в начале каждого цикла передачи.

Передатчик 9 производит модуляцию какого-либо параметра несущего вЫсокочастотного сигнала и передачу промодулированного сигнала в канал связи. Генератор 10 вырабатывает перио-. дическую последовательность импульсов.

Элемент ИЛИ 11 служит для объединения сигналов от элемента И 6.Ключевые элементы 12 служат для передачи сигналов датчиков на вход блока 13. Блок 13 обеспечивает выбор из двух калибро" вочных сигналов - vm и "0" (величина

Ч„, соответствует максимальному значению сигнала с датчиков) - одного, наиболее отличающегося от измерительного сигнала, поступающего на его вход. Блок может быть построен, как показано на фиг.3, и содержит источник 27 калибровочного напряжения Ч ггг делитель 28 напряжения с коэффициентом деления, элемент 29 сравнения,.— элемент НЕ 30, ключи 31. Сигнал, поступающий на вход блока 13, сравниВаЕтСЯ С Ч,„/, ЕСЛИ Чв„>Ч,ггпу, тО На выход блока ЪЗ поступает 0",в противном случае V

Ключ 14 служит для передачи калибровочного сигнала на вход аналогового модулятора.

Блох служит для сравнения сигнала, пропорционального максимальной погрешности вггпроксимапии, с некоторой уставког» 8 и формирования логического. сигнала,результата сравиения.

Если Ядщк йд, блок 15 формирует "0", если E«„ + g - "1". Выбор .Е по-, 4L измерительной информаггии) на фиг.2 схема возможной реализаггии анализатора погрешностей; на фиг.3 — то же, блока выбора калибровочного сигнала.

Устройство для передачи телеизмерительной информации содержит дат- 5 чики 1, преобразователи 2 погрешности аппроксимации (ППА), первые ключевые элементы 3, аналоговый модулятор 4, анализатор 5 погрешностей, элементы И б, распределитель 7, блок

8 синхронизации, передатчик 9, генератор 10 импульсов, элемент ИЛИ 11, вторые ключевые элементы 12, блок 13 выбора калибровочного сигнала, ключ

14, блок 15 сравнения, триггер 16.

Датчики 1 предназначены для преобразования информации от объекта в электрический сигнал, например напряжение постоянного тока. ППА 2 предназначены для выработки сигнала (напряжения), пропорционального те- 20 кущему значению погрешности аппроксимации входного сигнала преобразо-, -.вателя 3 определенным полиномом.

Ключи 3 служат для передачи сигналов датчиков на вход аналогового мо- 25 дулятора в соответствии с сигналами управления от анализатора 5, модулятор 4 предназначен для преобразования аналоговых сигналов в определяемый способом построения 30 модулятора параметр (амплитуду импульса, ширину импульса, частоту следования импульсов, временной интервал между соседними импульсами и т:д.) на каждом тактовом ин. тервале. При помощи анализатора 5 происходит выделение максимального из поступаюгггих от преобразователей 2 сигналов -Е „, определение номера преобразователя 2 (канал) с Е,ис,с и выработка сигналов управления пре- 40 образователями 2 ключевыми элементами 3 .и 12. Анализатор 5 может быть построен, как показано на фиг.2, и содержит детектор 17 максимального сигнала, элемент 18 сравнения,триг- 45 гер 19, первый элемент И 20, вторые элементы И 21, ключи 22, генератор

23 импульсов, третий элемент И 24, счетчик 25, дешифратор 26.

Анализатор 5 реализует последова- 5() тельно-параллельный способ анализа погрешностей аппроксимации в ТИС с адаптивной коммутацией.

Анализатор 5 работает следугошим образом.

Детектор 17 вырабатывает сигнал 55 „, „ равный максимальному из сигналов, поступающих от ППА 2. По сигналу от распределителя 7 начинается выбор

ППА- 2 cEwa c Триггер 19 устанавливается в состояние "0", элемент И 24 60 открывается, сигналы от генератора

23 проходят на счетчик 25, который с помощью дешифратора 26 управляет работой ключей 22. Происходит поочередное открывание ключей 22 и срав- 5

1070593 ясняется ниже. Триггер 16, тактируе,мый фронтом В-триггер, служит для фиксации (на время цикла передачи) сигнала с блока 15.

Устройствб работает следующим образом. 5

Сигналы датчиков 1 поступают на преобразователи 2 погрешности аппроксимации. Выходные сигналы преобразователей 2, пропорциональные текущему значению погрешности аппроксимации в каждом канале, поступают в анализатор 5 погрешностей, на дополнительном информационном выходе которого постоянно вырабатывается сигнал с преобразователей 2 (Ям« )

Этот сигнал в блоке 15 сравнения сравнивается с некоторой установКой Е . Величина E может быть выбра.на при аппроксимации сигнала полиномом Лагранжа степени и из соотношения = д "д I где Е* — заданная погрешность аппроксимации при адаптивной коммутации;

dKA — величина приращения погрешности н некотором канале за счет удлинения интернала аппроксимации на величину, равную периоду адаптивной коммутации н тис-тц.

Значение аЕ можно найти по формуле

1 (" 1! Е

DE

"* (>+!I!

50 где N„ +„- модуль максимум (и+1)-ой производной входного си- 40 гнала.

Так,при n = 0 АЕд = Тц N„°

При таком выборе.Е калибровка

-.(спОсоб калибровки описан ниже) не приведет к увеличению погрешности аппроксимации в ТИС.

Если выполняется соотношение щцс д блок 15 сравнения выдает сигнал "1" и цикл передачи измерительной информации осуществляется следующим образом.

С началом цикла по сигналу от распределителя 7 триггер 16 устанавливается в состояние "1", определяемое сигналом на выходе блока 15 сравнения. На дополнительный вход анализатора 5 погрешностей с прямого выхода триггера 16 поступает единичный сигнал, разрешающий выдачу анализатором 5 сигналов управления на ключевые элементы 3 и преобразователи 2. Ключ 60

14 размыкается сигналом "0" с инверснрго выхода триггера 16. Это приводит к тому, что предлагаемое устройство работает в режиме адаптивной коммутапии (как устройство-прототип); 6g

Анализатор 5 выбирает канал с Я„с,„, подключает иэмеряемь1й сигнал выбранного канала (датчика 1) через ключевой элемент 3 к информационному входу аналогоного модулятора 4, сбрасывает соответствующий преобразователь 2 и выдает код номера выбранного канала на входы элементов И 6. На выходах распределителя 7, соединенных с другими входами- элементов И б, последовательно появляются сигналы, обеспечивающие преобразование параллельного кода от анализатора 5 в последовательный, поступающий через элемент ИЛИ 11 на управляющий вход модулятора 4. При наличии "1" в разряде этого кода модулятор 4 выдает модулированный сигнал (модуляция параметра сигнал-носителя осуществляется в соответствии с измерительным сигналом на информационном входе Мо дулятора), при наличии "0" — условный сигнал или ничего. Сигнал с выхода модулятора 4 поступает в передатчик 9, а с выхода последнего н канал связи. Началу передачи непосредственно измерительной информации предшествует передача синхронизирующих посылок, формируемых блоком

8 синхронизации и в начале каждого цикла передачи. В результате н. канал связи передаются кодовые комбинации, несущие информацию о номере опрашиваемого датчика, а каждая единица кода несет н аналоговой форме информацию о величине выходного сигнала опрашиваемого датчика.

При Я „„„„. (Е) блок 15 сравнения выдает сигнал "0".

С началом нового цикла передачи триггер 16 устанавливается в "0", на дополнительный управляющий вход анализатора 5 поступает сигнал "0", блокирующий срабатывание ключевых элементов 3 и сброс преобразователей

2, ключ 14 замыкается. Это приводит к тому, что анализатор 5 подключает измерительный сигнал выбранного канала через ключевой элемент 12 к блоку 13 нь1бора калибровочного сигнала. Блок 13 вырабатывает калибровочный сигнал ("0" или V ), наиболее отличающийся по величине от измерительного сигнала на его входе (зто необходимо для последующего выделе=ния калибровочных сигналов на приемной стороне}. Калибровочный сигнал поступает на информационный вход модулятора 4 через замкнутый ключевой элемент 14. Параллельный код номера выбранного (в данном случае калибруемого) канала с адресных выходов анализатора 5. поступает на входы элементов И б, преобразуется в последовательный и управляет работой модулятора 4. В результате в какал связи передается последовательный код номера калибруемого ка1070593

/Г15 @pe 7

Составитель Н. Вочарова

Редактор Н. Ковалева Техред О. Неце Корректор И.Муска

Заказ 11686/48 Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", r.Óæãoðîä, ул.Проектная,4 нала, причем каждая единица кода несет в аналоговой форме информацию о величине калибровочного сигнала,т.е.

rrPv K с,„с< Е устройство работает в режиме калибровки: передает калибровочный сигнал в канал, выбранный анализатором 5 погрешностей, калибровочные сигналы передаются вместо избыточных (с точки зрения обеспечения заданной погрешности аппроксимации) отсчетов с датчиков.

Таким образом, предлагаемое устройство обеспечивает повышенную точность передачи телеизмерительной информации благодаря тому, что производится калибровка каждого канала в процессе работы, причем калибровочные сигназп передаются вместо избыточных отсчетов с датчиков и потому не требуется создания дополнительного временного канала. В предлагаемом устройстве передача информации ведется аналоговыми методами, характеризующимися повышенной по сравнению с цифровыми погрешностью. В этом случае применение калибровки наиболее эффективно.