Передатчик устройства для телеизмерений

 

Использование: в телемеханике, в частности в телеизмерительных системах, радиотелеметрии, дальней связи, где необходимо сокращение избыточности информации. Цель: повышение достоверности устройства за счет принудительного опроса и передачи информации от канала, не опрашиваемого в течение заданного контрольного времени. Сущность изобретения: передатчик устройства для телеизмерений содержит в каждом информационном канале датчик 1, блок 2 сравнения, адаптивный временной дискретизатор 15, элементы И и ИЛИ, распределитель 13, счетчик 17, цифроаналоговый преобразователь, задатчик 25 времени и блок считывания. Передатчик формирует телеметрический кадр, в котором передается параметр и адреса тех датчиков, сигналы которых соответствуют данному параметру. В телеметрическом кадре отсутствуют адреса тех датчиков, отсчеты, сигналы в которых являются избыточными, т.е. не изменились по сравнению по крайней мере с предыдущим переданным телеметрическим кадром. Передатчик, кроме того, осуществляет и передачу адреса малоактивного, давно неопрашиваемого информационного канала, что приводит к уменьшению возможной погрешности аппроксимации. 2 ил.

Изобретение относится к телемеханике и может быть использовано в телеизмерительных системах, радиотелеметрии, дальней связи, где необходимо сокращение избыточности информации.

Известны передатчики телеизмерительных устройств, содержащие датчики, элементы И, ИЛИ, блоки сравнения, блоки запуска, блок считывания, распределитель, аналого-цифровой преобразователь и генераторы тактовых импульсов [1] Недостатком таких передатчиков является избыточность передаваемых сообщений и увеличенное время передачи.

Наиболее близким к изобретению является передатчик устройства для телеизмерений [2] Недостатком устройства-прототипа является отсутствие возможности передачи информации от канала с малой активностью, а также канала, в котором происходит выход из строя адаптивного временного дискретизатора.

Целью изобретения является создание передатчика устройства для телеизмерений, в котором повышение достоверности устройства достигается за счет принудительного опроса и передачи информации от канала, не опрашиваемого в течение заданного контрольного времени.

На фиг. 1 представлена функциональная схема передатчика устройства для телеизмерений; на фиг. 2 функциональная схема блока считывания.

Передатчик устройства для телеизмерений содержит датчик 1, блоки 2 сравнения, цифроаналоговый преобразователь 3, первый и второй 5 блоки запуска, первый 6 и второй 7 генераторы тактовых импульсов, первый, второй, третий, четвертый и пятый элементы ИЛИ 8-11, 20 первые, вторые, третьи, четвертые и пятые элементы И 16, 12, 18, 19 и 24 соответственно, распределитель 13 импульсов, блок 14 считывания, адаптивные временные дискретизаторы 15, первый и второй счетчики 17 и 22, дешифратор 21, блок 23 сравнения кодов и задатчик 25 времени.

Блок считывания содержит элементы И 26 и 27, элементы ИЛИ 28 и 34, распределители 29 и 30, формирователь 31 импульсов, блоки 32 и 33 запуска и генератор 35 тактовых импульсов.

Датчики 1 служат для преобразования информации от объекта в электрический сигнал, блоки 2 сравнения служат для формирования логического сигнала равенства между выходным напряжением датчика 1 и напряжением от цифроаналогового преобразователя 3, блоки 4 и 5 запуска с генераторами 6 и 7 служат для управления работой счетчика 17, управляющего преобразователем 3, и распределителя 13, служащего для последовательного опроса элементов И 12, адаптивные временные дискретизаторы 15 служат для выработки логических сигналов адаптивной временной дискретизации, элементы И 18 служат для формирования сигнала сброса дискретизаторов 15, блок 14 считывания предназначен для преобразования параллельного кода информации в последовательный и для передачи его в линию связи, а также для выработки сигнала сброса дискретизаторов 15, сигнала разрешения прохождения импульсов с генератора 17 к распределителю 13 через блок 5 запуска и сигнала сброса счетчика 22 и задатчика 25 времени через элемент И 24. Передатчик содержит также узел контроля, состоящий из дешифратора 21, служащего для выработки единичного логического сигнала на втором входе элемента И 19 контролируемого канала, счетчика 22, служащего для формирования кода адреса (номера) контролируемого канала, блока 23 сравнения кодов, служащего для выработки сигнала при равенстве кодов с выхода счетчика 22 и счетчика, распределителя 13, элемента И 24, позволяющего передавать сигнал равенства кодов для сброса счетчика 22 и задатчика 25 времени только по окончании передачи предыдущего отсчета блоком 14 считывания. Задатчик 25 времени служит для задания максимально возможного интервала времени между отсчетами контролируемого канала и может быть выполнен на основе ждущего мультивибратора.

Адаптивный временной дискретизатор может быть построен по одной из схем [3] Распределитель 13 состоит из дешифратора и счетчика. Выход счетчика, соединенные с входами дешифратора, подключены к входам блока 14 считывания, и на этих выходах формируется код адреса. Распределители 29 и 30 построены аналогично. Блок 4 (5, 32, 33) запуска состоит из двухвходового элемента И и триггера. К одному входу элемента И подключен выход генератора тактовых импульсов, а к другому выход триггера. Входы триггера являются соответственно разрешающим и запрещающим входами блока запуска.

В блоке 14 считывания предусматривается формирование маркерного импульса от формирователя 31 (например, ждущий мультивибратор) перед каждой передачей кода параметра. По окончании передачи маркерного импульса (по его заднему фронту) блок 32 запуска открывается для прохождения импульсов генератора 35 и происходит опрос элементов И 26, а код параметра последовательно передается через элемент ИЛИ 28 в линию связи. По окончании опроса элементов И 26 сигналом с последней шины распределителя 29 (по заднему фронту) закрывается блок 32 запуска и импульсы генератора 35 не поступают на распределитель 29. Одновременно сигнал с последней шины распределителя 29 через элемент ИЛИ 34 открывает блок 33 запуска, импульсы генератора 35 поступают на распределитель 30 и происходит опрос элементов И 27, а код адреса последовательно передается через элемент ИЛИ 28 в линию связи. По окончании опроса элементов И 27 сигналов с последней шины распределителя 30 (по заднему фронту) закрывается блок 33 запуска, производится сброс адаптивного временного дискретизатора 15 опрошенного канала, через элемент ИЛИ 10 и блок 5 запуска разрешается дальнейший опрос распределителем 13 элементов И 12, а также сброс датчика 25 времени и счетчика 22.

Передатчик устройства для телеизмерений работает следующим образом.

Сигналы с датчиков 1 информации поступают на блоки 2 сравнения, на вторые входы которых подается ступенчато изменяющееся напряжение от цифроаналогового преобразователя 3. Напряжение на входе преобразователя 3 пропорционально коду на выходах счетчика 17, который управляется генератором 6 через блок 4 запуска. Если напряжение на выходе преобразователя 3 достигает значения сигнала одного или нескольких датчиков 1, то соответствующие блоки 2 сравнения (или один блок сравнения) выдают сигнал на один из входов первых элементов И 16. Адаптивные временные дискретизаторы 15 непрерывно анализируют сигналы датчиков и по достижении погрешности аппроксимации входного сигнала заданной величины выдают сигнал 1 на второй вход элемента И 16. При одновременном появлении сигналов 1 на входах элемента И 16, т.е. если погрешность аппроксимации достигла заданного уровня и величина сигнала датчика имеет определяемый преобразователем 3 уровень, на выходе одного или нескольких элементов И 16 появляется сигнал 1, который через элементы ИЛИ 20 и 8 подается на блок 4 запуска, запрещающий дальнейшее прохождение импульсов с генератора 6, а на выходе счетчика 17 оказывается сформированным код параметра, поступающий на блок 14 считывания.

Одновременно единичный сигнал с выхода элемента ИЛИ 8 через элемент ИЛИ 10 и блок 5 запуска разрешает прохождение импульсов с генератора 7 на распределитель 13, поочередно опрашивающий элементы И 12. При наличии сигнала 1 на первом входе элемента И 12 от элемента ИЛИ 20 и на втором входе элемента И 12 от распределителя 13 сигнал 1 через элементы ИЛИ 9 и 11 и блок 5 запуска запрещает дальнейшее прохождение импульсов с генератора 7 на распределитель 13. На счетчике распределителя в этот момент будет сформирован код адреса, поступающий в блок 14 считывания. По окончании считывания данного кода адреса блок 14 выдает управляющий сигнал 1 (с выхода 1) через элемент ИЛИ 10 на блок 5 запуска, разрешающий дальнейшее прохождение импульсов с генератора 7 на распределитель 13. При достижении последней шины распределителем 13 блок 5 запуска блокируется единичным сигналом через элемент ИЛИ 11, и одновременно подается сигнал, разрешающий прохождение импульсов с генератора 6 через блок 4 запуска на счетчик 17, после чего меняется напряжение на выходе цифроаналогового преобразователя 3 и выбирается новая группа датчиков, имеющая значение параметров, отличное от предыдущего, у которых погрешность аппроксимации сигналов достигла заданное значение.

Таким образом, в одном телеметрическом кадре, т.е. от одного маркерного импульса до другого, будут передаваться параметр и адреса тех датчиков, сигналы которых соответствуют данному параметру, за исключением адресов тех датчиков, отсчеты сигналов которых являются избыточными.

Однако в процессе работы устройства возможна такая ситуация, когда малоактивный сигнал опрашиваться и передаваться не будет, а также возможна неисправность адаптивного временного дискретизатора, что может привести к появлению недопустимой погрешности аппроксимации и может быть неудобным для потребителя.

Для устранения этого явления в передатчик введена схема контроля, состоящая из дешифратора 21, счетчика 22, блока 23 сравнения кодов, элемента И 24 и задатчика 25 времени. Кроме того, в каждый канал введены элемент И 19 и элемент ИЛИ 20.

Контроль осуществляется последовательно, начиная с любого канала, в зависимости от начального состояния счетчика 22. Код с выхода счетчика 22 сравнивается в блоке 23 сравнения кодов с кодом адреса на выходе распределителя 13. Если за максимально возможное время, определяемое задатчиком 25, код на выходе распределителя 13 в момент окончания передачи кода адреса одинаков с кодом на выходе счетчика 22, это означает, что этот код был передан в линию связи. При этом сигнал от блока 23 сравнения кодов через элемент И 24 переключает счетчик 22 на следующий канал для контроля и сбрасывает задатчик 25 времени в начальное состояние. Если же время, определяемое задатчиком 25, недостаточно для появления кода адреса контролируемого канала на выходе распределителя 13 (в момент окончания передачи), то срабатывает задатчик 25, сигнал с выхода которого стробирует дешифратор 21. На выходе дешифратора, соответствующем номеру контролируемого канала, появляется сигнал 1. Этот единичный сигнал подготавливает элемент И 19 контролируемого канала, на выходе которого формируется сигнал 1 при срабатывании блока 2 сравнения, т.е. при достижении напряжения преобразователя 3 значения сигнала на выходе датчика 1 контролируемого канала. Единичный сигнал с выхода элемента И 19 через элементы ИЛИ 20 и 8 запрещают дальнейшее прохождение импульсов с генератора 6 на счетчик 17 через блок 4 запуска и далее устройство работает также, как и устройство-прототип. Когда контролируемый канал с помощью элементов И 12 и распределителя 13 будет опрошен и информация от него будет передана в линию связи, счетчик 22 переключается в следующее положение, а задатчик 25 сбрасывается в нулевое состояние, что приводит к снятию сигнала стробирования дешифратора 21 (на всех выходах дешифратора 21 устанавливается сигнал 0).

Таким образом, в данном случае в одном телеметрическом кадре будут передаваться параметр и адреса не только тех датчиков, сигналы которых соответствуют данному параметру и являются неизбыточными, но и адрес малоактивного, давно неопрашиваемого канала, что приводит к уменьшению возможной погрешности аппроксимации и большему удобству для потребителя.

Формула изобретения

ПЕРЕДАТЧИК УСТРОЙСТВА ДЛЯ ТЕЛЕИЗМЕРЕНИЙ, содержащий в каждом измерительном канале датчик, выход которого соединен с первыми входами адаптивного временного дискретизатора и блока сравнения, выходы которых подключены соответственно к первому и второму входам первого элемента И, первый вход второго элемента И соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, выход второго элемента И подключен к соответствующему входу второго элемента ИЛИ, выход первого элемента ИЛИ соединен с первыми входами первого блока запуска, блока считывания и третьего элемента ИЛИ, выход которого соединен с первым входом второго блока запуска, первый и второй генераторы тактовых импульсов, выходы которых подключены к вторым входам блоков запуска, выход второго блока запуска соединен с входом распределителя импульсов, первые выходы которого подключены к вторым входам вторых элементов И, вторые выходы распределителя импульсов подключены к вторым входам блока считывания, первый выход которого соединен с вторым входом третьего элемента ИЛИ, второй выход блока считывания является выходом устройства, второй вход второго элемента И последнего измерительного канала объединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и третьим входом блока считывания, отличающийся тем, что в устройство введены первый и второй дешифраторы, задатчик времени, элементы И и ИЛИ, блок сравнения адресов и счетчики, цифроаналоговый преобразователь, выход которого соединен с вторыми входами блоков сравнения измерительных каналов, входы цифроаналогового преобразователя соединены с входами первого счетчика и четвертыми входами блока считывания, вход первого счетчика подключен к выходу первого блока запуска, выход второго счетчика подключен к первым входам дешифратора и блока сравнения адресов, вторые входы которого соединены с вторыми выходами распределителя импульсов, выход блока сравнения адресов подключен к первому входу пятого элемента И, второй вход которого соединен с первым выходом блока считывания, выход пятого элемента И подключен к входам второго счетчика и задатчика времени, выход которого соединен с вторым входом дешифратора, третий вход первого блока запуска соединен с вторым входом второго элемента И последнего измерительного канала и в каждом измерительном канале первый вход пятого элемента ИЛИ соединен с выходом первого элемента И, второй вход пятого элемента ИЛИ подключен к выходу четвертого элемента И, первый вход которого соединен с выходом блока сравнения, второй вход четвертого элемента И подключен к соответствующему выходу дешифратора, выход пятого элемента ИЛИ соединен с соответствующим входом первого элемента ИЛИ, первый вход третьего элемента И подключен к выходу второго элемента И, выход третьего элемента И соединен с вторым входом адаптивного временного дискретизатора, вторые входы третьих элементов И объединены и подключены к первому выходу блока считывания.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2