Система для передачи телеметрической информации

 

I. СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКСЙ ИНФОРМАЦИИ,содержащая на передакяцей стороне датчики, выходы которых соединены с riepвы вi входами коммутатора, хронизатор, первый выход которого соединен с вторьц4 входом коммутатора,, передатчик, выход которого подключен к входу канала связи, на приемной стороне - приемник, вход которого подключен к выходу канала связи, первый выход приемника соеди1 н с входом генератора, первый выход генератора соединен с входом распределителя импульсов, отличающая с я тем, что, с целью повыгаения достоверности передачи информации, на передающей стороне в нее введены распределитель импульсов, аналогоцифровой преобразователь, ключи, элементы ШШ и блок уплотнения, выход коммутатора соединен с входом аналогоцифрового преобразователя, выходы anaiлого-цифрового преобразователя и распределителя импульсов соединены с первыми и вторыми входами соответствующих ключей, выходы ключей соединены с cooтвeтcтвyкнщ вi входами элементов ИЛИ, выходы элементов ИЛИ и второй выход хронизатора соединены соответственно с першами и втopы ш входами блока уплотнеш я, выход которого соединен с входом передатчика, третий выход хронизатора соеданен с входом распределителя импульсов, на приемной стороне введены форьмрователь импульсов , сумматоры, матричный когФ1утатор, делитель частот«, блок разуплотнения и цифро-аналоговый преобразователь, второй и третий выходы генератора соединены соответственно с входаьш формирователя импульсов и делителя частоты , второй выход приемаяка и выходы формирователя импульсов сое ц1нены соответственно с первыми и вторыми входами сумматоров, И11хода1 сумматоров и распределителя импульсов соедине : соответственно с первыми и вторы « входами матричного коммутатора, амСО ходы которого и (ход делителя частоты соединены соответственно с перtsd выми и вход&ьв блока разу плот О нения, выходы которого соединены 00 с сс ответствуяячими входа м ци4фо-аяалогового преобразователя, выход которого подключен к выходам систе «. 2. Система поп.1,отличаю .щ а я с я тем, что блок уплотнения содержит сумматоры, формирователи импульсов и мажоритарный элемент, выходы формирователей импульсов соеданены с входами соответствующих сумматоров, выходы сумматоров соединены с соответствукяцими входами мажоритарного элемента, вто

СООЭ СО(-"%ТСНИХ

ИЬ

РЕСПУБД4Н (19) (1!) 3(59 С 08 С 19 28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

И ЬВТСВСИСВУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OfÍÐÛÒÜÉ (21) 3521830/18-24 (22) 15.12.82 (46) 07.05.84, Бюл. 9 17 (72) И.Д.Калашников, Б,В.Рощин и В.А.Федотов (71) Московский ордена Ленина и ордена Октябрьской Революции авиационный институт им.Серго Орджоникидзе (53) 62 ) . 398(088. 8) (56) 1 ° Агаджанов П.А.,Горшков Б.М,, Смирнов Г.Д. Основы радиотелеметрии.

М.», Воениздат МО СССР, 1971, с.125, рис.4.1.

2.Основы радиотелеметрии. Под ред.

Агаджанова П.А. М., Воениздат МО СССР, 1971, с.75, рис.3-1 (прототип). (54)(57) 1, СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащая на передающей стороне датчики, выходы которых соединены с первыми вхадаж коммутатора, хронизатор, первый выход которого соединен с втор(ам входом коммутатора,.передатчик, выход которого подключен к входу канала связи, на приемной стороне - приемник, вход которого подключен к выходу канала связи, первый выход приемника соединен с входом генератора, первый выход генератора соединен с входом распределителя импульсов, о т л и ч а ю щ а - я с я тем, что, с целью повышения достоверности передачи информации, на передающей стороне в нее введены распределитель импульсов, аналогоцифровой преобразователь, ключи, элементы ИЛИ и блок уплотнения, выход коммутатора соединен с входом аналого-. цифрового преобразователя, выходы ана лого-цифрового преобразователя и рас" пределителя импульсов соединейы с первыми и вторыми входами соответствующих ключей, выходы ключей соединены с соответствукнцими входами элементов

ИЛИ, выходы элементов ИЛИ н второй выход хрониэатора соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока уплотнения, выход которого соединен с входом передатчика, третий выход хронизатора соединен с входом распределителя импульсов, на приемной стороне введены формирователь импульсов, сумматоры, матричный коммутатор, делитель частопа, блок разуплотнения и цифро-аналоговый преобразователь, второй и третий выходы генератора сое- i динены соответственно с входами формирователя импульсов и делителя частоты, второй выход приемника и выходы формирователя импульсов соединены соот" ветственно с первыми и вторыми входеми сумматоров, выходы сумматоров и распределителя импульсов соединена соответственно с первыми и вторы(ж дд входами матричного коммутатора, вы-, ходы которого и ж4код делителя частоты соединены соод(ветственно с первыми и вторыми входами блока разуплот" нения, выходы которого соединены АР с соответствующими входами цифро-ана- Об логового преобразователя, выход которого подключен к выходам система.

2. Система по п.l о т л и ч а ю.щ а я с я тем, что блок уплотнения содержит сумматоры, формирователи импульсов и мажоритарный элемент, выходы формирователей импульсов соединены с первыми входами соответствующих сумматоров, выходы сумматоров соединены с соответствующими входами мажоритарного элемента, вто рые входы сумматора, входы формирователей импул .сов и выход мажоритарного элемента подключены соответственно к первым и второму входак и к выходу блока уплотнения, 3. Система по п.1, о т л и ч а ющ а я с я тем, что элок разуплотнения содержит счетчики и ::ороговые элементы, выходы счетчиков соединены с первыми входами соответствующих пороговых элементов, первые. входы счетчиков и выходы пороговых элементов подключены соответственно к первым входам и к выходам блока разуплотнения, вторые входы счетчиков и пороговых элемен1,эв объединены и подключены к второму входу блока разуплотнения.. Изобретение относи гся к радиотехнике и связи, в частности к телеметрии, и может быть использовано в многоканальных системах передачи информации и в сетях связи, Известна система для передачи телеметрической информации, соцержащая на передающей стороне датчика„ генераторы поднесущих частот, генератор несущей .частоты, модулято- ры, фильтры, сумматор и передатчик,, а н приемной стороне — приемники, демодуляторы, фильтры и регистрирующий блок L l g.

Наиболее близкой по технической сущности к предлагаемсй является система для передачи телеметрической информации,, содержаща на передающей стороне хронизатор„ первый и второй выходы которого соединены соответ- э ственно с первым и через распределитель импульсов с втсрыми входами источника информации, выход источни-о ка информации через передатчик соединен с входом канала связи, на 2 приемной стороне вход приемника соединен с выходом канала связи, выход паиемника — с входами генератора, пер-, вого регистрирующего блока и с первыми входами распределителя импульсов и потребителя инфс рмации, выход генератора соединен с вторым входом распределителя импульс.ов, выход каток рого соединен с вторык входом потребителя информации 23.

Недостатком известных систем является низкая достоверность передачи информации, Цель изобретения — повышение дос-. товерности передачи информации путем улучшения использования динамического диапазона сигнала в канале связи.

Поставленная цель достигается тем, что в систему для передачи телеметрической информации, содержащую на передающей стороне датчики, выходы которых соединены с первыми входами коммутатора, хронизатор, первый выход которого соединен с вторым входом коммутатора, передатчик, выход которого подключен к входу канала связи, на приемной сторон — приемник, вход которого подключен к выходу канала связи, первый выход приемника соединен с входом генератора, первый выход генератора соединен с входом распределителя импульсов, на передающей стороне введены распределитель импульсов, аналого-цифровой преобразователь, ключи, элементы ЮЫ и блок уплотнения, выход коммутатора соединен с входом аналого-цифрового преобразователя, выходы аналогоцифрового преобразователя и распределителя импульсов соединены с первыми и вторыми входами соответствующих ключей, выходы ключей соединены с соответствующими входами элементов

ИЛИ, выходы элементов ИИ и второй выход хронизатора соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока уплотнения, .выход которого соединен с входом передатчика, третий выход хронизатора соединен с входом распределителя импульсов, на приемной стороне введены формирователь импульсов, сумматоры, матричный коммутатор, делитель частоты, блок разуплотнения и цифро-аналоговый преобразователь, второй и третий выходы генератора соединены соответственно с

109 1208 входами формирователя импульсов и делителя частоты, второй выход приемника и выходы формирователя импульсов соединены соответственно с первыми и вторыми входами сумматоров, выходы сумматоров и:рас еделителя импульсов соединены соответственно с первыми и вторыми входами матричного коммутатора, выходы которого и выход делителя частоты соединены соответственно с первыми и вторыми входами блока разуплотнения, выходы которого соединены с соответствующими входами цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к выходам системы. 15

Блок уплотнения содержит сумматоры формирователи импульсов и мажоритарный элемент, выходы формирователей импульсов соединены с первыми входами соответствующих сумматоров, выходы сумматоров соединены с соответствующими входами мажоритарного элемента, вторые входы сумматора, входы формирователей импульсов и выход мажоритарного элемента подключены соответственно к первым и второму входам и к выходу блока уплотнения.

Блок разуплотнения содержит счетчики и пороговые элементы, выходы счетчиков соединены с первыми входами соответствуюшИх пороговых элементов, первые входы счетчиков и выходы пороговых элементов, подключены соответственно к первым входам и к выходам блока разуплотнения, вторые входы счетчиков и пороговых элементов объединены и подключены к второму входу блока разуплотнения.

На фиг.l приведена структурная схема передающей части системы; на фиг. 2 — то же, приемной части;. на фиг. 3 — то же, блока мажоритарного уплотнения; на фиг.4 — то же, бло-. ка разуплотнения; на фиг.5 — эпюры напряжений, поясняющие работу пе- 4> редающей части системы; на фиг.6— эпюры напряжений, поясняющие работу приемной части сис емы, Передающая часть системы (фиг. 1) содержит источник 1 информации б

1 включающий датчик 2 и коммутатор 3, хронизатор 4 в который входят делитель 5 частоты и генератор 6 тактовых импульсов, аналого-цифровой преобразователь 7, распределитель 8 импульсов,55 ключи 9, элементы ИЛИ 10, блок 11 мажоритарного уплотнения и передатчик 12.

Приемная часть (фиг. 2) содержит приемник 13, генератор 14 тактовых импульсов, формирователь 15 импульсов, сумматоры 16 ло модулю два, распределитель 17 импульсов, матричный коммутатор 18, делитель 19 частоты, блок

20 разуплотнения и цифроаналоговый преобразователь 21.

Блок 11 мажоритарного уплотнения (фиг,З) содержит сумматоры 22 по модулю два, формирователи 23 импульсов и мажоритарный элемент 24.

Блок 20 разуплотнения (фиг.4) содержит счетчики 25 и пороговые элементы 26.

Система работает следующим образом.

На передающей части системы генератор 6 вырабатывает импульсы Б так1 товой частоты и синхронизирует работу соответствующих блоков 5,8 и 11 системы. В делитель 5 частоты вырабатывается импульс U<, поступающий на управляюи ий вход коммутатора 3. Последний подключает датчик 2, аналоговая информация с которого передается на вход аналого-цифрового преобразователя 7, На выходе преобразователя преобразователя формируется код в параллельной форме с длительностью разрядного символа, равной периоду повторения импульсов Ь2.

Предположим, что преобразователь 7 вырабатывает шестиразрядный код

110101, разрядные символы которого представлены соответствующими зпюрами напряжений Б - Ug.

Указанные шесть разрядов кода поступают на входы ключей 9. Одновременно на выходе распределителя 8, работа которого засинхронизирована от генератора 6, формируется шесть (по числу разрядов информационного кода) распределительных импульсов положительнои полярности U

Длительность управляющего импульса U g коммутирующего информационный символ первого (старшего) разряда, равна двенадцати периодам импульса U U коммутирующего информационный символ второго разряда, — десяти периодам импульса U1, а длительности коммутирующих информационных символов третьего, четвертого, пятого и шестого разрядов — соответственно восьми, шести, четырем и двум периодам импульca " (эпюры U1g, 11< U12ý U10 ) 1091 208

Запуск и сброс распределительного импульса первсго разряда производится соответственно задним и передним фронтами распределительного импульса шестого разряда, запуск и сброс раз- 5 делительного импульса шестого разря— да — соответственно задним и передним фронтами распределит чьнаго импульса первого разряда, Запуск и сброс распределительного импульса второго разряда производится задним и передним фронтами распределительного имп тльса пятого разряда, а запуск и сброс распределительного импульса пя,"ого разряда— соответственно задним и передним фронтами распределительного импульса второго разряда, Запуск и сброс распределительных импульсов третьего и четвертого раз-- 20 рядов производится аналогично, Далее выходные символы ключей 9 поступают на входы элементов ИЛИ, причем на первый элемент ИЛИ поступают прокоммутированные информационные симдолы первого и шестого разря-дов, соответствующие энюрам напряжений U и U,, на второй элемент ИЛИ—

1о9 прбкоммутированные символы второго и -.О пятого разрядов, соответствующие эпюрам напряжений 11 „и U 2 „а на третий элемент ИЛИ вЂ” прокоммутированные информационные символы третьего и чет35 вертого разрядов, соответствующие эпюрам напряжений U è U< . В результате такой обработки на выходах элементов ИЛИ 10 количества информационных потоков в 2 раза меньше по сравнению с количеством информационных потоков на его входе, эпюры о напряжений соответственно Ц вЂ” Ь„

Указанные информационные потоки поступают на входы блока 1 1 мажоритарного уплотнения и на первые входы суммато45 пов 22 по модулю два, на другие входы которых поступаoT двоичные импульсы U<> U< с соответствующих фор мирователей 23. Работа формирователей 23 синхронизирована =оответствующими импульсами генератора 6. На выходах сумматоров 22 формируются fpll промодулированных потока импульсов которые поступают на входы

2 Ф мажоритарного элемента 24.

Мажоритарный элемент 24 работает ) следующим образом.

Если в каждый дискрет времени символы трех потоков, поступивших на вход элемента 24, содержат больше единиц, чем нулей, то на его выходе

ы соответствующий дискрет времени формируется символ, равный единице, либо, в противном случае, равный нулю.

В результате т 1кога алгоритма работы на выходе мажоритарного элемента

24 формируется один групповой сигнал

У который несет в себе информацию сразу с шести информационных разрядах (эпюра напряжений У )и поступает на

21 передатчик 12. Динамический диапазон сигнала, то есть отношение максимальной его мощности к средней

1 равен единице, а энергия каждого информационного разряда перераспределена пропорционально длительностям распределительных импульсов, Таким образом, если зафиксировать энергию, отводимую на передачу всего группового сигнала, и сравнить по достоверности принимаемой информации предлагаемую систему с системой, в которой передача группового сигнала производится с равномерным распределением энергии между разрядами, то получают выигрыш по достоверности, так как по мере перехода к передаче высших разрядов вероятность .гибки уменьшается.

На приемной стороне системы после установления синхронизации по тактовым импульсам U и прохождения через приемник 13 принймаемый групповой сигнал U2< поступает одновременно на входы сумматоров 16 по модулю два, на управляющие входы которых с формирователя 15 импульсов поступают сигналы U .— U, идентичные сигналам

24

1. „— U сформированным в передающей

21 г

7 части системы, Работа формирователя

15 синхронизирована от генератора 14, В результате суммирования на выходах сумматора 16 получают три параллельных патока импульсов (эпюры соответствующих напряжений Б — Б ) по3о Эг ступающих на матричный коммутатор 18, па другие входы которого с распределителя 17 импульсов поступают сигналы

1..„— U, идентичные сигналам, вырабатыва мым на передающей стороне системы распределителем 8„Работа распределителя 17 синхранизируется тактовыми импульсами генератора 14. В коммутаторе 18 происходит разделение тРех вхоДных flof oKQB U3o Ьзг на шесть параллельных 11, — Б... поступающих

1091208 на вход блока 20 разуплотнения, на управляющий вход которого поступают стробы с делителя 19 частоты.

В блоке 20 счетчики 25 выполняют роль интеграторов и формируют символы 5 разуплотнения U — U, поступающие

4Ю 5о на пороговые элементы 26, на выходах которых формируются поразрядные информационные символы, идентичные передаваемым символам U — U на пе3 8 редающей части системы, Информационные символы блока 20 поступают на преобразователь 21 в котором производится преобразование цифрового сигнала в аналоговый. 15

В качестве базового объекта принята система с равномерным распределение энергии для разрядов кода.

Пусть вероятность ошибочного приема каждого символа шестизначного двоичного кода Р = 10 2, Тогда энергетическое отношение сигнал/помеха, m 2

1,14 2,28

3 4 5 6

3,44 4,5 5,7 6,8

Дисперсия ошибки вычисляется по формуле OO с — 20 } (х

Ь = — 2 ехр1,- — с Х= 1.

l27c г

Выи грыш по достоверности передачи

2 Ир 136 5

= — — — — — 4 раза.

6 „, определяемое из выражения P = 1- ф †) ощ m

9,98. Достоверность передачи, оценивв аемая ди спер сией оши 6 хи, =Р >2 =И65 .

Й, = Э

Поразрядное распределение суммарной энергии кодовой группы (количество разрядов m =6) выражается в виде:!

09!208

l091208 /гв

1/г6 /г

Редактор X,Èåðìåëøòåéí

Заказ 3084/47

Угв гу

Ьв

Vgp /.32

Ugg

Ugy

Ugg

Ь6

Ь

U56

Ugg

U40 42 s Ъ Ь

Up@

Ц7 4 в

uso

Со ст авит ел ь N, Ни куле н ко в

Техред Y.Надь Корректор А. Тяско

Тираж 569 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета. СССР по делам изобретений и открытий

1)3035 Москва Ж-35 Раушская наб, д.4/5

Филиал ППП "Патент", r.Ужгород, ул.Проектная,4