Система для передачи телеизмерительной информации

 

СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащая оперативное запоминающее устройство, выход которого через узел связи соедине|Т с выходной шиной, блок сдвига, шину запуска и в каждом информационном канале блок синхронизации и управления , первый блок переноса кода , преобразователь средней частоты в код и последовательно соединенные первичный измерительный преборазователь , преобразователь в частоту следования импульсов и частотное множительно-делительное устройство, выход которого соединен с первым входом преобразователя средней частоты в код,-первый выход которого подключен к первому входу блока синхронизации и управления, второй выход подключен к первому входу первого блока переноса кода, второй вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации и управления , второй выход которого подключен к второму входу преобразователя средней частоты в код, все информационные каналы, кроме последнего , дополнительно содержат преобразователь приращения средней в код, цифровой компаратор, блок цифрового задания апертуры, счетный блок и второй блок переноса кода, первый выход преобразователя приращения средней частоты в код и выход блока цифрового задания апертурн подключены соответсвенно к первому и второму входам цифрового компаратора , выход которого соединен с первым входом счетного блока,второй и третий выходы преобразователя приращения средней частоты в код подключены к первому и второму входам второго блока переноса кода, третий вход которого подключен к третьему .выходу блока синхронизации и управш ления, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока синхронизации и управления соединены соответственно с вторым входом счетного блока, входом блока цифрового задания апертуры, первым и вторым входами преобразователя приращения средней частоты в код, третий вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации и управления, выход первого блока переноса кода и выход второго блока переноса кода каждого информационного канала подключены соответственно к соответствующим первому и второму входам оперативного запоминающего устройства, выход счетного блока каждого информационного канала, кроме последнего подключен к второму входу блока синхронизации и управления этого канала и соответствующему второму входу блока синхронизации и управления последнего информационного канала, шина запуска подключена к объединенным третьим входам блоков синхронизации и управления всех информационных каналов, четвертые входы кото рых подключены к соответствуюиим выходам блока сдвига, соответствующий вход которого и пятый вход бло

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОО,ИАЛИСТИЧЕСИИХ

РЕСПУБЛИН

3(Я) G 08 С 19 28

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬГГИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3502672/18-24 (22) 01.09.82 (46) 15.09.84. Бюл. М 34 (72) Т.К.Исмаилов, Ф.М,Аллахвердов, Ю.В.Каллиников „ Г,И.Закон, А.В.Опаренко, A.Т.Шевцов, С.И.Кремков, В.С.Аносов и С.Р.Лисенков (53) 621.398 (088.8) (56) 1. Антонов В.И., Бабий В.И., Куприянов В,K. Автоматизация научных исследований морей и океанов.

Симпозиум 1971, ч.I, Севастополь, нэд-во МГЙ AH УССР, 1972, с. 140150.

2. Авторское свидетельство СССР

Р 922861, кл. 0 08 С 19/28,1980(прототип). (54)(57) СИСТЕМА ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержаща оперативное запоминающее устройство, выход которого через узел связи соединен с выходной шиной, блок сдвига, шину запуска и в каждом информационном канале блок синхронизации и управления, первый блок переноса кода, преобразователь средней частоты в код и последовательно соединенные первичный измерительный преборазователь, преобразователь в частоту следования импульсов и частотное множительно-делительное устройство, выход которого соединен с первым входом преобразователя средней частоты в код, первый выход которого подключен к первому входу блока синхронизации я управления, второй выход подключен к первому входу пер вого блока переноса кода, второй вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации и управления, второй выход которого подключен к второму входу преобразователя средней частоты в код, все информационные каналы, кроме последнего, дополнительно содержат преоб<»>SU«» А разователь приращения средней час„тоты в код, цифровой компаратор, блок цифрового задания апертуры, счетный блок и второй блок переноса кода, первый выход преобразователя приращения средней частоты в код и выход блока цифрового задания апертуры подключены соответсвенно к первому и второму входам цифрового компаратора,выход которого соединен с первым входом счетного блока, второй и третий выходы преобразователя приращения средней частоты в код попключены к первому и второму входам второго блока переноса кода, третий вход которого подключен к третьему .выходу блока синхронизации и управ- Я ления, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока синхронизации и управления соединены соответственно с вторым входом счетного блока, входом блока цифрового задания апертуры, первым и вторым входами

O преобразователя приращения средней частоты в код, третий вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации и управления, выход первого блока переноса кода и выход второго блока переноса кода каждого информационного канала подключены соответственно к соответствующим первому и второму входам оперативного запоминающего устройства, выход счетного блока каждого информационного канала, кроме последнего подключен к второму входу блока синхронизации и управления этого канала и соответствукщему второму входу блока синхронизации и управления последнего информационного канала, шина запуска подключена к объединенным третьим входам блоков синхронизации и управления всех информационных каналов, четвертые входы кото-. рых подключены к соответствующим выходам блока сдвига, соответствующий вход которого и пятый вход бло

1113832

10 ка синхронизации и управления соответствующего информационного канала, кроме последнего, объединены и подключены к выходу цифрового компаратора этого информационного канала, о т л и ч-а „o щ а я с я тем, что, с целью повышения информативности системы, в каждый информационный канал, кроме последнего, введен блок формирования приращения частоты, третий и четвертый выходы преобразователя средней частоты в код подключены к первому и второму входам блока формирования приращения частоты, первый и второй выходы которого подключены соответственно к четвертому и пятому входам преобразователя приращения средней частоты в код, третий и четвертый входы блока формирования приращения частоты подключены соответственно к второму выходу блока синхронизации и управления и к выходу цифрового компаратора.

2. Система по п. 1, о т л и ч а ю щ-а я с я тем, что, блок формирования приращения частоты содержит счетчики импульсов, цифровой, компаратор, вычитатель частот, TpHDгеры, элементы И и элементы ИЛИ, выход вычитателя частот подключен к первому входу первого элемента И, выход которого подключен к счетному входу первого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемента И, выход ятоИзобретение относится к информационно-измерительной технике и мо.жет быть .использовано для сбора и передачи телеизмерительной информации в зондирующих измерительных комплексах, предназначенных для измерения вертикальной структуры гидрофизических параметров в морях и океанах.

Известна система для сбора М передачи телеиэмерительной информации о гидрофизических параметрах, содержащая запоминающее устройство, программно-временное устройство, блок управления в составе генератора опорной частоты, делителя частоты и канального распределителя, а также узел связи и многоканальную систему оцифровки, каждый канал которой содержит первичный измерительный преобразователь, преобразователь аналог — частота, частотное множительно-делительное устройство, формирователь импульсов, ключ, прерого элемента И подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выходы разрядов которого подключены к первым входам цифрового компаратора, вторые входы которого подключены к выходам разрядов второго счетчика импульсов, счетный вход второго счетчика импульсов подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, счетный вход которого подключен к инверсному выходу первого . триггера, вход установки в нуль первого и второго триггеров, первого счетчика импульсов и первый вход первого элемента ИЛИ подключены к выходу второго элемента ИЛИ, выход цифрового компаратора подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нуль второгО счетчика импульсов, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И, входы вычитателя, объединенные вторые входы второго и третьего элементов И, первый и второй входы второго элемента ИЛИ .являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами блока формирования приращения частоты, выход вычитателя и выход цифрового компаратора являются соответственно первым и вторым выходами блока формирования приращения частоты. образователь средней частоты в код, включающий двоичный счетчик, запоминающий регистр со схемами ввода и вывода кода f11.

Однако эта система обладает низкой информативностью из-за используемого способа равномерной дискретизации измеряемой функции, приводящей к большому объему избыточных данных.

Наиболее близкой к предлагаемой является система для передачи телеизмерительной информации, содержащая оперативное запоминающее устройство, соединенное с узлом связи, блок сдвига совпадающих сигналов и информационные каналы, каждый из которых содержит блок управления, блок переноса кода, преобразователь средней частоты в код, последовательно соединенные первичный измерительный преобразователь, преобразователь в частоту следования им.пульсов и частотное множительно-де1113832 лительное устройство, выход которого подключен к первому входу преобразователя средней частоты в код, первый выход которого подключен к первому входу блока управления, второй его выход подключен к первому входу первого блока переноса кода, первый выход блока управления во всех информационных каналах, кроме последнего, привязочного, подключен к второму входу первого блока переноса кода, во всех информационных каналах второй выход блока управления соединен с вторым входом преобразователя средней частоты в код, второй вход которого соединен с пусковой клемиой системы, выход первого блока переноса кода подключен соответственно к первому, второму и третьеиу входам оперативного запоминающего устройства, все информационные каналы, кроме последнего содержат преобразователь приращения средней частоты в код, цифровой компаратор, блок цифрового задания апертуры, счетный блок и второй блок переноса кода, причем второй, третий и четвертый выходы блока управления в них подключены соответственно к первому, второму и третьему входам преобразователя приращения средней частоты в код, пятый, шестой и седьмой выходы блока управления подключены соответственно к первым входам счетного блока, второго блока переноса кода и блока задания апертуры, выход которого подключен к первому входу циФрового компаратора, третий выход преобразователя средней частоты в код соединен с четвертыи входои преобразователя приращения средней частоты в код, первый выход которого подключен к второму. входу цифрового коглпаратора, выходы всех счетных блоков подключены к третьеиу входу блока управления своего информационного канала и к третьему и четвертому входам блока управления последнего информационного канала, выход цифрового компаратора каждого информационного канала, кроме последнего, соединен с четвертым входом блока управления, вторым входом счетного блока и соответственно с первым и вторым входом блока сдвига совпадающих сигналов, первый, второй и третий выходы блока сдвига совпадающих сигналов соединены с пятыми входами блоков управления всех информационных каналов, выходы вторых блоков переноса кода всех информационных каналов, кроме последнего, подключены соответственно к четвертому и пятому входу оперативного запоминающего устройства, второй и третий выходы преобразователя приращения средней частоты в

Целью изобретения является повы- шение информативности системы за счет увеличения коэффициента сжатия собираемой информации.

Поставленная цель достигается тем, что в систему для передачи телеизмерительной информации, содержащую оперативное запоминающее устройство, выход которого через код подключены к второму и третьему входаи второго блока переноса кода, преобразователь средней частоты в код в последнем информационном канале содержит реверсивный счетчик, регистр сдвига, генератор опорнбй частоты и блок сдвига совпадающих импульсов, при этом первый вход преобразователя средней частоты в код соединен с первыми входами регистра

10 сдвига и блока сдвига совпадающих импульсов, второй вход преобразователя средней частоты в код соединен с вторым входом регистра сдвига и первым входом реверсивного счетчи15 ка, выход генератора опорнОЙ частоты подключен к третьему входу регистра сдвига и второму входу блока сдвига совпадающих импульсов, выход регистра сдвига подключен к первому выходу преобразователя средней частоты в код и к третьему входу блока сдвига совпадающих импульсов, первый и второй выходы которого соединены с третьим выходом преобразователя средней частоты в код, второй выход которого соединен с выходами разрядов реверсивного счетчика. Эта система обладает более высокой информативностью за счет использования адаптивного способа дискретизации измеряемой функции, частота опроса датчиков в которой меняется в зависимости от скорости изменения измеряемой функции. 3а счет введения частотно-цифрового

35 экстраполятора нулевого порядка достигается сжатие собираемой информации (21.

Однако в области термоклина, где скорости изменения сигнала достигал0 ют высоких значений (реально измеренные вертикальные структуры температуры в Каспийском море имеют гертикальный градиент температуры .

1,5 C/ì и выше), в этой системе существенные отсчеты Формируются очень часто, причем изменение глубины между соседними отсчетами очень мало и находится в зоне погрешности измерения глубины. Кроме того, температура в области термоклина обычно изменяется по линейному закону. В результате этого в области термоклина (и при быстрых изменениях входного сигнала 1 собирается большой объем избыточной ин55 формации, снижающий информативность системы.

1113832

60 б5

55 узел связи соединен с выходом системы, блок, сдвига, шину запуска и в каждом информационном канале блок синхронизации и управления, первый блок переноса кода, преобразователь средней частоты в код и последовательно соединенные первичный измерительный преобразователь, преобразователь в частоту следования им.пульсОв и частотное множительно-делителЬное устройство, выход которого соединен с первым входом преобразователя средней частоты в код, первый выход которого подключен к первому входу блока синхронизации и управления, второй выход подключен к первому входу первого блока переноса кода, второй вход которого подключен к первому выходу блока синхронизации и управления,.второй выход которого подключен к второму входу преобразователя средней частоты в код, все информационные каналы, кроме последнего, дополнительно содержат преобразователь приращения средней частоты в код, цифровой компаратор, блок цифрового задания апертуры, счетный блок и второй блок. переноса кода, первый выход преобразователя приращения средней частоты в код и выход блока цифрового задания апертуры подклю чены соответственно к первому и вто. рому входам цифрового компаратора, выход, которого соединен с первым входом счетного блока, второй и третий выходы преобразователя приращения средней частоты в код подключены к первому и второму входам второго блока переноса кода, третий вход которого подключен к третьему выходу блока синхронизации и управления, четвертый, пятый, шестой и седьмой выходы блока синхронизации и управления соединены соответственно с вторым входом счетного блока, входом блока цифрового задания апертуры, первым и вторым входами преобразователя приращения средней частоты в код, третий вход которого подключен к второму выходу блока синхронизации и управления, выход первого блока переноса кода и выход второго блока переноса кода каждого информационного канала подключены соответственно к соответствующим первому и второму входам оперативного запоминающего устройства, выход счетного блока каждого информационного канала, кроме последнего, подключен к второму входу блока синхронизации и управления этого канала и соответствующему второму входу блока синхронизации и управления последнего информационного канала, шина запуска подключена к объединенным третьим входам блока синхронизации и управления всех информационных каналов, четвертые входы которых подключены к соответствующим выходам блока сдвига, соответствующий вход которого и пятый вход блока синхронизации и управления соответствующего информационного канала, кроме последнего, объединены и, подключены к выходу цифрового компаратора этого информационного канала, в каждый информационный канал, кроме последнего, введен блок формирования приращения частоты, третий и четвертый выходы преобразователя средней частоты в код подключены к первому и второму входам блока формирования приращения частоты, первый и второй выходы которого подключены соответственно к четвертому и пятому входам преобразователя приращения средней частоты в код, третий и четвертый входы блока формирования приращения частоты подключены соответственно к второму выходу блока синхронизации и управления и к выходу цифрового компаратора. !

Блок формирования приращения частоты содержит счетчики импульсов, цифровой компаратор, вычитатель частот, триггеры, элементы И и элементы ИЛИ, выход вычитателя частот подключен к первому входу первого элемента И, выход которого псрключен к счетному входу первого триггера, прямой выход которого подключен к первому входу второго элемен— та И, выход второго элемента И подключен к счетному входу первого счетчика импульсов, выходы разрядов которого подключены к первым входам цифрового компаратора, вторые входы которого подключены к выходам раз-! рядов второго счетчика импульсов, счетный вход второго счетчика импульсов подключен к выходу третьего элемента И, первый вход которого подключен к прямому выходу второго триггера, счетный вход которого подключен к инверсному выходу первоro триггера, вход установки в нуль первого и второго триггеров, первого счетчика импульсов и первый вход первого элемента ИЛИ подключены к выходу второго элемента ИЛИ, выход цифрового компаратора подключен к второму входу первого элемента ИЛИ, выход которого подключен к входу установки в нуль второго счетчика импульсов, инверсный выход второго триггера соединен с вторым входом первого элемента И, входы вычитателя, объединенные вторые входы второго и третьего элементов И, первый и второй входы второго элемента ИЛИ являются соответственно первым, вторым, третьим и четвертым входами блока формирования прираще1113832 ния частоты, выход вычитателя и выход цифрового компаратора являются соответственно первым и вторым выходами блока формирования приращения частоты.

На фиг.1 изображена блок-схема системы для передачи телеиэмерительной информации; на фиг.2 — блоксхема преобразователя средней частоты .в код; на фиг.3 — блок-схема преобразователя приращения средней частоты в код; на фиг.4 — блок-схема блока формирования приращения частоты; на фиг.5 — функциональная схема блока синхронизации и управления для адаптивных информационных каналов; на фиг.6 — то же, для привязочного информационного канала.

Система (фиг.1) содержит информационные каналы 1-3, блок 4 сдвига, оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) 5 и узел 6 связи.

Каждый иэ информационных каналов 1-3 содержит первичный измерительный преобразователь 7 (8), преобразователь 9 (10) в частоту следования импульсов, частотное множительноделительное устройство 11 (1?), блок 13. (14 ) синхронизации и управления, преобразователь 15 (16) средней частоты в код, первый блок 17 (18) переноса кода. Все информационные каналы 1 (2), кроме последнего 3, привяэочного, дополнительно содержат частотно-цифровой анализатор 19 приращения в составе преобразователя 20 приращения средней частоты в код, цифрового компарато- . ра 21, блока 22 цифровогц задания апертуры, второго блока 23 переноса кода, счетного блока 24 и блока 25 формирования приращения частоты. Шина 26 запуска подключена к входам всех информационных каналов 1-3, выходная шика 27 подключена к выходу узла 6 связи.

На фиг.1 обозначены: первый вход 28 (29) и первый и второй выходы 30 (31) и 32 (33) преобразователя 15 (16),первый и второй выхо,— ды 34 (35) и 36 (37) блока 13 (14) синхрЬнизации и управления, выхо-! ды 38-40 первых блоков перено са 17 (18), выход 41 ОЗУ 5, третий и четвертый выходы 42 и 43 преобразователя 15, первый выход 44 преобразователя 20, выход 45 блока 22, выход 46 компаратора 21, выход 47 блока 24, входы 48 и 49 и выходы 50, 51 и 52 блока 4 сдвига, выходы 53 и 54.преобразователя 20, выходы 55 (56) блоков 23, выходи 57-60 блока 13, выходы 61 и 62 блока 25, выход 63 блока 13.

Преобразователь 15 (фиг.2) средней частоты в код содержит регистр 64 сдвига, реверсивный счет65 частоты в код. Регистр 64 сдвига s чик 65, блок 66 сдвига совпадающих импульсов и генератор 67 опорной частоты.

Преобразователь 20 (фиг.3) приращения средней частоты в код содержит реверсивный счетчик 68, блок 69 переключения, блок 70 совпадения нулей, блок 71 номера канала, триггер 72, элементы И 73 и 74.

Блок 25 (фиг.4) формирования приращения частоты содержит блок 75 вычитания частот, два счетчика 76 и

77 импульсов, цифровой компаратор 78, два триггера 79 и 80, три элемента И 81-83 и два элемен» 1

15 та ИЛИ 84 и 85.

Блок 13 синхронизации и управления (фиг.5) может быть выполнен, например, на двух RS-триггерах 86 и 87, трех элементах ИЛИ 88-90, пя20 ти формирователях 91-95 импульсов и элементе 96 задержки.

Блок 14 синхронизации и управления (фиг.6) может быть выполнен, например, на двух элементах ИЛИ 97 и

25 98 н двух формирователях 99 и 100 импульсов.

Система работает следукщим обра-, .зом.

Аппаратура системы в зависимос30 ти от применяемой системы спуска и подъема зондирующего комплекса может располагаться или в зонде, или в основном на борту плавучести, с которой производится зондирование.

35 Если используется система спуска и подъема со свободным движением зонда по направляющему кабель-тросу, то аппаратура располагается в корпусе зонда, а в бортовой аппарату40 ре размещается узел связи, буферное ОЗУ, программно-временное устройство и блок передачи данных (не показаны). Если используется система принудительного движения зонда

45 с постоянной электрической связью между аппаратурой зонда и бортовой аппаратурой, то в корпусе зонда размещаются только первичные измерительные преобразователи 7 (8), преобразователи 9 (10) в частоту следования импульсов, подключаемые через узел 6 связи к остальной аппаратуре, размещенной на борту плавучести. Принцип и средства сбора информации для обоих вариантов ана55 логичны. Сигналы 0„(ф) с выходов первичных измерительных преобразователей 7 (8), пропорциональные измеряемым параметрам, после преобразования в блоках 9 (10) в частоту

60 следования импульсов F (t) и масштабирования в устройствах 11 (12) в виде частоты f x(t ) следования им". " пульсов поступают на входы .28 (29) преобразователей 15 (16) средней

1113832

10 преобразователе 15 (16) выполняет роль цифровой линии задержки. Входная импульсная последовательность ! (!;) поступает ца информационный вход регистра 64 сдвига и сдвигается в нем импульсами опоркой частоты !", поступающими с выхода генератора 67 на сдвигающий вход регистра 64 сдвига. На выходе регистра 64 сдвига появляется задержанная последовательность импульсов f„(t-Т) сдвинутая по фазе относительно входной последовательности на время

Т=-A >.,y „,, где N>,! — емкость регистра сдвига; t — период следования сдвигающих импульсов. Входная

f.(t;, и задержанная f„(t-T) последовательности импульсов поступают на раэнополяркые счетные входы реверсивного счетчика 65, в котором суммируется разность импульсов этих последовательностей. После пуска системы регистр 64 сдвига обнулен, поэтому первый задержанный импульс появится через время Т, В течение времени Т в реверсивном счетчике 65 суммируются импульсы входной последовательности f »(t), поступающие на вход "Сложение". В момент появления первого задержанного импульса с выхода регистра 64 на выходах разрядов реверсивного счетчика 65 образуется код начальког- значения измеряемого параметра с

= ) t- „(t, ) а = !;(t, ) Т, О где f» (t. ) — среднее значение частоты входного сигнала за время Т.

Через интервал времени Т на вход

"Вычитание" реверсивного счетчика 65 начинают поступать импульсы задержанной последовательности с частотой f„(t,-Т). C этого момента в реверсивном счетчике 65 начинает интегрироваться текущее приращение входной частоты за время Т. Текущее приращение числа импульсов в счетчике 65 равно

t; ьй,(t)= j ff»(t)-f, (t-ò)jest f »(t)àt.=т-f„(t) 4, т л!» (t) где !" (t ) =- первая

Т производная входной частоты („(!, ь!", (t ) — текущее приращение входной частоты за время

Т» текущее время, изменяющееся от

T ДО t1 ОКОНчание процесса измерения.

Текущее значение числа импульсов в счетчике 65 равно

Принцип работы экстраполятора первого порядка заключается в сле40 дующем.

Путем вычитания частот входной

g»(t) и задержанной f,(t, T) последовательностей импульсов -получают текущее приращение частоты sf,(t). В

45 момент формирования очередного существенного отсчета tco выделяют из последовательности аГ„(1) ближайший период, преобразуют его в цифровой код и фиксируют на время анализа в очередном цикле формирования нового существенного отсчета. Фор мируют выходную частоту f»(t ) равную приращению анализируемой частоты в момент существенного отсчета, путем обратно пропорционального преобразования кода периода зафиксированного приращения. Описанный принцип работы экстраполятора первого порядка реализуется следующим образом. Последовательности им60 пульсов входной f »(-) и задержанной

f,(t-Т) частот с выхода 42 блока 66 сдвига совпадающих импульсов преобразователя 15 средней частоты в код поступают на входы блока 75 вы65 читания частот, на выходе которого

25 т

30!

4! „(! ) =."! „„+ ь! . » () =- f (r (t ) fÄ (. ".j .

Таким образом, на выходах разрядов реверсивного счетчика 65 образуется непрерывно изменяющийся код (с дискретностью единицы младшего разряда), пропорциональный текущей частоте входного сигнала. Рассмотренный преобразователь 15 (16) средней частоты в код является следящим осреднителем входной частоты и не имеет динамических погрешностей, связанных с аппроксимацией входной

Функции.

После окончания интервала времени Т по первому импульсу задержанной последовательности, поступающему с выхода 30 преобразователя 15 на первый вход блока 13 (14) синхронизации и управления, в последнем формируются сигналы управления, переводящие блоки канала в режим анализа прира!цения входного сигнала. Анализ осуществляется с помощью преобразователя 20 приращения средней частоты в код, цифрового компаратора 21, блока 22 цифрового задания апертуры и блока 25 формирования заданного и текущего приращений частоты. Последний представляет собой частотно-цифровой экстраполятор первого порядка, формирую!!ий на выходе постоянную частоту .-„(t ), равную приращению входной частоты () за интервал времени Т, измеренную и зафиксированную в момент формирования предыдуще- ° го существенного отсчета !:Со .

1113832 образуется текущее приращение частоты за время задержки Т. дг„(с)=г„(с)-fx(t-т)=т

6fx(t)

5 — — первая производная вход ной частоты.

Следовательно, текущее приращение

hfx(t) пропорционально скорости изменения входного сигнала и определяет характер изменения анализируемого сигнала.

По сигналу появления первого за-. держанного импульса после пуска, поступающего с.выхода 30 регистра 64 15 сдвига преобразователя 15 средней частоты в код на вход блока 13 синхронизации и управления, на выходе 57 ,и 58 последнего формируются сигналы, по которым блок 20 переводится в режим анализа. По сигналу, поступившему с выхода 36 блока 13 через элемент ИЛИ 84, триггеры 79 и 80, счетчики 76 и 77 через элемент ИЛИ 85 устанавливаются в нулевое положение. Выходным сигналом с инверсного вьгхода триггера 80 открывается элемент И 81, через который на счетный вход триггера 79 начинают поступать импульсы разностной частоты nf„(t).

Первым после пуска в работу блока 25 формирования заданного и текущего приращения частоты импульсом разност ной частоты ь „(t)триггер 79 устанавливается в единичное положение, при котором на счетный вход счетчика 76 начинают поступать импульсы высокой опорной частоты У> с выхода генератора 67 опорной частоты в преобразователе 15 средней частоты в код. Вторым после пуска блока 25 40 формирования заданного и текущего приращений частоты импульсом разностной частоты агд() триггер 79. устанавливается в нулевОе положение, при котором элемент И 82 закрывает- 45 ся, а по переднему фронту сигнала с инверсного выхода триггера 79 триггер 80 устанавливается в единич-«ое положение и сигналом с его пряглого выхода открывается элемент И 83.5О через который на счетный вход счет чика 77 начинают поступать импуггьсы опорной частоты Г,г с выхода генератора 67 опорной частоты в преобразователе 15 средней частоты в код. Так как в счетчике 76 суммировались импульсы опорной частоты |oo за время между двумя соседними импульсами приращения анализируемой частоты ь f (t ), то после поступления второго импульса разностной частоты f>(t) на выходах разрядов счетчика 76 образуется код пропорциональный периоду разностной частоты в момент, близкий к начальному или существенному отсчету. После окончания первого периода разностной частоты л f>(t) в счетчике 77 начинают накапливаться импульсы опорной частоты Гд до тех пор, пока их число не станет равным коду

ИЬ1„(e ), зафиксированному в счетчике 76. При этом срабатывает цифровой компаратор 78 и импульсом -с его выхода обнуляется через элемент ИЛИ

85 счетчик 77. Начинается новый цикл заполнения импульсами счетчика 77. При этом частота следования импульсов на выходе цифрового компаратора 78 обратно пропорциональна числу импульсов в счетчике 76 и равна

Го af (t ) т 5 (1 0) ь гг a a(tao) приращению частоты, пропорциональному скорости изменения анализируемой частоты в момент начального или существенного отсчета. После формирования очередного существенного отсче4га сигнал с выхода 46 цифрового компаратора 21 поступает на вход элемента ИЛИ 84 и цикл формирования нового заданного значения приращения анализируемой частоты ьГ„(tc«)р определенного и зафиксированного в момент, близкий к формированию сигнала очередного существенного отсчета, повторяется. Таким образом, на выходе 61 блока 25 формирования заданного и текущего приращения частоты формируется текущее значение приращения анализируемой частоты

af„(t), а на выходе 62 - заданное значение приращения анализируемой частоты ь„(t ), соответствующее моменту предыдущего существенного отсчета. Отклонение текущего приращения анализируемой частоты sfx(t) от заданной ьг „(с ) определяется в преобразователе 20 приращения средней частоты в код. По сигналу на выходе 36 блока 13 синхронизации и управления, поступающему на вход преобразователя 20 приращения средней частоты в код, триггер 72 устанавливается в нулевое положение, открывается блок 71 номера канала, а по сигналу на выходе 57 блока 13 реверсивный счетчик 68 устанавливается в начальное положение. Затем сигналом с выхода 58 блока 13 открываются элементы И 73 и 74, через.которые на счетные входы реверсивного счетчика 68 через блок 69 переключения начинают поступать с выходов 61 и 62 блока 25 формирова- ния приращения частоты последовательности импульсов текущего а f> (t ) и заданного ьг„(ц,) приращений ана14

1113832

13 лизируемой частоты, На выходах 44 разрядов реверсивного счетчика 68 образуется код, пропорциональный отклонению текущего от заданного приращения анализируемой частоты.

tro 4< 5

sN„= ) taf„(tl-а< Ь„ )Ю+coj СО

*1t i () - „()) < 5 Ю 10 где „ () и г„() - первые производные входного сиг нала, соответствующие текущему и заданному приращениям анализируемой частоты.

Для обеспечения всегда прямого кода отклонения независимо от знака приращения сигнала используется блок 70 совпадения нулей, блок 69 переключения и триггер 72 знака. При изменении знака отклонения приращений сигнала код в реверсивном счетчике 68 начинает уменьшаться, и прн достижении нуля срабатывает блок 70 c sпадения нулей, сигналом с выхода ,которого меняется положение триггера 72 знака, управляющего режимом работы блока 69 переключения, который меняет направление выходных по следовательностей таким образом, чтобы, последовательность импульсов большей частоты всегда поступала на вход "Сложение" реверсивного счетчика 68. Непрерывно меняющийся прямой код с выходов 44 преобразователя 20 приращения средней частоты в код, пропорциональный отклонению приращений входного сигнала, сравни- 40 вается на цифровом компараторе 21 с кодом На,» заданной апертуры, поступающим с выхода 45 блока 22 цифрового задания апертуры. При достижении кодом текущего отклонения при- 45 ращений входного сигнала кода заданной апертуры аИ,=N а,» срабатывает цифровой компаратор 21 и на его выходе 46 формируется сигнал о существенного отсчета, определяющий 5р момент записи в ОЗУ 5 координат существенного отсчета и начала нового цикла анализа приращений для восстановления вертикальной структуры измеряемых гидрофизических параметров.

Сбор информации в ОЭУ 5 производится следующим образом.

В момент пуска системы по сигналу "Пуск", поступающему на шину 26 от программно-временного устройства (не покаэано), s блоках 13 (14) синхронизации и управления всех информационных каналов 1-3 формируются сигналы, устанавливающие режим формирования начального кода измеряемых- параметров. 65

Прн этом на выходе 36 (37) блока 13 (14) формируется сигнал, по которому устанавливаются в нулевое положение в блоке 15 (16) регистр 64 н счетчик 65, в блоке 20 — триггер 72 и блок 71, в блоке 25 — триг гер 79 и 80 и счетчики 76 и 77. В преобразователях 15 (16) начинают формироваться начальные коды N,i измеряемых параметров, Через интервал времени Т по сигналу с выхо. — . дов 30 (31) преобразователей 15 (16) средней частоты в код в блоках 13 (14) синхронизации и управления формируются сигналы, которыми по выходу 63 включается в работу"блок 22, по выходу 57 устанавливается в начальное положение счетчик 68 в блоке 20, по выходу 58 открываются злементы И 73 и 74 в блоке 20 и по выходам 34 (35) открываются блоки 17 (18) переноса кода, через которые в ОЗУ 5 переносятся начальные коды

Н„„, Н„„ „л измеряемых параметров.

Затем информационные каналы 1 (2) переходят в режим анализа приращений входных сигналов, формируя на выходах цифровых компараторов 21 сигналы, „ существенных отсчетов.

Сигналы t,» существенных отсчетов поступают на входы блока 4 сдвига, обеспечивающего сдвиг сигналов в случае их совпадения во времени или когда сигналы разделены временным интервалом, недостаточным для четкой записи данных в ОЗУ. На каждый входной сигнал в блоке 4 сдвига формируются два сигнала, один из ,которых по выходу 50 поступает в блок 13 синхронизации и управления соответствующего канала 1 (2), а второй по выходу 52 поступает в привяэочный канал 3; По первому сигналу на выходе 50 в блоке 13 синхронизации и управления формируются сигналы, по которым начинается новый цикл анализа приращений сигнала. При этом сигналом с выхода 34 блока 13 синхронизации и управления открывается блок 17 переноса кода, череэ который иэ преобразователя 15 средней частоты в код по выходу 38 (39) в ОЗУ 5 переносится код измеряемого параметра, соответствующий моменту формирования существенного отсчета, а сигналом с выхода 60 блока 13 синхронизации и управления открывается блок 23 переноса кода, через который с выходов 53 и 54 в ОЗУ 5 записывается из преобразователя 20 приращения средней частоты в код служебная информация: код Ng номера канала, в котором произошел существенный отсчет, и код 1 „ „ знака отклонения приращений. По сйгналу на выходе 52 блока 4 сдвига в блоке 14 синхронизации и управления привяэочного кана1113832

16 фиг.! ла 3 на выходе 35 формируются сигналы управления, по которым с выходов 40 блока 18 переноса кода в

ОЗУ 5 переносится код привязочного параметра (глубины), соответствующий глубине в моменты формирования существенных отсчетов. Таким образом, в моменты формирования существенных отсчетов в ОЗУ 5 записываются координаты сбответствующих им то.чек измеряемых функций, т;е. коды измеряемого и привязочного парамет.ров, сопровождаемые служебной информацией о номере канала, в котором сформировался существенный отсчет, и о знаке отклонения текущего приращения от заданного. По этим данным восстанавливается измеряемая функция путем линейной аппроксимации между полученными координатами точек этой функции. Счетный блок 24 служит для периодического повторения начальных замеров в информационных каналах в случае наличия сильных помех, сбоев в аппаратуре для. уменьшения интегральной погрешности. H счетном блоке 24 подсчитываются сигналы t,существенных от.счетов с выхода цифрового комцара — . тора 21. Через заданное число су5 щественных отсчетов на выходе счетного блока 24 появляется сигнал, по которому в блоке 13 синхронизации и управления формируются сигналы управления, аналогичные пуску канала, одновременно сигналом на выхо)П де 59 блока 13 синхронизации и управления обнуляется счетный блок 24.

Благодаря тому, что в каждый информационный канал 1 (2>, кроме привяэочного 3, введен блок форми15 рования приращения частоты; анализирующий изменчивость измеряемой функции с помощью экстраполяции первого порядка, система позволяет по сравнению с прототипом дополнительно существенно сжать информацию, особенно на участках с высоким градиентом в области термоклина, при измерении вертикальной структуры гидрологических параметров, что уве25,личивает информативность системы.

1113832

ВИИИПИ Закаэ 6623/42

Тираж 568 Подписное

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