Устройство для передачи телеметрической информации

 

I. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее аналого-цифровой преобразователь , первый вход которого является информационным входом устройства, блок сравнения, выход которого подключен к первому входу счетчика блок управления, первый выход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока управления подключен к второму входу счетчика, первый блок оперативной памяти, отличающее с я тем, что, с целью повышения пропускной способности, в него введены буферные блоки памяти , блок ортогонального преобразования , вычислительный блок, второй блок оперативной памяти, квадратор, сумматор, вычитатель и ключ, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу первого буферного блока памяти, выход которого подключен к первому входу второго блока оперативной памяти и первому входу блока вьмислительного блока, выход которого подключен к первому входу вычитателя , второй вход вычитателя подключен к выходу первого блока оперативной памяти, выход вычитателя подключен к первому входу блока сравнения , выход которого подключен к первому входу блока управления, первый выход второго блока оперативной памяти подключен к первому входу ключа, первый выход ключа подключен к первому входу квадратора, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход сумматора подключен к второму входу блока сравнения, второй выход ключа подключен к первому входу второго буферного блока памяти, выход которого является выходом устройства, второй вход второго буферного блока памяти подключен к первому выходу счетчика, второй выход которого подключен к второму входу блока управления, первый выход блока управления подключен к второму входу первого буферного блока памяти и второму входу квадратора, третий вькод блока управления подключен к третьему входу первого буферного блока памяти и второму входу второго блока оперативной памяти, второй выход и третий вход которого подключены соответственно к первому входу и выходу блока ортогонального преобразования, третий вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, пчтый выход блока управления подключен к четвертому входу второго блока оперативной памяти, второму входу вычислительного блока, второму входу сумматора , второму входу ключа и третьему входу второго буферного блока памяти, шестой выход блока управления подключен к пятому входу второ

(Ю 01) СО1ОЭ СОВЕТСНИХ

Р. «

КСПжЛИН зщ) 0 08 С 19/28

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

OCNAPCТВЕНН! 1Й HOMHTET СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНЯТИЙ (21) 3631032/24-24 (22) 03.08.83 (46) 15.12.84. Бюп. М 46 (72) И.Б.Фоменко, В.В.Медведев, С.M.Башевский и А.П.Караваев (53) 621.398(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

Ф 805380, кл. G 08 С 19/00, 1979.

2. Авдеев Б.Я. и др. Адаптивные телеизмерительные системы. Энергоиздат, 1981, с. 85 (прототип):

3. ТИИЭИР, 1967, т. 55, Ф 3, с. !6.

: (54) (57) 1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ

ТЕЛЕМЕТРИЧЕСКОЙ ИНФОРМАЦИИ, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый вход которого является информационным входом устройства, . блок сравнения, выход которого подключен к первому входу счетчика, блок управления, первый выход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока управления подключен к второму входу счетчика, первый блок оперативной памяти, о т л ь" ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения пропускной способности, в него введены буферные блоки памяти, блок ортогонального преобразования, вычислительный блок, второй блок оперативной памяти, квадратор, сумматор,.вычитатель и ключ, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу первого буферного блока памяти, выход которого подключен к первому входу второго блока оперативной памяти и первому входу блока вычислительного блока, выход которого подключен к первому входу вычитателя, второй вход вычитателя подключен к выходу первого блока оперативной памяти, выход вычитателя подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подключен к первому входу блока управления, первый выход второго блока оперативной памяти подключен к первому входу ключа, первый выход ключа подключен к первому входу квадратора, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход сумматора подключен к второму входу блока сравнения, второй выход ключа подключен к первому входу второго буферного блока памяти, выход которого является выходом устройства, второй вход второго буферного блока памяти подключен к первому выходу счетчика, второй выход которого подключен к второму входу блока управления, первый выход блока управления подключен к второму входу первого буферного блока памяти и второму входу квадратора, третий выход блока управления подключен к третьему входу первого буферного блока памяти и второму входу второго блока оперативной памяти, второй выход и третий вход которого подключены соответственно к первому входу и выходу блока ортогонального преобразования, третий вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход блока управления подключен к четвертому входу второго блока оперативной памяти, второму входу вычислительного блока, второму входу сумматора, второму входу ключа и третьему входу второго буферного блока памяти, шестой выход блока управления подключен к пятому входу второ11 го блока оперативной памяти и третье му входу ключа, третий вход вычислительного блока и третий вход блока управления являются управляющим входом устройства.

2. Устройство по п.l, o т л и— ч а ю щ е е с я тем, что вычислительный блок содержит буферный регистр, сумматоры, регистры, квадра— тор, вычитатели и перемножитель, вы-. ход первого сумматора через первый регистр подключен к первому входу первого вычитателя, выход которого подключен к первому входу буферного регистра, первый выход которого подключен к первому входу перемножителя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, выход второго сумматора подключен к первому входу второго вычитателя, выход которого. подключен к первому входу второго регистра, второй выход буферного регистра подключен к второму входу перемиожителя и через квадратор к первому входу третьего сумматора, выход которого подключен к второму входу второго вычитателя объединенные первый вход первого сум. матора и второй вход первого вычнтателя являются первым входом вычислительного блока, объединенные вторые входы сумматоров и второй вход буферного регистра являются вторым входом вычислительного блока,объединенные третьи входы сумматоров и третий вход буферного регистра являются третьим входом вычислительного блока, выход регистра является выходом вычислительного блока.

29641

3. Устройства по п. 1, с т л и— ч а ю щ е е с я тем, что блок управления содержит генератор тактовых импульсов, счетчики, триггеры, элементы И и элемент ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго элемента И, выход первого элемента И подключен к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы ко— торых через соответствующие счетчики подключены к первому и второму входу первого триггера, третий вход которого подключен к выходу элемента

ИЛИ, первый и второй выходы первого триггера подключены к входам соответственно второго и третьего триггера, первый выход второго триггера подключен к второму входу первого элемента И и первым входам пятого и шестого элементов И, второй выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента И и первым входам седьмого и восьмого элементов И, первый выход третьего триггера под" ключен к второму входу третьего элемента И и вторым входам шестого и восьмого элементов И, второй выход третьего триггера подключен к второму входу четвертого элемента И и вторым входам пятого и седьмого элементов И, первый, второй и третий входы элементов ИЛИ являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления,. выход генератора тактовых импульсов, выходы шестого, пятого, восьмого, седьмого и второго элементов И являются соответственно первым — шестым выходами блока управления.

Изобретение относится к устройствам связи и может быть использовано в системах телеметрических данных.

Иэвестно устройство передачи телеметрической информации, состоящее .5 на передающей стороне из последовательно соединенных датчиков, блока прямого ортогонального преобразователя Уолша, коммутатора, аналого-цифрового преобразователя, блока считы- 10 вания и передатчика. Приемная старо на состоит из блока промежуточной памяти, цифра-аналогового преобразователя, дешифратора адреса и блока обратного ортогонального преобразователя Уолша fl) .

Недостаток этого устройства — избыточность передаваемых данных, так как количество передаваемых сигналов спектральных компонент постоянно и не зависит от динамичности исходного процесса.

9641 4 ключен к первому входу блока управления, первый выход второго блока оперативной памяти подключен к первому входу ключа, первый выход ключа под.ключен к первому входу квадратора, выход которого подключен к первому входу сумматора, выход сумматора подклочен к второму входу блока сравнения, второй выход ключа подключен к первому входу второго буферного блоблока памяти, выход которого является выходом устройства, второй вход второго буферного блока памяти подключен к первому выходу счетчика, второй выход которого подключен к второму входу блока управления, пер- вый выход блока управления подключен к второму входу первого буферного. блока памяти и второму входу квадратора, третий выход блока управления подключен к третьему .входу первого буферного блока памяти и второму входу второго блока оперативной памяти, второй выход и третий вход которого подключены соответственно к первому входу и выходу блока ортогонального преобразования, третий вход которого подключен к четвертому выходу блока управления, пятый выход блока управления подключен к четвертому входу второго блока оперативной памяти, второму входу вычислительного блока; второму входу сумматора, второму входу ключа и третьему входу второго буферного блока памяти, шестой выход блока управления подключен к пятому входу второго блока оперативной памяти и третьему входу ключа, третий вход вычислительного блока и третий вход блока управления являются управляющим входом устройства.

3 .112

Наиболее близким к предлагаемому является устройство для передачи телеметрической информации содержащее последовательно соединенные коммутатор, аналого-цифровой преобразоваS тель и блок считывания, выходы аналого-цифрового преобразователя подключены к первым входам схемы сравнения, а также через блок памяти к вторым входам схемы сравнения, вы- 1р ход которой через счетчик подключен к вторым входам блока считывания,и первому входу блока управления, выход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя и схемы запуска, выход которой подключен к вторым входам коммутатора и блока памяти, вторые выходы блока считывания и схемы сравнения

I подключены соответственно к второму и третьему входам схемы запуска (2) .

Недостаток известного устройства— малая пропускная способность,обусловленная избыточностью передаваемых данных.

Целью изобретения является повышение пропускной способности устрой-, ства.

Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее аналого-цифровой преобразователь, первый выход которого является информационным входом,устройства, блок сравнения, выход которого подключен к первому входу счетчика, 5 блок управления, первый выход которого подключен к второму входу аналого-цифрового преобразователя, второй выход блока управления подключен к второму входу счетчика, первый 4О блок оперативной памяти, введены буферные блоки памяти, блок ортогот нального преобразования, вычислительный блок, второй блок оперативной памяти, квадратор, сумматор, вы- 4S читатель и ключ, выход аналого-цифрового преобразователя подключен к первому входу первого буферного блока памяти, выход которого подключен к первому входу второго блока SO оперативной памяти и первому входу . блока вычислительного блока, выход которого подключен к первому входу

I вычитателя, второй вход вычитателя подключен к выходу первого Я блока оперативной памяти, выход вычитателя подключен к первому входу блока сравнения, выход которого подПри этом в вычислительный блок введены буферный регистр, сумматоры, регистры, квадратор, вычитатели и перемножитель, выход первого сумматора через первый регистр подключен к первому входу первого вычитателя, выХод которого подключен к первому входу первого буферного регистра, первый выход которого подключен к первому входу перемножителя, выход которого подклю- . чен к первому входу второго сумматора, выход второго сумматора подключен к первому входу второго вычитателя, выход которого подключен к первому входу второго регистра, вто1129641 рой выход буферного регистра подключен к второму входу перемиожителя и через квадратор к первому входу третьего сумматора, выход которого подключен к второму входу второго вычитателя, объединенные первый вход первого сумматора и второй вход первого вычитателя являются первым входом вычислительного блока, объединенные вторые входы сумматоров и второй вход буферного регистра являются вторым входом вычислительного блока, объединенные третьи входы сумматоров и третий вход буферного регистра являются третьим входом вычислительного блока, выход регистра является выходом вычислительного блока.

KpoMe того, в блок управления введены генератор тактовых импульсов, счетчики, триггеры, элементы И и элемент ИЛИ, выход генератора тактовых импульсов подключен к первым входам первого и второго элемента И, выход первого элемента И подклкчен к первым входам третьего и четвертого элементов И, выходы которых через соответствующие счетчики подключены к первому и второму

ЗО входу первого триггера, третий вход которого подключен к выходу элемента ИЛИ, первый и второй выходы первого триггера подключены к входам соответственно второго и третьего триггера, первый выход второго триг- .З гера подключен к второму входу первого элемента И и первым входам пятого и шестого элементов И, второй выход второго триггера подключен к второму входу второго элемента И.и

40 первым входам седьмого и восьмого элементов И, первый выход третьего триггера подключен к второму входу третьего элемента И и вторым входам шестого и восьмого элементов И, вто- 4 рой выход третьего триггера подключен к второму входу четвертого элемента И и вторым входам пятого и седьмого элементов И, первый, второй и третий входы элементов ИЛИ 50 являются соответственно первым, вторым и третьим входами блока управления, выход генератора тактовых импульсов, выходы шестого, пятого, восьмого, седьмого и второго элемен- 55 тов И являются соответственно первым — шестым выходами блока управления.

На фиг.l изображена структурная схема устройства для передачи телеметрической информации; на фиг.2 схема вычислительного блока; на фи фиг. 3 — схема блока управления; на фиг. 4 — зависимости коэффициентов сжатия Кс от б

Устройство содержит аналого-цифровой преобразователь 1,ЩП) 1, буферный блок 2 памяти, блок 3 оперативной памяти, ключ 4, буферный блок 5 памяти, вычислительный блок 6, вычитатель 7, блок 8 оперативной памяти, блок 9 сравнения, сумматор

l0, квадратор 11 блок 12 ортогонального преобразования, счетчик )3, ! блок 14 управления, сумматоры 15l 7, вычитатели 18 и 19, регистры 20 и 21, буферный регистр 22, перемножитель 23, квадратор 24, генератор

25 тактовых импульсов, счетчики 26 и 27, триггеры 28 — 30, элементы 31—

38 И и элемент 39 ИЛИ.

Вычислительный блок 6 ошибки дис— кретизации состоит из последовательно соединенных сумматора 15 . регистра 21 сдвига, вычитателя 18, буферного регистра 22, перемножителя 23, второго накапливающего сумматора 17, второго вычитателя 19, выходного регистра 20 и последовательно соединенных квадратора 24 и третьего накапливающего сумматора 16. Выход сумматора 16 соединен с другим входом второго вычитателя 19, вход квадратора 24 подключен к другому выходу буферного регистра и другому входу перемножителя 23, вход первого накапливающего сумматора 15 соединен с дру. гим входом вычитателя 18, причем управляющие входы накапливающих сумматоров 15 — 17 и буферного регистра соединены с соответствующими входами блока управления.

Структура приемного устройства определяется форматом передаваемого группового сигнала. Приемное устройство состоит из приемника, буферного запоминающего устройства и обратного ортогонального преобразователя.

Предложенное устройство работает следующим образом.

Перед началом работы сигналом

"Сброс" от синхронизатора производят установку нулевых начальных условий в буферных запоминающих устройствах, оперативном запоминающем устройстве, блоке вычисления ошибки: дискретизации, накапливающем сумматоре и ревер15 чении аргумента, равном шагу дискретизации Ь

На вычитатель 7 подают сигнал б полной допустимой ошибки восстаK новления от блока 8 оперативной памяти, выполненного в виде клавишного запоминающего устройства, и.й; — сиг, г нал текущей ошибки дискретизации от вычислительного блока 6 ошибки дис" кретизации. На выходе вычитателя 7 получают сигнал, пропорционапьный квадрату допустимой ошибки преобразования 6

6 „= 6, -6 .

Этот сигнал б подают на вход бло- 50 я ка 9 сравнения, на другой вход кото- рого поступают текущие суммы квадр аторов сигналов спектральных компонент 2С, полученных после про7 хождения сигнала С через ключ 4, 55 квадратор 11 и накапливающий сумматор 10. Сравнение сигнала допус 2 тимой ошибки преобразования б„ с

7 !29 сивном счетчике. Затем на вход аналого-цифрового преобразователя (АЦП) 1 подают выборки непрерывного случайного процесса М(t) . На выходе

АЦП частотой тактирующих импульсов, поступающих с синхронизатора, получают N цифровых отсчетов сигнала в виде параллельного кода. Шаг дискретизации выбирают, исходя из максимальной ожидаемой частоты в 10 спектре сигнала. И цифровых отсчетов сигнала записывают в буферный блок 2 памяти, откуда по сигналу считывания от синхронизатора передают в ортогональный преобразователь, где определяют 11 сигналов ортогональных спектральных компонент Гд,С, ..., С 1!. В блоке 3 оперативной памяти этн сигнапы запоминают и через двухпозиционный ключ 4 передают либо в квадратор 11 (первое. положение ключа 4), либо в буферный блок 5 памяти. С выхода буферного блока 2 памяти цифровые отсчеты сигнала X подают также на вычислительный блок 6 ошибки дискретизации, на выходе которого сигнал пропорционален квадрату текушей ошибки дискретизации G б -d --бк(ь, 30 где d z — дисперсия сигнала;

R(h) — значение нормированной кор-. реляционной функции сигнала при зна64! 8 г сигналом 2 С ° в блоке 9 сравнения проводят до тех пор, пока не будет выполняться условие

После этого ключ 4 переключают на второй выход — к буферному блоку 5 памяти — сигналом управления блока 14 управления и на выходе . реверсивного счетчика 13, соединенном с входом буферного блока 5 памяти, получают сигнал, пропорциональный числу (N-М+1) существенных спектральных компонент. С выхода блока сравнения 9 получают сигнал, поступающий на блок 14 управления, где вырабатывают сигналы считывания (?1-M+1) первых сигналов спектральных компонент из блока 3 операувной памяти и передачи их через ключ 4 в буферный блок 5 памяти.

В канал связи передают групповой сигнал, состоящий из сигнала числа (N-И+1) и сигналов (N-И+1) спектральных компонент.

После записи сигналов (Я-И+1) спектральных компонент в буферный блок 5 памяти реверсивный счетчик 13 обнуляют сигналом иэ блока 14 управления. Затем начинается цикл обработки следующей реализации. Сигнапом начала следующего цикла является сигнал, приходящий с реверсивного счетчика на блок 14 управления.

В качестве базового объекта взято устройство передачи данных (3), предназначенное для использования на борту космического корабля. Это устройство реализует способ сокращения избыточности на предсказателе ну левого порядка.

Технико-экономическая эффективность предложенного технического решения по отношению к известному оценивается значениями их коэффициентов сжатия и

К вЂ” — я вФ N- М где N — количество передаваемых данных без сокращения избыточности;

М- М вЂ” количество передаваемых данных при сокращении избыточности.

Для сопоставления проведен расчетный эксперимент. С помощью ЭВМ генерировался случайный сигнал с заданными корреляциочными и динамическими свойствами. Этот сигнал подвергали сжатию с помощью интерполятора нуле9 1129641 1О вого порядка, применяем г ен яемо го в б as о- ствуют сигналам с корреляционной л -а с вом объекте, и с помощью модели пред- функцией К() =е (дифференцируемый ложенного устро ства. и В качестве ор- процесс) . Сплошными линиями нанетогональных функци использ в сены значения коэффициента сжатия для

256 функций Уолша. В качестве вход- предложенного способа, пунктирными— иых сигналов, подвергаемых сжатию для известного. взяты недифференцируемый процесс„с корреляционно функцие Как следует из этих графиков, преддифференцируемь емый процесс с корреляци ложенное устройство имеет устойчи1а вое преимущество по сравнению с изНа фиг. 4а, f приведены зависи- вестным: для сигналов первого типа мости с» от величины при г, б при фикси- ксэффициент сжатия увеличивается в рованном значени d 7X от шкалы 4 раза для сигнала второго типа— сигнала. Графики на фиг.4а соответ- в 2 раза.! 129641

1129641

g Я

Фаж4а

Составитель В.Черединцев

Техред А .Кикемезей Корректор В.Бутяга

Редактор М.Циткина

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

Заказ 9456/40 Тиржк 568 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

fl3035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5