Устройство для передачи радиотелеметрических сигналов

 

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к радиотелеметрическим устройствам, и может быть использовано для непрерывного контроля большого числа ра'зличных параметров. Цель изобретения - повышение достоверности передаваемой информации от измерительных датчиков на основе введения трех независимых каналов кодирования и последующей мажоритарной обработки принятого сигнала на приемном конце. В состав устройства входят генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2, формирователь 3 импульсов питания, усилители 4 импульсов, коммутатор 5, измерительные мосты 6, элемент ИЛИ 7, одновибраторы 8 и 9, сумматоры 10 и 19, счетчик адреса 11, блок 12 памяти, радиоприемник 13, декодер 14 команд, цифроаналоговые.преобразователи 15 и 18, аналого-цифровые преобразователи 16.1-16.3, преобразователь кода 17, состоящий из ключей 17.1-17.3, фильтр 20 низких частот, модулятор 21, радиопередатчик 22. 1 ил.(Л

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (я)ю G 01 D 5/247

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4828518/10 (22) 09.04.90 (46) 23.02.92. Бюл. N 7 (72) В.В.Дорошенко, С.Т,Каленик, А.В.Климченко и Г.Д,Пантелеев (53) 534,8 (088„8) (56) Авторское свидетельство СССР

М 1250853, кл. G 01 D 5/247, 1985, Авторское свидетельство СССР

N. 1416867, кл. G 01 D 5/247, 1987. (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПЕРЕДАЧИ РАДИОТЕЛЕМЕТРИЧЕСКИХ СИГНАЛОВ (57) Изобретение относится к измерительной технике, в частности к радиотелеметрическим устройствам, и может быть использовано для непрерывного контроля большого числа различных, параметров.

Цель изобретения — повышение достовер„„. ЖÄÄ 1714368 А1 ности передаваемой информации от измерительных датчиков на основе введения трех независимых каналов кодирования и последующей мажоритарной обработки принятого сигнала на приемном конце. B состав устройства входят генератор 1 тактовых импульсов, распределитель 2, формирователь 3 импульсов питания, усилители 4 импульсов, коммутатор 5, измерительные мосты 6, элемент ИЛИ 7, одновибраторы 8 и

9, сумматоры 10 и 19, счетчик адреса 11, блок 12 памяти, радиоприемник 13, декодер

14 команд, цифроаналоговые,преобразователи 15 и 18, аналого-цифровые преобразователи 16.1 — 16.3, преобразователь кода 17, состоящий из ключей 17.1 — 17.3, фильтр 20 низких частот, модулятор 21, радиопередатчик 22. 1 ил.

1714368

Изобретение относится к измеритель- ной технике, в частности к радиотелеметрическим устройствам, и может быть использовано для непрерывного и одновременного контроля большого числа различных параметров.

Известно устройство, содержащее тактовый генератор, распределитель, формирователь импульсов питания, усилители импульсов, элемент ИЛИ, коммутатор, измерительные мосты, два одновибратора, цифроаналоговый преобразователь, счетчик адреса, блок памяти, радиоприемник, декодер команд, формирователь синхроимпульсов.

Недостатком данного устройства является низкая помехоустойчивость передачи радиотелеметрических сигналов, обусловленная использованием амплитудно-импульсной модуляции для передачи сигналов в радиоканал.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является устройство, содержащее тактовый генератор, распределитель, формирователь импульсов питания, усилители импульсов, измеритель-. ные мосты, элемент ИЛИ, два одновибратора, два сумматора, сметчик адреса, блок памяти, радиоприемник, декодер команд, два цифроаналоговых преобразователя, аналого-цифровой преобразователь, преобразователь кода, состоящий из ключей, фильтр низких частот, модулятор, радиопередатчик, формирователь синхроимпульсов, Недостатком известного устройства является низкая достоверность при передаче информации от измерительных мостов, обусловленная возможными искажениями помехой сегментов передаваемого слова, Вследствие этого устройство имеет сравнительно узкую область применения, Цель изобретения — повышение достоверности передаваемой измерительной информации о параметрах путем введения двух дополнительных независимых каналов кодирования на основе р-кодов Фибоначчи, что позволит осуществить на приемном конце мажоритарную обработку сигналов без увеличения длительности канального интервала, Поставленная цель достигается введением в устройство двух аналого-цифровых преобразователей, осуществляющих кодирование с помощью избыточных р-кодов

Фибоначчи, причем в состав преобразователя входят три ключа, число входов и выходов которых и число входов второго цифроаналогового преобразователя равно числу выходов аналого-цифрового преобразователя, информационные и управляющие входы второго и третьего аналого-цифровых и реоб разо вателей соединен ы соответственно с.информационным и управляющим

5 входами первого, выходы всех аналого-цифровых преобразователей подключены к входам соответствующих ключей преобразователя кода, одноименные выходы которых объединены в группы и подклю10 чены к соответствующим входам второго цифроаналогового преобразователя, выходы первого аналого-цифрового преобразователя подключены дополнительно к информационному входу блока памяти, 15 Отличительные признаки придают устройству новое свойство, а именно троекратное повторение на интервале, Т» значения измеряемого параметра независимыми кодовыми комбинациями. Это позволит на

20 приемном конце, обрабать вая сигнал за период Т„, получить трижды значение передаваемого параметра. В том случае, когда даже будет искажен один сегмент (зтому случаю будет соответствовать одно ано25 мальное восстановленное значение за период Тк), принятие решения о истинном

1 значении параметра выбирается по большинству, т.е. проводится мажоритарная обработка по принципу "два из трех".

30 На чертеже представлена структурная схема устройства для передачи радиотелеметрических сигналов.

Устройство содержит тактовый генератор 1, распределитель 2, формирователь 3, 35 усилитель 4.1 — 4.К импульсов питания (по числу измеряемых параметров), коммутатор

5, измерительные мосты 6.1 — 6.К, элемент

ИЛИ 7, первый и второй одновибраторы 8 и

9, первый сумматор 10, счетчик 11 адреса, 40 блок 12 памяти, радиоприемник 13, декодер

14, цифроаналоговый преобразователь 15, три аналого-цифровых преобразователя

16,1-16.3, преобразователь 17 кода, состоящий из трех 17,1 — 17.3 ключей, второй циф45 роаналоговый преобразователь 18, второй сумматор 19, фильтр 20 низких частот, модулятор 21, радиопередатчик 22, формирователь 23 синхроимпульсов, причем выход тактового генератора соединен с первым

50 входом распределителя 2 и-входом формирователя импульсов, выход которого соединен с вторым входом распределителя 2, усилители импульсов питания (по числу параметров), входы которых объединены с од55 ноименными входами элемента ИЛИ 7, управляющими входами коммутатора 5 подключены к одноименным выходам распределителя 2, первый и второй выходы каждого усилителя импульсов питания 4.1—

4.К соединены с первым и вторым входами

1714368 одноименного 6.1 — 6.К измерительного моста, первый выход каждого одноименного измерительного моста подключен к.шине нулевого потенциала, второй выход соединен с одноименным сигнальным входом 5 коммутатора, выход элемента ИЛИ 7 подключен к входу счетчика 11 адреса и через последовательно соединенные первый 8 и второй 9 одновибраторы к стробирующему входу коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора 10, .второй вход которого подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя 15, вход которого подключен к выходу блока 12 памяти, счетчик 11 адреса, выход которого соединен с адресным входом блока 12 памяти, радиоприемник 13, вход которого подключен к приемной антенне, выход соединен с входом декодера 14 команд, вы/ ход которого подключен к информационному входу блока 12 памяти, вход формирователя 23 синхроимпульсов подключен к соответствующему выходу распределителя 2, выход радиопередатчика 22 соединен с пе-. редающей антенной, вход — с выходом:модулятора 21, вход которого соединен с

t выходом фильтра 20 низких частот, вход которого соединен с выходом второго сумматора 19, первый вход которого соединен с выходом формирователя 23 синхроимпульсов, второй вход второго сумматора 19 соединен с выходом второго цифроаналогового преобразователя, выход первого сумматора соединен с информационными входами всех аналого-цифровых преобразователей

16.1 — 16.3, управляющие входы которых соединены со стробирующим входом коммутатора 5, информационные выходы аналого-цифровых преобразователей подключены к входам соответствующих ключей

17.1-17.3 преобразователя 17 кода, одноименные выходы ключей преобразователя объединены в группы и подключены к соответствующим входам второго цифроаналогового преобразователя 18, информационные входы второго аналого-цифрового преобразователя подключены к информационному входу блока 12 памяти.

Введенные аналого-цифровые преобразователи 16.1 и 16.3, осуществляющие кодирование в р-кодах Фибоначчи, могут быть выполнены аналогично описанным.

Устройство работает следующим образом.

Импульсы с тактового генератора 1 поступают на запуск формирователя 3 импульсов питания и на распределитель 2, Сформированные импульсы с формирователя 3 через распределитель 2 поступают на элемент ИЛИ 7 и усилители 4,1 — 4.К импульсов питания. С выходов усилителей 4,1 —.4.К импульсы питания поступают -на измерительные мосты 6.1.-6.К, Сигналы разбаланса измерител ьных мостов в виде периодических последовательностей амплитудно-модулированных импульсов подаются на коммутатор 5 сигналов, который управляется импульсами с распределителя 2, Стробимпульсы поступают на коммутатор 5 с выхода одновибратора 9, запуск которого производится импульсами с выхода элемента ИЛИ 7 через первым одновибратор 8.

Временное положение стробимпульсов в

10 середине импульсов разбаланса обеспечи15 ваетстробирование(вырезку) средней части импульсов раэбаланса, свободной от выбросов, вызванных паразитными емкостями измерительных цепей.

Простробированный сигнал поступает на первый вход сумматора 10. Блоки 16.1—

16.3 преобразуют сигналы измерительных мостов в параллельные п-разрядные коды, причем аналого-цифровой преобразователь

16.2 преобразует в обычный двоичный код. а блоки 16.1 и 16.3 в различные и-разрядные р-коды Фибоначчи с разными номерами р.

Устройство для передачи радиотелеметрических.сигналов работает в двух режимах

"Балансировка" и "Измерение". Установка режимов осуществляется оператором на приемном конце. Поступивший по радиолинии.на радиоприемник 13 код команды на заданный режим поступает, далее на деко35 дер 14 команд. С последнего сигнал команды "Балансировка" переводит блок 12 памяти в режим записи, а сигнал команды

"Измерение" — в режим считывания. B режиме "Балансировка" производится запись в разбалансе датчиков соответствующих каналов с выхода аналого-цифрового преобразователя 16.2.

В режиме "Измерение" с блока 12 счи45 тывается цифровая информация о начальном разбалансе и поступает в первый цифроаналоговый преобразователь 15, который формирует аналоговый сигнал компенсации начального разбаланса, 50 поступающий на вход первого сумматора

10.

В первом сумматоре 10 формируется сигнал, содержащий только измерительную информацию, который поступает одновременно на входы блоков 16.1 — 16.3. Блок 16.2 и реобразует входной сигнал в обычный двоичный код, а блоки 16.1 и 16.3 — в различные двоичные р-коды Фибоначчи. С выходов блоков 16.1-16.3 параллельные и-разрядные двоичные коды поступают на преобра55

40 блок 12 цифровой информации о начальном

1714368 зователь кода, который формирует из параллельных и-разрядных кодов трех блоков

16,1-16.3 параллельно-последовательный код. Такое преобразование достигается с помощью ключей 17.1-17.3. С блока 16.1 поступает код на входы ключа 17.1 и т.д, соответственно. Ключи 17,1-17.3 открываются последовательно со временем сигна- лами управления с распределителя 2, при этом последовательно в течение Т» формируются три цифровых сегмента, Преобразованный код поступает на второй цифроаналоговый преобразователь 18, который формирует из цифровых сегментов аналоговые, амплитуда которых соответствует значению соответствующих кодов блоков 16.1 — 16.3. Такое. преобразование позволяет снизить частоту следования поступающего на модулятор 21 информацион-. ного сигнала по сравнению с вариантом, если бы на модулятор 21 с блоков 16.1 — 16.3 поступал последовательный двоичный код, имеющий основание 2, Сигнал с выхода второго цифроаналого-. вого преобразователя 18 поступает на первый вход второго сумматора 19, на второй его вход поступает кодовая группа синхроимпульсов с формирователя 23 синхроимпульсов. С выхода второго сумматора 19 синхрогруппа и сигнал КАИМ поступает на фильтр 20 низких частот, который пропускает только первую гармонику сигналов, тем самым дополнительно сужает полосу частот модулирующего сигнала. С выхода фильтра

20 сигнал поступает на модулятор 21, который формирует частотно-модулированный сигнал КАИМ-ЧМ, обеспечивающий повышенную помехоустойчивость устройства.

Сигнал КАИМ-ЧМ поступает на радиопередатчик 22, Преобразователь 17 кода в течение канального интервала Т„трижды формирует параллельно-последовательный код, таким образом канальный интервал делится на три сегмента, в каждом из которых находится параллельный код из соответствующего блока 16.1 — 16.3. Второй цифроаналоговый преобразователь 18 формирует сигнал КАИМ с основанием кода 2.

Данное техническое решение в передающем устройстве позволяет значительно повысить достоверность передаваемой телеметрической информации и позволит использовать его в местах с повышенными радиопомехами.

Оценим положительный эффект при использовании предлагаемого изобретения.

Предположим, что применение предлагаемого устройства, осуществляется в одинаковых условиях с вероятностью искажения сегмента Peer. В известном устройстве используется q = 3 ключа, как и в предлагаемом устройстве. Вероятностью безошибочного приема информации в тече5 ние канального интервала для известного устройства определится формулой: з

Рбез,ош.1 = (1 Рсег), т.е. она равна вероятности неискажения всех трех сегментов одновременно, Вероят10 ность безошибочного приема информации в течение-Т» для устройства, предлагаемого изобретением, выражается формулой

Рбез.ош.2 = (1 Рсег) + 3Рсег (1 - Рсег), з г т.е. равна сумме вероятностей неискажения

15 всех трех сегментов и неискажения любых двух.

Обычно в радиотелеметрических системах Рсег = 10 — 10, примем Рсег = 10

-г -з -г тогда

20 Рбез.ош.1 = (1 - 10 = 0,97;

Р ез.ош.2=(1 - 10 ) + 3 10 (1 - 10 )

= 0,9994, Следовательно, достоверность передаваемой информации возрастает, Кроме то25 го, применение в предлагаемом устройстве р-кодов Фибоначчи позволит получить дополнительное повышение достоверности, Формула изобретения

Устройство для передачи радиотелемет30 рических сигналов, содержащее тактовый генератор, выход которого соединен с первым входом распределителя непосредственно и через формирователь импульсов питания — с вторым входом распределителя, 35 усилители импульсов питания по числу измеряемых параметров, входы которых объединены с одноименными входами элемента

ИЛИ и коммутатора и подключены к одноименным выходам распределителя, первый

40 и второй выходы каждого усилителя импульсов питания соединены с первым и вторым входами одноименного измерительного моста, первый выход каждого однойменного измерительного моста подключен к шине

45 нулевого потенциала, второй выход соединен с.одноименным сигнальным входом коммутатора, выход элемента ИЛИ подключен через последовательно соединенные первый и второй одновибраторы к стробиру50 ющему входу коммутатора, выход которого соединен с первым входом первого сумматора, второй вход которого подключен к выходу первого цифроаналогового преобразователя, счетчик адреса, выход которого сое55 динен с адресным входом блока памяти, радиоприемник, вход которого подключен к . приемной антенне, выход соединен с входом декодера команд, выход которого подключен к информационному входу блока памяти, формирователь синхроимпульсов, 10

1714368

9, 25

35

Составитель В.Дорошенко

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор А.Осауленко

Редактор В.Бугренкова

Заказ 682 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 вход которого подключен к соответствующему. выходу распределителя, радиопередатчик, выход которого соединен с передающей антенной, а также второй цифроаналоговый преобразователь, аналогоцифровой преобразователь, второй сумматор, фильтр низких частот, модулятор, преобразователь кода, выполненный на ключах, при этом информационный вход аналого-цифрового преобразователя соединен с выходом первого сумматора, управляющий вход подключен к выходу второго одновибратора, выходы аналого -цифрового преобразователя объединены в группы и соединены с информационным входом блока памяти и входом второго ключа преобразователя кода, управляющие входы ключей которого подключены к соответствующим выходам распределителя, одноименные выходы всех ключей преобразователя кода объединены и соединены с одноименными входами второго цифроаналогового преобразователя, выход которого подключен к первому входу второго сумматора, второй вход которого соединен с выходом формирователя синхроимпульсов, выход второго

5 сумматора через последовательно соединенные фильтр низких частот и модулятор подключен к входу радиопередатчика, выход блока памяти соединен с входом первого цифроаналогового преобразователя, 10 вход счетчика адреса подключен к выходу элемента ЙЛИ, отл и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышенйя достоверности передаваемой информации, в него введены второй и третий аналого-цифровые преоб15 разователи, информационные выходы кото, рых подключены соответственно к информационным входам первого и третьего ключей преобразователя кода, информационные и управляющие входы которых

20 соединены соответственно с информационным и управляющим входами первого аналого-цифрового преобразователя.