Телеизмерительная система

 

ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА-, содержащая на передающей стороне коммутатор каналов, первый выход которого соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом передатчика, и в каждом информационном канале - соединенные последовательно датчик и анализатор активности сигнала, выходы датчиков информационных каналов соединены с соответствующими первыми входами коммутатора каналов, выход передатчика подключен к линии связи, на приемной стороне - приемник, первый вход которого соединен с выходом линии связи , блок управления и синхронизации, первые выходы которого соединены с вторыми входами приемника, и в каждом информационном канале - элемент И, отличающаяся тем, что, с целью повьшения помехоустойчивости системы, в нее на передающей стороне введены кодер, элемент ИЛИ и в каждый информационный канал - элемент И, выходы аналого15 цифрового преобразователя соединены через кодер с вторыми входами передатчтгка , выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами аналого-цифрового преобразователя и коммутатора каналов, вторые выходы которого соединены с первыми входами элементов И соответствующих информационных каналов, выходы которых соединены через элемент ИЛИ с третьим входом передатчика, в каждом информационном канале выход анализатора активности сигнала соес динен с вторым входом элемента И, € на приемной стороне введены восс.тановитель аналоговых сигналов, кодер, полусумматоры, элемент сравнения кодов, коммутаторы и в каждый информационный канал - триггер, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый выход приемника и вторые выходы блока управле J ния и синхронизации соединены соот ветственно с первыми .и вторыми вхо«4i k дами элементов Pi информационных каналов, выходы которых соединены с первыми входами восстановителя аналоговых сигналов, первые выходы которого являются выходами системы, вторые выходы приемника соединены с первыми входами первого коммутатора и первого и второго полусумматоров , выходы первого и второго полусумматоров соединены соответственно с первыми и вторыми входами элемента сравнения кодов, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответственно первого коммутатора и триггеров информационных

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„„Я0„„117941 (51)4 С 08 С 19/28

-1, ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ / -,,-/

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ - -"-".

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬП ИЙ (21) 3686082/24 — 24 (22) 28.12.83 (46) 15.09.85. Нюл. 1 34 (72) Л.Г.Журавин, A,Ã.Ïåâçíåð, С.Д.Рубцов и E.È.ÑåèåíîB (71) Ленинградский ордена Ленина электротехнический институт им. В.И.Ульянова (Ленина) (53) 62 1.398(088.8) (56) Ав:орское свидетельство СССР

732965, кл. С 08 С 19/28, 1980.

Авторское свидетельство СССР

Ф 669376, кл. С 08 С 19/28, 1979. (54) (57) ТЕЛЕИЗМЕРИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА, содержащая на передающей стороне коммутатор каналов, первый выход которого соединен с первым входом аналого †цифрово преобразователя, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с первым входом передатчика, и в каждом информационном канале — соединенные последовательно датчик и анализатор активности сигнала, выходы датчиков информационных каналов соединены с соответствующими первыми входами коммутатора каналов, выход передатчика подключен к линии связи, на приемной стороне — приемник, первый вход которого соединен с выходом линии связи, блок управления и синхронизации, первые выходы которого соединены с вторыми входами приемника, и в каждом информационном канале — элемент И, отличающаяся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости системы, в нее на передающей стороне введены кодер, элемент ИЛИ и в каждый информационный канал — элемент И, выходы аналого— о цифрового преобразователя соединены через кодер с вторыми входами передатчика, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами аналого-цифрового преобразователя и коммутатора каналов, вторые выходы которого соединены с первыми входами элементов И соответствующих информационных каналов, выходы которых соединены через элемент ИЛИ с третьим входом передатчика, в каждом информационном канале выход анализатора активности сигнала соединен с вторым входом элемента И, на приемной стороне введены восстановитель аналоговых сигналов, кодер, полусумматоры, элемент сравнения кодов, коммутаторы и в каждый информационный канал — триггер, первый вход которого соединен с выходом элемента И, первый выход приемника и вторые выходы блока управления и синхронизации соединены соответственно с первыми .и вторыми входами элементов И информационных каналов, выходы которых соединены с первыми входами восстановителя аналоговых сигналов, первые выходы которого являются выходами системы, вторые выходы приемника соединены с первыми входами первого коммутатора и первого и второго полусумматоров, выходы первого и второго полусумматоров соединены соответственно с первыми и вторыми входами элемента сравнения кодов, первый и второй выходы которого соединены с вторыми входами соответственно первого коммутатора и триггеров информационных

1179411 каналов, выходы которых соединены с соответствующими первыми входами коммутатора, вторые выходы блока управления и синхронизации соединены с соотв".тствующими вторыми входами второго коммутагора, выход которого соединен с третьим входом первого коммутатора, выходы первого коммутатора соединены с соответствук щими вторыми входами восстановителя аналоговых сигналов, вторые выходы

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может применяться в телеметрии, а также в телеуправлении и дальней связи.

Целью изобретения является повыще» 5

;.пе помехоустойчивости.

На фиг. 1 представлена структурная схс. а предлагаемой телеизмерительной системы; на фиг ° 2 и 3 — то же, приемника и многоканального восстановителя аналоговых сигналов.

Телеизмерительная система содержит на передающей стороне генератор 1 тактовых импу ьсов, коммутатор 2 каналов, аналого-цифровой пре- 15 образователь (АЦП) 3, кодер 4, передатчик 5 и элемент ИЛИ 6 и в каждом из N информационных каналов датчик 7, анализатор 8 активности сигналов и элемент И 9, а также линию 10 свя- 20 зи.

На приемной стороне телеизмерительная система содержит приемник 11, первый коммутатор l2 многоканальный восстановитель 13 аналоговых сиг- 25 налов, второй коммутатор 14, кодер 15, первый полусумматор 16, второй полусумматор 17, элемент 18 сравнения кодов, блок 19 управления и синхронизации и в каждом из И ин- 3р формационных каналов элемент И 20 и триггер 21.

Коммутатор 2 предназначен для поочередного подключения входных сиг— налов от датчиков 7 к выходу. Кроме 35 того, на вторые выходы коммутатора 2 выводятся импульсы управления выходы имеющегося в коммутаторе 2 распределителя импульсов. Коммутакоторого соединены с входами кодера, первые выходы кодера соединены с вторыми входами первого полусумматора и с четвертыми входами первого коммутатора, вторые выходы кодера соединены с вторыми входами второго полусумматора и с пятыми входами первого коммутатора вход блока управления и синхронизации сое динен с выходом линии свя— зи. тор 2 состоит из аналоговых ключей с объединенными выходами и распределителя импульсов с тактовым входом и выходами, подключенными к управляющим входам ключей и вторым выходам коммутатора.

АЦП 3 преобразует по мере поступления тактовых импульсов генератора 1 входной аналоговый сигнал в двоичный безызбыточный и-разрядный код.

Кодер 4 предназначен для перекодирования входного двоичного безызбыточного и-разрядного кода в пециальный двоичный код, обладающий следующими свойствами: кодовое расстояние между i-й и (i+2)-й кодовыми комбинациями равно (п-1) .

Указанный код строится следующим образом. Сначала в и-разрядном коде

Грея при четном п инвертируется каждая вторая комбинация, при нечетном п — комбинации, соответствующие нечетным десятичным числам в первой

И-1 половине диапазона i= (Π— (2 -1) j, и кобминации, соответствующие четным десятичным числам во второй половиИ-1 и не диапазона i=(2 — (2 -1)), или наоборот. Это дает код с кодовым расстоянием d=n-1 для соседних кодовых комбинаций. Затем представляются комбинации: весь массив разбивается ч -1 пополам и каждая (2 + .)-я комбинация ставится между i-й и (i+ 1)-й (i=1,2,....,2 -1) .

Пример требуемого кода для n=4:

i) 0000 9) 0110

2) 1100 10) 1010

3) 1110 11) 1000

1179411

4) 0010 12) 0100

5) 0011 13) 0101

6) 1111 14) 1001

7) 1101 15) 1011

8) 0001 1 6) 0111

Кодер 4 реализуется в виде большой интегральной схемы памяти, 2, ячеек которой заполняются при изготовлении схемы или программно.

Передатчик 5 при единичном управляющем сигнале на третьем входе формирует выходной сигнал, непосредственно поступающий в линию 10 свяI зи и несущий двоичную информацию с помощью любого вида модуляции с активным нулем (ЧМ, ФМ, ВИМ, ШИМ и др.). . Анализаторы 8 активности сигналов представляют собой адаптивные временные дискретизаторы и служат для непрерывного вычисления погрешности дискретизации входного сигнала при адаптивной нулевой экспраполяции и формирования логического сигнала

"1" на выходе при достижении погрешностью заранее установленной апертуры 1у, равной ширине кванта АЦП 3.

Приемник 11 осуществляет выдачу кодовой комбинации на вторые выходы и сигнала логической единицы на первый выход в случае передачи сообщения. Приемник 11 (фиг. 2) содержит детектор 22 передачи сообщений, элемент И 23, демодулятор 24 и преобразователь 25 последовательного кода в параллельный. Блоки 22 и 23 синхронизируются импульсами с часЬ тотой передачи кодовых комбинаций, а блоки 24 и 25 — с частотой двоичных символов.

Первый коммутатор 12 предназначен для подключения на выходы сигналов с одной иэ трех групп входов 1,4 и 5 в соответствии с двумя управляющими сигналами на втором Х и третьем Х входах. Выходной сигнал коммутатора определяется выражением ь -ф — -о

F-Х ° ХЗ+Х ° Xq" Хз+Хз Ха Хь в — «Ф где Х1, Х и Х вЂ” информационные сигналы соответственно на первых, четвертых и пятых вхо" дах.

Восстановитель 13 предназначен .для формирования аналоговых сигналов на первых выходах в соответствии с нулевой экстраполяцией отсчетов, ф принимаемых в виде кодовых комбинаций с вторых входов (от коммутатора 12) в тот или иной канал в зависимости от наличия логического сигнала "1" на одном из первых входов (от элементов И 20), и для формирования на вторых выходах (к кодеру 15) кода предыдущего отсчета соответствующего канала. Восстановитель 13 содержит декодер 26 (для перехода от используемого кода к обычному двоичному коду), регистры 27 памяти и цифроаналоговые преобразователи 28 по числу информационных каналов, а также логический коммутатор 29.

Второй коммутатор 14 предназначен для подачи на свой выход того логического сигнала со своих первых входов (от триггера 21), который соответствует тому иэ вторых входов

1(от блока 19), на котором имеется логическая единица.

Кодер 15 аналогичен кодеру 4, отличие состоит в том, что в соот25 ветствии с входным двоичным кодом числа i на двух группах выходов кодера 15 формируются коды, соответствующие числам (ь-1) и (д+1). Ко" дер 15 выполнен в виде двух блоков

gp типа кодера 4.

Полусумматоры 16 и 17 выполняют поразрядное суммирование по модулю два кодов на первых и вторых вхо дах и выдают результат на выходы в виде единичного кода. Таким образом определяется кодовое расстояние между входными кодовыми комбинациями, т.е. число несовпадающих разрядов.

<0 Элемент 18 сравнения кодов осуществляет сравнение числа единиц на первых и вторых входах, причем если единиц меньше на первых входах, то на первый выход, выдается сигнал

"1", в противном случае — сигнал "0".

На второй выход выдается сигнал "1", если минимальное число единиц в двух группах входов элемента 18 превышает величину 1<гС(п/2 -1). Величи50 íà r определяется допустимой вероятностью увеличения погрешности из-за сбоев до 4 .

Блок 19 управления и синхронизации (БУС) предназначен для выдачи

SS синхроимпульсов, символов и отсчетов . на первых выходах (к приемнику 11), а также для поочередной выдачи импульсов отсчетов на свои вторые выхо11 797> 1 1,hl )IP liЧЕМ 3ТИ !(1(П> ЛЬГ Ь! Си!3Х1>0

f 1 0 B c? E fh! Г 0 <) т л е Г с . Гв у 10щи м 0 бр Я 3 0 м (T» fc 0()ЫМИ 1<МТ) УЛВСЛМИ ПЕР ЕДЛ!О l, Й IIOIIClfC темы. Бпок 19 реллизуетсл нл основе л)(л,"tll!3»торя сигнл r." (демоду) siòîðà), синхрогп<зируемог0 гprнерлторл и pacj f t) P J(Ð Jf F! T c» Jf S3 И МП J JI i Г 0 В . ! P11 t)Ff D M(РИТЕЛ39НЛЯ С ИГ ТАМ» PC? >OT». е т следующим обрл з ом., >),нллизлтор(! 8« -8,-.(лктивности сиг— палов (лдлптивнь;е лременные дискрет:(3 л 1 О Р ь! ) 0 1 (Р Р 31 ел я(0 т !3 )с аж<) О м к Я н л(1 е

1! О Г Р P! l! >10 С Г 1, П УЛ C. П ой:) Е С Р Л Гl 0) ) Л ЦИИ сигji;?J)» От датчика 7 и (1>орыиру)от лог с к)(й с игнл:r "1" (с. I(ft;jj) Tpeno—

;1;:::,!D» г<Г)1 !7 !,i) r! т()c lcti i!(3.! )х 9

)1<1< "по<0!< 1< ) <, f< t," (:lr>!, кс (p(1lrOJ!sf— ! r (i! l l )1РС <3«l)!;Л (Г 33(.(!)! ilr !i>Г С ? ., !(i Кtt))«3(0) 1>) 1(1 1 1 (Мо .i (;l l r! )3< l;!! () Р(l(!

fi;11 <1p(l 1 ", I;It 7 (<>Очс;>Л, <,:(О i!<)J(1(i<1(< КОМ)(yÒС!

j i . .f), 1(,, > (i !i 1<. l < 1>)Р (ые и<10 и«) 01(Г—

ХО,,l i Г < >.:Р ОС C 0 « ()Л ill f jl (3!1< TB(Т<)Т1<" 10

lll0г 0:;l. Ilз;)Т0;);C 8 C « мсщью 3 (ГМС .—

"ОГ? !.(9, ">,. >. ри !<»3(!<Чllli )Л Л

C if 3 <С?.1t1. 1 0:!()! <1< . 9 ) (с .p C, (Л 1 !IH1(С) ) и s»i, ч;; i!.s! (3 ri:li:)r 1!r 11 (роl(с— .0 11 i jftt>)(() "..) кi «). 3«ti к(,t!6j)il ! tlrH

Г Л . j. C.:!,:) ), <1,: (. !1;l i l!PЕ (Г

00(>ой (ГР(.I(0, <(Р<1>3 l а I(0 I<)lilt(iID!Ю с (н)хо:„?, 1?((! «.:> i>0т (л;(Ом 0.>у )л: мо! r!10("l )i >1(?pP;;,! « :1 к» ) (3;riflrlrio 1 (?

",ЛЛ 3) H(« -" < >l . !!ОС«< >Jl!9КУ ll )

; )(Р,?133)Л)0Щ(>t j )3.;0;« ) jr 0(„<(3 ) ЧИ<;? > (! >,— ,10 l IO) ИЧ(3<" К)(й <.:! 1 jf )!I "(? )(ilГ, (>Ло)i iiC« ;,lii;i t;.;)<13(1;i .< ). <.Ч IЮ к )Д(—,;л l )it)0 j!l::.< Jè i («!«;6 МЩ ". ГO((:,(,l() ОTC .!i (jr D;)Fr! c; .! H )hfЕР)! ) (Л> 1 <«;, <:,!l(1:(С 0 < j)I×Ë>СЩИС.

C я D. (11 1 ) pл з ps!, ;Л х, ? ТO Il <.!10; 1 is 3 1<(I (! B Б Г. ОИС Мной I(0(OP рсl".ц<>! . сбоев, Т(р !e (ние 1 1 9 cli!(!ci)о—

ltl: l-,")>iC.".!1)((6-10 .(Ом 1 ", OC ущ(, CT 3 < tf C Т

11»>fС М СIIDН» 1013 il 3:,: 1 НИ! "() Г .; 3<3 !,Г:1!i и 1 1»)f11(lib! Т i!CT(PЛ< ОТ),1 i.l Р<.. ЦЛТ (HiC ) !i(ИЗ;)У>(;1-1 1!(С;>) HII, тс-

1! вь!Хо;(с, следов» ГГJiF но) 0 6уле) 1!л вь(хо;(Ях всех, злеме нl <>В И 20« — 20 (3 и )It!!(tl(CO? I(3 il9>; < i!>l;:1 Г <1 Гол ни л )1 с)— стлнови ге<)л 13 и тр(1 i ер л 21 <(с

<-,.РОИ:30ЙДЕт „. ЕCf ) ЛЕР) iljl lfPPPr!Л Г:)Икя 5 нл дянном тякте излучялясь9 то нл пер))ом выходе приемника 11 Ilo явитcji сигнлч )тогической "1". Это !

1 1I

5 вызолст поян:fpHHp. 1 на соответствующем втором входе управления вос"f »EIoF3If TeJrs3 l 3 и нл синхровходе с оотвстст.зующего г>-триггера 21 (выбор л:<одл восстлнс лителя 13 и синхровхо«G дл >>-TpH(.t сря 21 осуществляетсл

Г помс)1<(в)0 блокл 19 управления и синхро!(Излции 1! элементов И 20) . 1(а выходе клж)цог ñ) !?-триггера 21 .(Меется сиги»:1, з<3!И?сани«!(й! в него при нреды«5 дуя(ем прис (е отсчета в соответс)твуюI!pl>i клнл (. Сигнял с !Зыхода соответст— луli)l>(ct <7 r p!!1 1 Ãðë 21 1(оступлет ((1<)с)го)(»ря второму коммутатору 1(3) нл третий вход первого коммутато2() рл 12. ЕГJ)ft BTO логическая "1", то ,,..л))исимо от с Остоя (ия других вхо — .

;(ов коммут; торя 12 к его выходу бу;)ут по;(к<иоче(н,l его первые входы, т,е. код с 1)ыхоля приемника 11 без

2 (<>p;>el(((j rif><»;Ä(pт нл вход вос станов !

3)<т(>)(л 13, 6>улет декодирован и заIll! Г;3 !(33 с 00т 13(! тc т))У!01((ий кс?нлл Вос с г()нов)3(с)1! 13 выдает на вход коде;,л 1 ) код чи<)лл, имеющегося в рас10 «м;) i pifDE!pb;0.".i измерительном канале

,ко)(((()е((ь)ду()(еl 0 отсчета), а на

ii(. ii3i,i3c li вторых выходах кодера 15

lr0sl13J<л)0тсH 1(<>долые комбинации, со—

ОТ!3(. (ТЛ; !0ЩИС 110 C 3! С ДНЕМУ 07 СЧЕ ТУ

У<; r Hfij f(jj:fO»!V И УВЕJII«(C? ffffnhfy На ВЕЛИ )) .(, < с(. Г.ООТ13C"ÒС7 ЛЕНИO,,>)Г, (:>,.;!. (л1 <);)ы (() и 1 7 ВычислЯют лое р;?сс толние этих комбинаций

«Г)

<;0;(О)30:. К(Мбинлции на выходе npu-i п)кс< 1 и

Г. Оих ль)ходлх. Элемент 18 сравне-! ((:н КO;((>D Ос.у) lp(тлляет сравнение з <)(х легH

<с(горо(! Ил )?К(ход коммутатора 12 про. ;;). lit Г Гл из кодовых к Омбиняций кОд(?р,1 109 которлл бли)3<е к комбина. > G

i(H .-I !lpilllлТ(.l(!.1 3 iHHHH 10 СВЯЗИ

1(0 КО)(0)30."(У Р;?(С «OBE?H10 Т, Е. OT.,?H

ЧЛ ГСЯ ОТ НР< Л МЕНЬЩЕМ ЧИСЛЕ Раз; я;(o:-3.,>ь;6p;!D:<ля комбин»ция посту)!Лет л,!tc(1;i л >-.Гтановителя 13, декодирустгл )1 )л)(исьн?»ется в соот55 ветст)?ую:jlt t и 3. с plf TBJI3>E(hIH канал., it)l .:3 i 0È (>СJI)f O, ill(3 ИЗ ДВУХ КОДОВЫХ !

1 ?" (! ОЛ Н: (й М(!3 1 l IP >3<9ЛИ -(HEIbl Т TO

:Л В)", ро"r Л()Х ЛС З ielfelrт» 18 ПОяВИт=

1179411 ся сигнал "0", который по заднему фронту синхроимпульса запишется в соответствующий D-триггер 21, при следующем опросе данного измерительного канала опять произойдет выбор комбинации по минимуму кодового расстояния. Если оба кодовых расстояния превышают величину r, то в соответствующий D-триггер 21 запишется "1", и при следующем опросе данного измерительного канала .коррекции не произойдет — запишется комбинация непосредственно с выхода приемника 11.

Рассмотрим возможные случаи кор.рекции сбоев кодовых посылок в какомлибо измерительном канале. После принятия любой 1-й кодовой комбинации следующей может прийти либо (i+1)-я, либо (i-1)-я, кодовое расстояние между которыми d -1. Обозначим эти комбинации соответственно G u L они и появляются на выходах блока 15. Если в принятой из линии 10 связи кодовой комбинации имеются сбои не более, чем в Е=п/2-1 разрядах, то в результате коррекции по минимуму кодового расстояния будет сделан правильный выбор между комбинациями G u L.

Если в f-й посылке сбито больше, чем k, символов, а в (3+1)-й нет сбоев, выбор между G u L будет сделан неправильно, но (8+2)-я посылка будет принята без коррекции, (так

10 как кодовые расстояния превышали величину k) и если в ней нет сбоев, то правильный прием будет восстановлен (случай 2).

Если же имеют место две или более

15 последовательные комбинации со сбоя(слу4ай 3), то правильный прием будет восстановлен, как только придут две последовательные комбинации без сбоев.

Таким образом, предлагаемая телеизмерительная система позволяет корректировать сбои и обеспечивает высокую помехоустойчивость, при

25 этом код остается безызбьггочным, т.е. не происходит расширения необходимой полосы частот линии связи или увеличения расхода энергии.

1179411

11794 11 ют 10

um 6

Фиг 2

um 72

Ал фф o k

Составитель В. Федотов

Редактор А.Лежнина Техред М.Надь Корректор;А. Тяско

Заказ 5682/54 Тираж 611 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

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