Приемное устройство телеизмерительной системы

 

Изобретение относится к приему цифровой информации и может быть применено в системах связи, телеметрии и др. Цель - повышение функциональной надежности и упрощение устройства. Устройство телеизмерительной системы содержит блок промежуточной памяти 1, блок 2 анализа отсчета, дешифратор 3 адреса, измерительные каналы 4<SB POS="POST">1</SB> и 4<SB POS="POST">K</SB>, блок коммутации 5 и блок 6 запуска. Принцип работы устройства основан на формировании разрешенных уровней квантования с учетом предшествующего принятого уровня и числа сбоев в данном измерительном канале. 4 ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

19,80 (gg)g С 08 С. 19/28

ГОсу А

ПО И

ПРИ () (71) с тит (72) А.А. (53),621:398(088.8) РСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

БРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

НТ СССР

1 (21) 4616387/24-24 (22) 07.12.88

46 l23.11.90. Бюл. 11- 43

Пермский политехнический ин-. т

4 .Л.Кон, Н.Н.Матушкин, ткин и А.А.Южаков вторское свидетельство СССР

751, 18.08.87.

РИЕМНОЕ УСТРОЙСТВО ТЕЛЕИЗМЕРИЙ СИСТЕМЫ эобретение относится к приему ой информации и может быть

1608727 А t применено в системах связи, телемет— рии и др. Цель — повышение функциональной надежности и упрощение устройства, Устройство телеиэмерительной системы содержит блок промежуточной памяти 1, блок 2 анализа. отсчета, дешифратор 3 адреса, измерительные каналы 4 и 4, блок 5 коммутации и блок 6 запуска. Принцип работы устройства основан на формировании разрешенных уровней квантования с учетом ° предшествующего принятого уровня и .числа сбоев в -данном измерительном канале. 4 ил., 1 табл.

1 608727

Изобретение относится к информационно-измерительной технике и может быть применено в системах связи, телеметрии и др. 5

Целью изобретения является повышение функциональной надежности и упрощение устройства.

На фиг,l изображена структурная схема устройства; на фиг.2 — струк- 10 турная схема измерительного канала; на фиг.3 — структурная схема переключающего блока; на фиг.4 - структурная схема блока управления.

Устройство содержит блок 1 промежу-15 точной памяти, блок 2 анализа отсчета, дешифратор 3 адреса, измерительные каналы 4 - 4, переключающий блок

5 коммутации и блок 6 запуска.

Блок 1 промежуточной памяти пред- 20 назначен для формирования кода адреса и кода отсчета.

Дешифратор 3 формирует сигнал логической "1" на одном из своих выходов в соответствии с входным кодом. 25

Блок 6 запуска предназначен для проведения схемы в исходное состояние при включении питания.

Измерительный канал 4 (фиг,2) содержит элемент HE 7, первый 8 и. второй30

9 элементы И, группу элементов И

10„ — 10 триггер 11, счетчик 12 и группу 13 -13 D-триггеров.

Блок 5 содержит мультиплексор 14, первую и вторую группы мультиплексо- 35 ров 15 и 16, элемент 17 задержки, . первую и вторую группы элементов 18 и и 19 задержки, Триггер 11 предназначен для анализа того1 поступил ли в данный из- 40 мерительный канал с начала работы устройства хотя бы один отсчет или нет, По сигналу от блока 6 триггер ll устанавливается в "0", когда в измерительный канал поступает первый отсчет, то триггер сбрасывается в

"1"

Счетчик 12 предназначен для суммирования (вычитания) импульсов, по,ступивших на первый (второй) управляю-50 щий вход, т,е, для формирования числа сбоев.

Группа 13 -13д триггеров предназначена для хранения в двоичном безизбыточном коде кода отсчета измеря-еМого параметра,„т.е. группа триггеров играет роль регистра.

Блок 2 (фиг,4) предназначен для анализа принятого отсчета, т,е. для р*аейия вопроса о том, верный ли принятый отсчет или нет. Блок 2 содержит сумматор 20, дешифратор 21, вычитатель 22, элемент 23 сравнения и элемент И 24, Сумматор 20 предназначен для увеличения кода, содержащегося в счетчике 12 выбранного измерительного канала, на единицу, т.е.

1201 = I!2l + "1", где 1 20(— код на выходе сумматора 20, 1 121 — код на выходе счетчика 12, "1" — код единицы.

Дешифратор 21 предназначен для ° преобразования кода отсчета, поступающего с второй группы выходов блока

1, в двоичный безызбыточнмй код.

Для кодирования отсчетов в устройстве используется код, учитывающий корреляцию соседних отсчетов.

Вычитатель 22 реализует следующую функцию.:

Т22I = 121I - 113 I, где 1 22 I — код на выходе вычитателя 22; 21! — код на выходе дешифратора 21;

113(— код на выходах триггеров группы 13.

Элемент 23 сравнения предназначен для сравнения кодов, поступающих с .. сумматора 20 и вычитателя 22.

Если 1 22! >120, то 23="1", если. . 122l.< (20(i то 23="0", где 23 — сигнал на выходе элемента 23.

Устройство работает следующим образом.

При первоначальном включении устройства триггеры ll триггеры группы

13, счетчик 12 всех измерительных каналов 4, а также блок 1 устанавливаются в произвольное состояние. После этого с блока 6 приходит импульс, обнуляющий триггеры 13,1-13, счетчики

12 всех измерительных кайалов и блок

1, а также устанавливает в состояние логического "0" триггеры 11 всех измерительных каналов 4.

Входная информация, состоящая из двух частей на каждом такте (кода адреса и кода отсчета), поступает в блок 1 и разделяется в нем на первую и вторую группы выходов. Код отсчета с второй группы выходов блока 1 поступает на входы блока 2 (на входы дешифратора 21). Код адреса, поступающий на первую группу выходов блока 1, управляет состоянием дешифратора 3, который выбирает один из измеритель1î08727 ных к

ro ка чика выход його вую 1 плекс перв тов з ки по дам с читан

И 24 бор и что с ратор и пер

10rl .н (фиг.

Сигна дах э ного к том блока тригг тельн

По ного появл числа нале, де вь щий м уровн торог и ном ряемо пает читат дешиф рядно менто

Сп ется нет п мых о верка где j

55 налов 4,„ Выбор измерительноала 4 означает, что выходы счет2, выходы триггеров 13, -13ь и . триггера 11 этого измерительанала соответственно через пер5 и вторую 16 группы мультиров, мультиплексор 14, через

18 и вторую 19 группы элемендержки, через элемент 17 задерж-1О ключаются соответственно к вхоматора 20, входам блока 22 вьгя и к второму входу элемента лока 2 (фиг,4). Кроме того, вы— мерительного канала означает, соответствующего выхода дешиф3 на входы элементов И 8 и 9

ые входы всех элементов И 10 (бранного измерительного канала

) поступает логическая "1", Ю логической 1" на первых вхоементов И группы 10 -10 выбранзмерительного канала приводит к что выходы дешифратора 21

2 подключаются к D-входам 25 рон 13 -13 выбранного измериго канала. окончании выбора измерительанала на выходе сумматора 20 ется двоичный безызбыточный код сбоев в данном измерительном каувеличенный на единицу, на ныхоитателя 22 — код, соответствуюдулю разности между номером квантования отсчета,. код кохранится н триггерах 13 -!3 ром уровня квантования провео отсчета, код которого посту- выхода дешифратора 21 на ныль 22. Кроме того, код с выхода 4р атора 21 поступает на поразобъединенные вторые входы элеИ 10<-10„. соб обнаружения ошибок базиру- 45 а проверке того, попадает или инятый отсчет в зону допустисчетов, т,е, выполняется проусловия (1+1) < 1 . + (1+1) (1) 50 номер уровня квантования предыдущего отсчета (код этого уровня квантования записан в группе триггеров 13 -13„-. ; число сбоев в данном измерительном канале (код этого числа хранится и счетчике 12); — номер уровня квантования проверяемого отсчета, Как видно, ширина зоны допустимых отсчетов определяется числом сбоев в данном измерительном канале, 1,сли сбоев не было (1=0), то в качес гне разрешенных отсчетов используются отсчеты с номерами (j — 1), ), ()+1), Если был один сбой (1=1), то отсчеты (3-2), (J 1) J (3+1), (j+2) и т,д, Если отсчет попадает в зону допустимых отсчетов (усл;ние (1) выполняется), то код отсчета записывается в триггерах 13 -13ь, при этом содержимое счетчика 12 уменьшается на (т,е. уменьшается ширина зоны допус» тимых отсчетов) . Если отсчет не попадает н зону допустимых отсчетов (условие (1) не выполняется), то отсчет считается неверным, при этом .содержимое счетчиков 12 всех измерительных каналов 4 -4 увеличивается на единицу, так как сбей мог произойти и адресной части сообщения, Если в выбранный измерительный канал поступает первый отсчет (т,е, до этого отсчета ни одного отсчета в выбранный измерительный канал не поступало), то он считается верным и его код записывается н триггерах

131-13„, В дальнейшем удобны три случая: первый — н выбранный измерительный канал поступает первый отсчет (т.е, до этого отсчета ни одного отсчета для данного измерительного канала не поступало); второй — принятый код отсчета соответствует разрешенному уровню квантования (передача без искажений); третий — .принятый код отсчета не соответствует разрешенному уровню квантования (передача с искажениями).

В первом случае триггер 11 выбранного измерительного канала в состоянии логического "0" поэтому на втором входе; а значит, и на выходе эле-. мента И 24 сигнал логического "О".

Это означает, что сигнал логического

"0" с выхода элемента И 24 непосредственно попадает на суммирующие входы счетчиков 12 и входы элементов НЕ 7 всех измерительных каналов, ри этом на первых входах элементов И 8 и 9 будет сигнал логической "1". Однако сигнал логической "1" будетна выходе элемента И 8 только выбранного измерительного канала. После прихода синх;

1608727

Номер уровня квантования

Кодирование кодом учитывающим корреляцию соседних отсчетов

Кодирование двоичным .безызбыточным кодом!

Оо

2 011

3 . 110

4 001

5 111

6 010

7 101

8 000

001

0l 1

101

11Î

111 роимпульса на выходе элемента И 9 выбранного измеритЕльного канала появляется сигнал логической "1", по которому информация с выходов дешифра5 тора 21 через группу элементов И !

0 -!0 запишется в Р-триггеры 13113 выбранного измерительного канала, Кроме того, по сигналу с выхода элемента И 9 триггер 11 установится в со-;0 стояние логической "1", Синхроимпульс попадает и на синхровходы счетчиков !2 всех измерительных каналов

4!-4 . На вычитающем входе счетчика

12 сигнал "1", поэтому из этого счет- 15 чика производится попытка вычесть единицу, но так как этот счетчик обнулен, то его состояние не изменится, На входах, счетчиков 12 остальных измерительных каналов сигналы логических нулей, поэтому содержимое этих счетчиков не изменяется.

За время действия синхроимпульса информация на входах блока 2 не изменяется. Это обеспечивается тем, что 25 время задержки элемента 17 и элементов задержки групп 18 и 19 выбирается больше длительности синхроимпуль.а.

Пусть принятый код отсчета. соот- 30

1етствует разрешенному уровню кван ования (второй случай) . В этом слу ае число соответствующее коду на выходе вычитателя 22 меньше числа, соответствующего коду на выходе сум матора 20. Следовательно, на выходе элемента сравнения, а значит, и на первом входе (соответственно и на выходе элемента И 24) будет сигнал логического "0", 40

В дальнейшем работа аналогична первому случаю, за исключением того». что триггер 1.1 уже установлен в "1" (повторная„установка не изменит его состояния), и если счетчик 12 выб- g4g раиного измерительного канала не был обнулен, то его содержимое после воздействия синхроимпульса уменьшится на единицу.

РВссМоТрНМ третий случай. Если, принятый код отсчета не соответствует разрешенному уровню квантования, то код код на выходе вычитателя 22 больше код кода на выходе сумматора 20, при этом на ых д 23 р ни сиг нал логической 1

I I 11

/ Таким образом, на обоих входах элемента И 24 сигнал логической "1", так как триггер 12 выбранного измерио

8 тельного канала в состоянии логичес- . кой "1", значит на суммирующем входе счетчика 12 и входе элемента НЕ у всех измерительных каналов 4 -4 к сигнал логической "1"; Это означает, что на выходе элемента HE 7 сигнал логического -"0", поэтому на выходах элементов И 8 и 9 обязательно будет сигнал логического "0", По приходу синх роимпульса состояние счетчика 12 каждого измерительного канала увеличится на единицу. Это необходимо, так как сбой мог произойти и в адресной части сообщения. Информация с выходов дешифратора 2! в группу триггеров

13 -13п не запишется, так как на их синхровходы не поступит синхроимпульс (на первом входе элемента И 9 логический "0").

Пример, Пусть используются восемь уровней квантования, которые кодируются в коде, учитывающем корре- ляцию соседних отсчетов (см. таблицу). г и устройство содержит два измерительных канала: первый 10, второй 01 (К=2).

Тогда при передаче в линии связи сначала передается номер канала1 а затем - код уровней квантования .(в ,коде, учитывающем корреляцию соседних отсчетов, например 010 10, шестой уровень квантования, первья измерительный канал), Пусть в группе триггеров 13 -13 первого измерительного канала записан двоичный безызбыточный код 001 (т.е, второй уровень квантования), триггер 11 первого измерительного канала в .состоянии "1", триггер !1

16087 вто сто ног мер сбо при тел пис ква ход рая тов

1 03 пос ме мер тип етс вто эле ля) мер пле под сум вхо пер чер !

13, пос

35 код щег

l0A быт как

000 на

22, вто

D-в выч ным

000 код бол мен

«О« код бол (на вет ва все ого измерительного канала в сонии «О« (не приходило еще ни од-отсчета), счетчики 12 обоих изтельных каналов обнулены (т,е, 5 ев еще не было), ассмОтрим случай, когда впервые одит отсчет во второй измериный канал, 1О усть из канала связи в блок 1 завается )00 01 (первый уровень тования1.второй канал). На выдешифратора 3 возбуждается втошина. При этом на входы элеменИ 8 и 9 и входы элементов И 10rвторого измерительного канала 4 упает сигнал логической «1«. Кроого, выход триггера 11 второго изтельного канала 4 через муль- 20 ексор 14 и элемент 17 подключак входу элемента И 24 (т,е, на ом входе, а значит, и на выходе ента И 24 сигнал логического нувыходы счетчика -12 второго из- 25 тельного канала 4 через мультисоры 15 и элементы 18 задержки лючаются к первой группе входов атора 20 (т.е. на первой группе ов сумматора 20 код нуля),. на 30 ую группу входов вычитателя 22 з мультиплексоры 16 и элементы адержки с выходов триггеров 13 второго измерительного канала 4у упает код 000. а вход дешифратора Zl поступает отсчета в виде кода, учитываюкорреляцию соседних отсчетов он преобразуется в двоичный безызчный код 000 (т.е. код нуля, так 40 первый уровень квантования). Код с выхода дешифратора 21 поступает торую грууппу входов вычитателя а также через элементы Vi 10 †1 ого измерительного канала 4 на 45 оды триггеров 13„-13 . На выходе тателя 22 в соответствии с входусловиями будет код нуля (т,е,на выходе сумматора 20 будет единицы 001, Так как код единицы 50

are кода нуля, то на выходе элеа 23 будет уровень логического

Даже если бы оказалось, что на выходе. вычитателя 22 был бы ше кода на выходе сумматора 20 ример, первым пришел бы код, сооттвующий третьему уровню квантоя), .то на выходе элемента И 24 авно был бы уровень «О", так как

27 !

О на втором его входе сигнал «0«который поступает на суммирующий вход счетчика 12 и вход элемента HE 7.обоих измерительных каналов. Отсюда, на первых входах элементов И 8 и 9 обоих измерительных каналов сигнал 1«.

На выходе элемента И 8 канала 4> (и на на вычитающем входе счетчика 12, и на

S-входе триггера 11) будет сигнал "1«, После прихода синхроимпульса он непосредственно поступает на синхровходы счетчиков 12, а через элемент И 9на синхровходы триггеров 131-1Зз и синхровход триггера 11 только канала

4, При этом содержимое счетчика 12 канала 4 пытается уменьшиться (так как он был обнулен, то его содержимое не изменится), триггер 11 канала

4z — установится в единицу, в триггеры 13 -13 канала 4 заносится код

000.

Рассмотрим случай правильной передачи информации, Пусть из канала связи в блок 1 з.. писывается код 110 10 (третий уровень квантования, первый изизмерительный канал). Далее все происходит аналогично первому случаю. Отделение состоит в том, что выбирается первый измерительный канал, на второй вход элемента И 24 поступает сигнал «1", на первую группу входов вычитателя 22 поступает код 001, на вто» рую группу входов — код 010 (он получается после преобразования в дешифраторе 21 из кода 110) на выход вычитателя 22 — код 001, на выход элемента 23 †. «О«. По синхроимпульсу производится запись кода 010 в триггеры 13 -13> канала 41, делается попытка уменьшить содержимое счетчи ка 12 на единицу, но так как он обнулен, то его содержимое не изменяет- ся, !

Рассмотрим следующий случай при, l передаче сообщения произошла ошибка.

Пусть на следующем такте в блоке 1 записано 101 10 (седьмой уровень квантования, первый канал). На выходе сумматора 20 будет код единицы . на первой группе входов вычитателя

22 - код 010, на второй группе входов — код 110, на выходе вычитателя

22 - код четверки (100=110-010). В этом случае на выходе элемента 23

«1", следовательно, на выходе элемента И 24 сигнал «1", При этом на суммирующем входе счетчика 12 и входе

1608727

12 элемента HF 7 обоих измерительных каналов сигнал "E" на первых входах элементов И 8 и 9 измерительного канлла - сигнал логического "О". По при5 ходу синхроимпульса состояние обоих счетчиков увеличится на единицу, но информация в триггерах EÇI-13> не изменится, так как синхроимпульс не .пройден на синхровходы триггеров череэ10 элемент И 9, Таким образом, в устройстве обработка и хранение информации ведется не в единичном позиционном коде, а в двоичном безызбыточном„ что поз- 15 воляет использовать устройство с меньшей разрядностью, кроме того, в устройстве не используется постоянный запоминающий блок большой емкости, что приводит к уменьшению затрат на изготовление и эксплуа.тацию устройства и к повышению надежности функционирования устройства.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я

Приемное устройство телеизмерительной системы, содержащее блок промежуточной памяти, выходы первой группы которого соединены с соответствую- 30 шими входами дешифратора адреса, информационный вход блока промежуточной памяти является входом устройства, измерительные каналы, каждый из которых выполнен на счетчике, группе триггеров, первом и втором элемен-тах И и группе элементов И, блок запуска, выход которого подключен к установочному входу блока промежуточной памяти, и в каждом измеритель- 40 ном канале - к установочным входам счетчика и триггеров группы, блок коммутации, выполненный на группах мультиплексоров и элементов задержки, выходы счетчика и триггеров груп-. 45 пы каждого измерительного канала подключены к одноименным информационным входам мультиплексоров соответственно первой и второй групп блока коммутации, выходы триггеров груп- 50 пы всех измерительных каналов явля- ются выходами устройства, объединенные первый вход первого элемента И и синхронизирующий вход счетчика всех измерительных каналов являются синх- 55 ронизирующим входом устройства, выход второго элемента И каждого измерителы ого канала соединен с вычитавщим входом счетчика, выход первого элемента И подключен к синкронизирувщим входам триггеров группы, выходы элементов И группы подключены к информационным входам одноименных триггеров групп, выходы мультиплексоров второй группы блока коммутации соединены с входами одноименных элементов задержки второй группы, о т— л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения функциональной надеж.ности и упрощения устройства, в него введены блок анализа отсчета, выполненный на сумматоре, элементе сравнения, вычитателе, дешифраторе, элементе И, в каждом измерительном каналеэлемент HF. и триггер, в блоке коммутации — мультиплексор и элемент задержки, выходы сумматора и вычитателя блока анализа отсчета соединены соответственно с одноименными входами соответственно первой и второй групп элемента сравнения, выход которого подключен к первому входу элемента И, выходы дешифратора соединены с одноименными входами первой группы вычитателя и первыми входами соответствующих элементов И группы каждого измерительного канала, выходы дешифратора адреса соединены с вторым входом первого элемента И, первый входом второго элемента И и вторыми вхо- . дами элементов И группы в каждом измерительном канале и соответствую-, щим управляющим входом мультиплексоров первой и второй групп блока . коммутации, выход элемента И блока анализа отсчета подключен к суммирующему входу счетчика и через элемент НЕ к второму входу второго элемента И и третьему входу первого элемента И в каждом измерительном .канале, выход второго элемента И в каждом измерительном канале соединен с входом триггера, выход которого подключен к соответствующему информационному Входу мультиплексора блока коммутации, выход которого через элемент задержки соединен с вторым входом элемента И блока анализа отсчета, выходы мультиплексоров первой группы блока коммутации подключены к входам соответствующих элементов задержки первой группы, выходы которых соединены с соответствующими входами группы сумматора блока анализа отсчета, входы второй группы вычитателя подключены к выходам соответствующих элементов задержки второй группы

13 .1608727 14 блок коммутации, выходы второй груп- чены к входам дешифратора блока пы блока промежуточной памяти подклю- анализа отсчета.

Фь

Фиг.2

Юик 3

"Ф,-ее

7 ft ктор С,Пекарь

Ред

Заказ 3621 Тираж 444 Подписное

ВНИИ 1И Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r.Ужгород, ул. Гагарина,!01

2(24v

Составитель 3 Низамутдинова

Техред Л.Олийнык Корректор М. Шароши

1ñ»