Адаптивный коммутатор системы телеизмерений

 

Изобретение относится к телеизмерения .м и может применяться в система.х дальней связи. Цель изобретения - новьииение точности за счет снижения ногре1нности аннроксимации. В известное устройство дополнительно введены счетчик 16, деншфратор 13, компаратор 3, аналого-цифровой преобразователь 18, элементы И и ИЛИ 7, блок 26 буферной памяти, таймер 28, ,40- гический коммутатор 27, ключи 5, 6, инвертор . Благодаря этому отсчеты сиг налов, имеюши.х наибольн ую погрен1ность аппроксимации , передаются неносредственно в канал связи, а отсчеты други.х сигна.чо, у которы.х погренпность аппроксимации достигла допустимого значения, занис1)1ваются в буферную laMHTb. I ил. СО со о со о

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (>9>ЯО (11> 1 Дд Ьд 7 1

Д ) (sg 4 G 08 С 1928

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3993534/24-24 (22) 18.12.85 (46) 07.05.87. Бюл. № 17 (7!) Ленинградский электротехнический институт им. В. И. Ульянова (Ленина) (72) Е. М. Антонюк, P. И. Родимова и А. Ф. Родимов (53) 621.398 (088.8) (56) Фремке A. B. Телеизмерения. — М.:

Высшая школа, 975, с. 225 — -233.

Авторское свидетельство СССР

¹ 886032, кл. G 08 С 19/28, 1980. (54) АДАПТИВНЫЙ КОММУТАТОР СИСТЕМЫ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ (57) Изобретение относится к телеизмерениям и может применяться в системах дальней связи. Цель изобретения — повышение точности за счет снижения погрешности аппроксимации. В известное устройство дополнительно введены счетчик !6, дешифратор 13, компаратор 3, аналого-цифровой преобразователь 18, элементы И и ИЛИ 7, блок 26 буферной памяти. таймср 28, Ioгический коммутатор 27, ключи 5, 6, инвертор. Благодаря этому отсчеты сигна 108, имеющих на ибол ьшую погрешность I ll II poKсим а ции, передаются непосредств II Ilo в канал связи, а отсчеты других сигналов, у KoTophIx погрешность аппроксимации достиглаа допустимого зна ц ния, за нисы ваются в буферную память. ил.

1309071

Изобретение относится к телеметрии и может быть использовано в телемеханике, системах автом атического контроля и т.п.

Цель изобретения — повышение точности измерений за счет снижения погрешности аппроксимации.

На чертеже приведена функциональная схема адаптивного коммутатора.

Адаптивный коммутатор содержит информационные каналы 1, каждый из которых содержит преобразователь 2 погрешности аппроксимации (ППА), первый компаратор 3, третий элемент И 4, первый 5 и второй 6 ключи, третий элемент ИЛИ 7.

Адаптивный коммутатор содержит также первый элемент ИЛИ 8, первый триггер 9, генератор 10 импульсов, элемент 11 запрета, первый дешифратор 12, второй дешифратор 13, регистр 14, первый 15 и второй

16 счетчики, первый !7 и второй 18 аналого-цифровые преобразователи, блок 19 считывания, второй компаратор 20, генератор 21 линейно изменяющегося напряжения, второй 22 и первый 23 элементы И, второй триггер 24, элемент HE 25, блок 26 памяти, коммутатор 27, таймер 28, второй элемент ИЛИ 29, регистр 30 сдвига, формирователь 31 импульсов, первый 32 и второй 33 управляющие входы.

Коммутатор работает следующим образом.

Входные сигналы поступают на входы преобразователей 2 погрешности аппроксимации, где формируются напряжения, пропорциональные погрешности аппроксимации по выбранному алгоритму. В зависимости от того, в каком числе каналов 1 погрешность аппроксимации достигает допустимой величины, работа устройства подразделяется на три режима.

Первый режим — допустимая погрешность достигнута только в одном канале 1 и, следовательно, в этом же канале она и наибольшая.

В этом случае с приходом синхронизирующего импульса с первого выхода блока 19 считывания триггер 9 устанавливается в такое положение, что на его первом выходе появляется логическая «!», заиускаюшая генератор 21, устанавливающая в нулевое состояние счетчик 15 и, дающая разрешение на запись состояния выходов блоков 3 сравнения в регистр 30 сдвига.

Генератор 21 вырабатывает напряжение, монотонно убывающее от максимального значения до напряжения, соответствуюшего допустимому значению погрешности, т.е. имеет ступеньку из указанного напряжения, что может быть достигнуто соответствующей регулировкой выходного напряжения генератора 21 либо включением соответствующего дополнительного источника напряжения. Напряжение с выхода ге5

55 нератора 21 с помощью блоков 3 сравнения сравнивается с выходными напряжениями преобразователей 2. В момент равенства выходного напряжения генератора 21 напряжению на выходе любого преобразователя 2 срабатывает блок 3 сравнения в соответствующем канале. Логическая с!» с выхода сработавшего блока 3 сравнения записывается в соответствующий номеру выбранного канала разряд регистра 30 сдвига, в дополнительный разряд которого предварительно записан логический «О» от шины 32. Одновременно появляется логическая «!» на выходе первого элемента ИЛИ

8, которая опрокидывает триггер 9 так, что логический 0» с его первого выхода запрещает дальнейшую запись в регистр

30, а логическая «1», появляющаяся на втором выходе триггера 9, открывает элемент 11 запрета.

Импульсы от генератора 10 импульсов через открытый элемент 11 запрета поступают на вход сдвига регистра 30 и на вход двоичного счетчика 15. При этом логическая «1», записанная в регистр 30, перемешается на один разряд в сторону дополнительного разряда, а код счетчика 16 увеличивается на единицу. При появлении логической <1» в дополнительном разряде регистра 30 появляется сигнал на запрещающем входе элемента 11 запрета, который закрывается, запрещая тем самым дальнейший сдвиг и счет. Двоичный код, записанный к этому моменту в счетчике 15, соответствует номеру канала 1 с максимальной погрешностью. Одновременно логическая «1» в дополнительном разряде регистра 30 с помощью триггера 24 открывает элемент И 22, при этом импульсы с генератора 10 поступают на второй счетчик 16 и на выходах дешифратора 13 поочередно появляются логические 1». При появлении логической «!» на последней шине дешифратора 13 генератор 21 устанавливается в первоначальное состояние, т.е. состояние, ири котором выходное напряжение генератора 21 наибольшее.

При появлении очередного импульса на синхронизируюшем выходе блока 9 считывания адрес выбранного для передачи канала 1 переписывается из счетчика !5 в регистр 14 памяти, на соответствующем выходе дешифратора 12 появляется сигнал, открывающий ключ 5 выбранного канала

1 и сбрасываюший через элемент ИЛИ 7 преобразователь 2 выбранного канала 1.

Одновременно запускается первый аналогоцифровой преобразователь 17, преобразуюгций аналоговый сигнал выбранного канала 1 в цифровой код, а триггер 9 устанавливается в положение, ири котором запускается генератор 21, и цикл работы адаптивного коммутатора повторяется. В сле1309071

t0

Формула изобретени»

55 дующем цикле выбора канала с наибольшей погрешностью блок 19 считывания последовательно считывает в линию связи код адреса канала 1, выбранного в предыдущем цикле, который хранится в регистре

14 памяти, а затем код информации от преобразователя 17 и код времени от блока

28 формирования сигналов времени, причем код адреса, код информации и код времени поступают на блок считывания от логического коммутатора 27. При этом на выходе формирователя 31 и соответственно на выходе второго элемента И 23 устанавливается нулевой сигнал.

Второй режим — допустим ая погрешность достигнута в нескольких каналах 1, в одном канале эта погрешность наибольшая.

В этом случае информация от всех каналов 1 с погрешностью аппроксимации, большей или равной заданной, кроме канала с наибольшей погрешностью, записывается в блок 26 памяти в темпе работы генератора 10 импульсов, а информация от канала с наибольшей погрешностью через логический коммутатор 27 и блок !9 считывания поступает в линию связи. Этот режим осуществляется следующим образом.

Синхронизирующий импульс с первого выхода блока 19 считывания с помощью триггера 9 запускает генератор 21, устанавливает счетчик 15 в нулевое состояние и дает разрешение на запись состояний выходов блоков 3 сравнения в регистр 30 сдвига. При нахождении канала 1 с наибольшей погрешностью аппроксимации, так же, как и в первом режиме, в регистр 30 записывается номер этого канала, а на выходе элемента ИЛИ 8 появляется логическая

«1», с помощью триггера 9 запрещающая дальнейшую запись состояния выходов блоков 3 в регистр 30. Логическая «1», появляющаяся на втором выходе триггера 9, открывает элемент 11 запрета, и импульсы от генератора 10 импульсов поступают на вход сдвига регистра 30 и на вход счетчика

15. При появлении логической «1» в дополнительном разряде регистра 30 закрывается элемент 11 запрета и с помощью триггера 24 открывается элемент И 22, при этом импульсы с генератора 10 поступают на второй счетчик 16, совместно с дешифратором 13 опрашивающий элементы И 4 каналов 1. При опросе элемента И 4 канала 1, у которого погрешность аппроксимации достигла заданного значения, т.е. при появлении логических «1» на обоих входах какого-либо элемента И 4, открывается соответствующий ключ 6, и информация этого канала 1 поступает на второй аналого-цифровой преобразователь 18, где преобразуется в код, который записывается в блок 26 памяти по сигналу от элемента

ИЛИ 29. Одновременно записывается в

Зо

45 блок 26 кол номера канала 1 с выходов счетчика !6 и кол, времени с выходов таймера 28. При этом канал 1, имеющий наиболыпую погрешность аппроксимации, записываться в блок 26 не будет, так как его преобразователь 2 погрешности аппроксимации сброшен сигналом от дешифратора

12 до начала опроса элементов И 4. По окончании опроса элементов И 4 сигнал с последней шины лешифратора 13 закрывает с помощью триггера 24 элемент И 22 и устанавливает генератор 21 в первоначальное состояние, в котором выходное «апряжение генератора 21 имеет максимальное (по модулю) значение.

Третий режим — в данном цикле ни у одного из каналов погрешность аппроксимации не достигла заданного значения, т.е. при изменении выходного напряжения генератора 21 от максимального значения до значения, соответствующего допустимому значению погрешности аппроксимации, не сработал ни олин блок 3 сравнения.

В этом режиме в линию связи через блок

19 считывания передается информация, записанная в блоке 26 памяти. При этом на выходе элемента И 23 появляется логическая «1», запускающая формирователь 31.

Сигнал с выхода формирователя 31 переключает выходы логического коммутатора

27 с входов от преобразователя 17, регистра 14 памяти и таймера 28 на входы блока

26 памяти, а также является сигналом считывания информации из блока 26 памяти.

Переходы с режима на режим осуществляются а втом ати чески.

Таким образом, предлагаемый адаптивный коммутатор позволяет уменьшить погрешность аппроксимации, поддерживая ее на заданном уровне, и практически полностью устранить избыточность сообщений. По сравнению с известными устройствами сокращения избыточности с буферной памятью предлагаемый адаптивный коммутатор позволяет передавать экспрессинформацию в натуральном масштабе времени о наиболее быстро меняющихся (а, следовательно, и наиболее важныi) параметрах.

Адаптивный коммутатор системы телеизмерений, содержащий генератор им пульсов, выход которого соединен с первым Входом элемента запрета, выход которого соединен с первыми входами регистра сдвига и первого счетчика. выходы первого счетчика соединены с соответствующими первыми входами регистра, выходы которого соелинены с соответствующими входами первого дешифратора, блок считывания, первый

1309071 (.оставитель Б. Бородин

Редактор 11. Рогулич Тсхред И. Всрсс Корр I

Заказ 1438/44 1ираж 544 11одниснос

В11Ии11111 Государственного комитета C(:!.Ð Во делам изобретений и открытии

113035, Москва, Ж- 35, Раугнская наб., д. 4<5

1lроизводственно-полиграфическое нре vtpèÿòèå, г. Ужгород, ул. Ilpoi к-.ная, 4 выход которого является выходом адаптивного коммутатора, второй выход блока считывания соединен с вторым входом регистра и первыми входами первого аналого-цифрового преобразователя и первого триггера, второй вход которого 1одключен к выходу первого элемента ИЛИ, выход первого триггера соединен с первым входом генератора линейно изменяющегося напряжения и вторыми входами первого счетчика и регистра сдвига, третий вход которого является первым управляющим входом адаптивного коммутатора, и в каждом информационном канале преобразователь погрешности BHпроксимации, первый компаратор и первый ключ, объединенные первые входы преобразователя погрешности аппроксимации первого ключа являются информационными входами адаптивного коммутатора, выход преобразователя погрешности аппроксимации соединен с первым входом первого компаратора, выходы первых компараторов каждого канала соединены с соответствующими четвертыми входами регистра сдвига и соответствующими входами первого элемента ИЛИ, выходы первых ключей каждого канала объединены и соединены с вторым входом аналого-цифрового преобразователя, выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с объединенными вторыми входами»ервых компараторов каждого канала, выходы первого дешифратора соединены с вторыми входами первых ключей соответству1ощих информ ационных каналов, отличаюи4ийся тем, что, с целью повышения точности измерений, в него введены второй компаратор, первый и второй элементы И, элемент

НЕ, формирователь импульсов, второй триггер, второй счетчик, второй дешифратор, второй аналого-цифровой преобразователь, блок памяти, второй элемент ИЛИ, коммутатор, таймер и в каждый информационный канал, третий элемент И. третий элемент

ИЛИ и второй ключ, выход генератора линейно изменяющегося напряжения соединен с первым входом второго компаратора, второй вход которого является вторым информационным входом адаптивного коммутатора, выход второго компаратора соединен с первым входом первого элемента И, выход которого через формирователь им5

45 пульсов соединен с первыми входами блока памяти и коммутатора, выход первого элемента ИЛИ через элемент HE соединен с вторым входом первого элемента И, выход регистра сдвига соединен с первым входом второго триггера, выход которого соединен с первым входом второго элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора импульсов, выход второго элемента И соединен с первым входом второго аналого-цифрового преобразователя и через второй счетчик соединен с соответствуюгцими вторыми входами блока памяти и входами второго дешифратора, выходы которого соединены с соответствующими первыми входами третьих элементов И каждого информационного канала. последний из выходов второго jLelvифратора соединен с вторыми входами второго триггера и генератора линейно изменяющегося напряжения, выходы второго аналого-цифрового преобразователя соединены с соответствующимии третьими входам и блока памяти, выходы которого соединены с соответствующими вторыми входами адаптивного коммутатора, выходы таймера соединены с соответствующими четвертыми входами блока памяти и третьими входами коммутатора, выходы которого соединены с соответствующимии входам и блока считывания, Bblxojb! регистра соединены с соответствующими четвертыми входам и коммутатора, пятые входы которого подключены к соответствующим выходам первого аналого-цифрового преобразователя, в каждом информационном канале выход первого компаратора соединен с вторым входом четвертого элемента

И, выход которого соедин II с неpBblbln вгходами второго клкуча и четвертого элеменлга

ИЛИ и соответству1ощим входом второго элемента ИЛИ, первый и второй входы первого кл1оча подключены к вторым входам соответственно второгo ключа и третьего элемента И, выход которого соединен с вторым вхо lolvl vpcооразователя llol pptvности аппроксимации, выходы вторых ключей каждого информационного канала объединены и соединены с вторым входом второго аналого-цифрового преобразователя, второй вход второго компаратора HBляется вторым управляющим входом а ьаптивного коммутатора.